基于fpga的fsk調(diào)制解調(diào)-文庫吧
2025-01-01 13:42 本頁面
【正文】 ……………………………………………5 FSK基于VHDL語言調(diào)制程序……………………………………………………5 FSK基于VHDL語言解調(diào)程序……………………………………………………64 測 試………………………………………………………………………………8 FSK調(diào)制仿真……………………………………………………………………8 FSK解調(diào)仿真……………………………………………………………………115 結(jié) 論………………………………………………………………………………146 參考文獻…………………………………………………………………………15ⅢFPGA課程設計——緒論1 緒 論 題目的意義數(shù)字調(diào)制技術(shù)是現(xiàn)代通信的一個重要內(nèi)容，在數(shù)字通信系統(tǒng)中,由于數(shù)字信號具有豐富的低頻成份，不宜進行無線傳輸或長距離電纜傳輸，因而需要將基帶信號進行數(shù)字調(diào)制(Digital Modulation)。數(shù)字調(diào)制同時也是數(shù)字信號頻分復用的基本技術(shù)。數(shù)字調(diào)制與模擬調(diào)制都屬于正弦波調(diào)制，但是，數(shù)字調(diào)制是調(diào)制信號為數(shù)字型的正弦波調(diào)制,因而數(shù)字調(diào)制具有自身的特點,一般說來數(shù)字調(diào)制技術(shù)分為兩種類型：一是把數(shù)字基帶信號當作模擬信號的特殊情況來處理；二是利用數(shù)字信號的離散取值去鍵控載波，從而實現(xiàn)數(shù)字調(diào)制。后一種方法通常稱為鍵控法。例如可以對載波的振幅、頻率及相位進行鍵控，便可獲得振幅鍵控(ASK)、移頻鍵控(FSK)、相移鍵控(PSK)等調(diào)制方式。移頻鍵控(FSK)是數(shù)字信息傳輸中使用較早的一種調(diào)制形式，它由于其抗干擾及衰落性較好且技術(shù)容易實現(xiàn)，因而在集散式工業(yè)控制系統(tǒng)中被廣泛采用。以往的鍵控移頻調(diào)制解調(diào)器采用“定功能集成電路+連線”式設計；集成塊多，連線復雜，容易出錯，且體積較大，本設計采用Lattice公司的FPGA芯片，有效地縮小了系統(tǒng)的體積，降低了成本，增加了可靠性，同時系統(tǒng)采用VHDL語言進行設計，具有良好的可移植性及產(chǎn)品升級的系統(tǒng)性。 設計要求，利用Quartus II軟件中的VHDL語言對2FSK頻移鍵控系統(tǒng)就行調(diào)制、解調(diào)的程序設計。，在利用VHDL語言對FSK頻移鍵控系統(tǒng)進行調(diào)制、解調(diào)的波形仿真。、解調(diào)的電路圖。1FPGA課程設計——FSK設計的基本原理2 FSK設計的基本原理 FSK的調(diào)制頻移鍵控即FSK（Frequency－Shift Keying）數(shù)字信號對載波頻率調(diào)制，主要通過數(shù)字基帶信號控制載波信號的頻率來來傳遞數(shù)字信息。在二進制情況下，“1”對應于載波頻率，“0”對應載波頻率，但是它們的振幅和初始相位不變化。FSK信號產(chǎn)生的兩種方法：一、直接調(diào)頻法用二進制基帶矩形脈沖信號去調(diào)制一個調(diào)頻器，使其輸出兩個不同頻率的碼元。一般采用的控制方法是：當基帶信號為正時（相當于“1”碼），改變振蕩器諧振回路的參數(shù)（電容或者電感數(shù)值），使振蕩器的振蕩頻率提高（設為f1）；當基帶信號為負時（相當于“0”碼），改變振蕩器諧振回路的參數(shù)（電容或者電感數(shù)值），使振蕩器的振蕩頻率降低（設為f2）；從而實現(xiàn)了調(diào)頻。這種方法產(chǎn)生的調(diào)頻信號是相位連續(xù)的，雖然實現(xiàn)方法簡單，但頻率穩(wěn)定度不高，同時頻率轉(zhuǎn)換速度不能做得太快，但是其優(yōu)點是由調(diào)頻器所產(chǎn)生的FSK信號在相鄰碼元之間的相位是連續(xù)的。二、頻率鍵控法頻率鍵控法也稱頻率選擇法。它有兩個獨立的振蕩器，數(shù)字基帶信號控制轉(zhuǎn)換開關(guān)，選擇不同頻率的高頻振蕩信號實現(xiàn)FSK調(diào)制。圖1 頻率健控法原理框圖鍵控法產(chǎn)生的 FSK信號頻率穩(wěn)定度可以做得很高并且沒有過渡頻率，它的轉(zhuǎn)換速度快，波形好。頻率鍵控法在轉(zhuǎn)換開關(guān)發(fā)生轉(zhuǎn)換的瞬間，兩個高頻振蕩的輸出電壓通常不可能相等，于是uFSK（t）信號在基帶信息變換時電壓會發(fā)生跳變，這種現(xiàn)象也稱為相位不連續(xù)，這是頻率鍵控特有的情況。三、FSK的調(diào)制方框圖及電路符號圖2 FSK調(diào)制方框圖圖3 FSK調(diào)制電路符號 FSK的解調(diào)數(shù)字頻率鍵控（FSK）信號常用的解調(diào)方法有很多種如：一、同步（相干）解調(diào)法在同步解調(diào)器中，有上、下兩個支路，輸入的FSK信號經(jīng)過和兩個帶通濾波器后變成了上、下兩路ASK信號，之后其解調(diào)原理與ASK類似，但判決需對上、下兩支路比較來進行。假設上支路低通濾波器輸出為，下支路低通濾波器輸出為，則判決準則是：圖4 相干解調(diào)法原理框圖接收信號經(jīng)過并聯(lián)的兩路帶通濾波器進行濾波與本地相干載波相乘和包絡檢波后，進行抽樣判決，判決的準則是比較兩路信號包絡的大小。假設上支路低通濾波器輸出為，下支路低通濾波器輸出為，則判決準則是：如果上支的信號包絡較大，則判決為“1”；反之，判決為收到為“0”。 二、FSK濾波非相干解調(diào)法輸入的FSK中頻信號分別經(jīng)過中心頻為、的帶通濾波器，然后分別經(jīng)過包絡檢波，包絡檢波的輸出在t=k
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