fpga課程設計--基于vhdl的2fsk的信號發(fā)生器(已修改)
2025-01-28 05:31 本頁面
【正文】 《FPGA原理及應用》結課論文題目基于VHDL的2FSK的信號發(fā)生器 專業(yè)名稱通信工程班級學號學生姓名提交時間2012年12月13日 設計題目：基于VHDL的2FSK的信號發(fā)生器一、設計實驗條件Quartus II開發(fā)環(huán)境二、設計目標1. 通過練習，能夠較為熟練的運用Quartus II軟件，同時對VHDL語言掌握更加熟悉；2. 基于Quartus II開發(fā)環(huán)境，利用VHDL硬件描述語言，自上而下地逐層完成相應的描述、綜合、優(yōu)化、仿真與驗證，直到生成器件2FSK信號發(fā)生器；三、設計報告的內容1. 前言（緒論）(設計的目的、意義等)2. 設計主體（原理、步驟、程序或原理圖、結果等）3. 對仿真結果進行分析4. 參考資料一．前言在通信領域中，為了傳送信息，一般都將原始的信號進行某種變換變成適合于通信傳輸?shù)男盘栃问?。在?shù)字通信系統(tǒng)中，一般將原始信號(圖像、聲音等)經過量化編碼變成二進制碼流，稱為基帶信號。 但數(shù)字基帶信號一般不適合于直接傳輸。例如，通過公共電話網絡傳輸數(shù)字信號時，由于電話網絡的帶寬為4 kHz以下，因此數(shù)字信號不能直接在其上傳輸。此時可將數(shù)字信號進行調制，2FSK即為一種常用的數(shù)字調制方式。2FSK，即二進制頻移鍵控方法簡單，易于實現(xiàn)，解調不需恢復本地載波，支持異步傳輸，抗噪聲和抗衰落性能也較強。因此2FSK調制技術在通信行業(yè)得到了廣泛的應用，并且主要適用于低、中速數(shù)據傳輸。由于微電子技術的迅猛發(fā)展，使得VHDL的性能指標，例如規(guī)模、功能、時間等性能也越來越好。VHDL在數(shù)字系統(tǒng)設計中占據了越來越重要的位置。而隨著器件的發(fā)展，開發(fā)環(huán)境也進一步得到優(yōu)化。VHDL程序的設計可用Altera公司的Quartus II軟件開發(fā)系統(tǒng)來實現(xiàn)，它為用戶提供了良好的開發(fā)環(huán)境，包含有豐富的庫資源，很容易實現(xiàn)各種電路設計，它支持多種輸入方式，并有極強的仿真系統(tǒng)。故利用FPGA 這一新的技術手段來研究數(shù)字調制技術有重要的現(xiàn)實意義。設計采用FPGA現(xiàn)場可編程技術, 運用自頂向下的設計思想設計2FSK信號發(fā)生器。避免了硬件電路的焊接與調試, 而且由于FPGA 的I/ O 端口豐富, 內部邏輯可隨意更改, 使得2FSK信號發(fā)生器的實現(xiàn)較為方便。二．設計主體2FSK信號產生原理數(shù)字頻率調制又稱頻移鍵控（FSK），二進制頻移鍵控記作2FSK。數(shù)字頻移鍵控是用載波的頻率來傳送數(shù)字消息，即用所傳送的數(shù)字消息控制載波的頻率。2FSK信號便是符號“1”對應于載頻，而符號“0”對應于載頻（與不同的另一載頻）的已調波形，而且與之間的改變是瞬間完成的。2FSK調制的波形如圖1示。從原理上講，數(shù)字調頻可用模擬調頻法來實現(xiàn)，也可用鍵控法來實現(xiàn)。模擬調頻法是利用一個矩形脈沖序列對一個載波進行調頻，是頻移鍵控通信方式早期采用的實現(xiàn)方法。2FSK鍵控法則是利用受矩形脈沖序列控制的開關電路對兩個不同的獨立頻率源進行選通。鍵控法的特點是轉換速度快、波形好、穩(wěn)定度高且易于實現(xiàn)，故應用廣泛。2FSK信號的產生方法如圖1所示。圖中為代表信息的二進制矩形脈沖序列，即使2FSK信號。s(t) 模擬調頻器 s(t) 0 1 0 0 1 0圖1 2FSK產生方法設計原理及原理圖由于FSK為模擬信號，而FPGA只能產生數(shù)字信號，因此需對正弦信號采樣并經模數(shù)變換來得到所需的FSK信號。本例由FPGA產生正弦信號的采樣值。FSK信號發(fā)生器框圖如圖2所示，整個系統(tǒng)共分為分頻器、m序列產生器、跳變檢測、2:1數(shù)據選擇器、正弦波信號產生器和DAC數(shù)模變換器等6部分，其中前5部分由FPGA器件完成。圖2 2FSK調制信號發(fā)生器框圖（1）．分頻器 kHz， kHz兩個正弦信號。對正弦信號每周期取100個采樣點，因此要求能產生3個時鐘信號： kHz(數(shù)據速率)、120 kHz( kHz正弦信號的輸入時鐘)和240 kHz( kHz正
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