【正文】 分析 ......................................................................................... 11 2FSK 信號(hào)調(diào)制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ................................................................................. 11 分頻器 .............................................................................................................. 11 偽隨機(jī)序列發(fā)生器 .......................................................................................... 12 數(shù)據(jù)選擇器 ...................................................................................................... 14 2FSK 調(diào)制系統(tǒng)的仿真及結(jié)果分析 ................................................................. 14 2FSK 信號(hào)解調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ................................................................................. 15 時(shí)鐘計(jì)數(shù)器 C................................................................................................... 16 計(jì)數(shù)器 Q .......................................................................................................... 16 判決器 D .......................................................................................................... 17 2FSK 解調(diào)系統(tǒng)的仿真及結(jié)果分析 .............................................................. 17 調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)整體仿真及結(jié)果分析 ..................................................................... 18 2FSK 調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)在示波器上的顯示 ............................................................. 19 結(jié)論 ........................................................................................................................................ 22 致謝 ........................................................................................................................................ 23 參考文獻(xiàn) ................................................................................................................................ 24 附錄 ........................................................................................................................................ 25 通 信 工 程 專 業(yè) 課 程 設(shè) 計(jì) Ⅱ 1 2FSK 調(diào)制與解調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì) （陜西 理工學(xué)院通信工程系 0，陜西，漢中 723003） 指導(dǎo)老師： [摘 要 ]FSK 是數(shù)字調(diào)制的一種方法，其原理是利用數(shù)字信號(hào)的離散取值特點(diǎn)通過(guò)開(kāi)關(guān)對(duì)載波的頻率進(jìn)行鍵控，所產(chǎn)生的信號(hào)稱為 FSK 信號(hào)。仿真成功后下載到實(shí)驗(yàn)板上，通過(guò)示波器分別觀察調(diào)制信號(hào)和已調(diào)波；調(diào)制信號(hào)和解調(diào)信號(hào)，與波形仿真結(jié) 果相同，但由于噪聲的影響，使得示波器的波形有毛刺。從原理上講，數(shù)字調(diào)頻可 用模擬調(diào)頻法來(lái)實(shí)現(xiàn)，也可用鍵控法來(lái)實(shí)現(xiàn)。 由于 FSK 調(diào)制解調(diào)原理相對(duì)比較簡(jiǎn)單，作為數(shù)字通信原理的入門學(xué)，理解 FSK 后可以容易理解其他更復(fù)雜的 調(diào)制系統(tǒng)，為以后的進(jìn)一步發(fā)展打下基礎(chǔ)。因此， 2FSK 信號(hào)的時(shí)域表達(dá)式又可寫成 通 信 工 程 專 業(yè) 課 程 設(shè) 計(jì) Ⅱ 5 式中： g(t)為單個(gè)矩形脈沖，脈寬為 sT ； xa 是 xa 的反碼，若 xa =1，則 xa =0；若 xa =0，則 xa =1，于是 n? 和 n? 分別是第 n 個(gè)信號(hào)碼元的初相位。門電路（即開(kāi)關(guān)電路）和按數(shù)字信號(hào)的變化規(guī)律通斷。而且這種方法產(chǎn)生的 FSK 信號(hào)頻移不能太大，否則振蕩不穩(wěn)，甚至停振，因而實(shí)際應(yīng)用范圍不廣，僅適用于低速傳輸系統(tǒng)。若上、下支路 及 的抽樣值分別用表示，則抽樣判決器的判決準(zhǔn)則為 通 信 工 程 專 業(yè) 課 程 設(shè) 計(jì) Ⅱ 8 圖 2FSK 信號(hào)包絡(luò)檢波方框圖 相干檢測(cè)法 相干檢測(cè)的具體解調(diào)電路是同步 檢波器，原理方框圖如圖 所示。然后經(jīng)低通濾波器取出此直流分量，這樣就完成了頻率 —— 幅度變換，從而根據(jù)直流分量幅度上的區(qū)別還原出數(shù)字信號(hào)“ 1”和“ 0”。 圖 差分檢波原理 2FSK 解調(diào) 方案的選擇 由于過(guò)零檢測(cè)法用 vhdl 語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)相對(duì)容易， 且對(duì)于數(shù)字信號(hào)來(lái)說(shuō)，過(guò)零檢測(cè)法較其他三種分析方法更簡(jiǎn)單，因此我們決定用過(guò)零檢測(cè)法來(lái)實(shí)現(xiàn) FSK 信號(hào)的解調(diào)。基于 FPGA 實(shí)現(xiàn)的分頻電路一般有兩種方法：一是使用 FPGA 芯片內(nèi)部提供的鎖相環(huán)電路，如 ALTERA 提供的 PLL（ Phase Locke Loop）， Xilin 提供的DLL（ Delay Locked Loop）；二是使用硬 件描述語(yǔ)言，如 VHDL、 Verilog HDL 等。為了方便使用，此次實(shí)驗(yàn)所做的分頻器可以將 CLK 時(shí)鐘信號(hào) 分別進(jìn)行 2 分頻， 4 分頻， 8 分頻， 16 分頻和 32 分頻，其中我們選用 4 分頻信號(hào)作為載波 1f ，選用 8 分頻信號(hào)作為載波 2f ， 32 分頻用作偽隨機(jī)序列發(fā)生器的時(shí)鐘信號(hào)。 同一個(gè)線性移位寄存器的輸出序列還和起始狀態(tài)有關(guān)。 數(shù)據(jù)選擇器用來(lái) 選擇兩個(gè)載波，一個(gè)是經(jīng)過(guò) CLK 4 分頻得到的載波 1f ，代表數(shù)字基帶信號(hào)“ 1”，另一個(gè)是經(jīng) CLK 8 分頻得到的載波 2f ，代表數(shù)字基帶信號(hào)“ 0”。因此 信號(hào)的解調(diào)框圖如圖 所示。判決門限值根據(jù)調(diào)制信號(hào)和基帶信號(hào)的頻率的比值決定。 圖 2FSK 信號(hào)調(diào)制解調(diào)信號(hào)波形仿真 圖中 數(shù)字基帶信號(hào)為“ nrz4” 調(diào)制信號(hào)輸出為“ tz” 解調(diào)信號(hào)輸出為“ jiet” 觀察波形圖可知解調(diào)信號(hào)與數(shù)字基帶信號(hào)相同，且延遲數(shù)字基帶信號(hào) 32 個(gè) CLK時(shí)鐘周期，即一個(gè)偽隨機(jī)序列周期。因 此， 信號(hào)在器件中傳輸?shù)臅r(shí)候，所需要的時(shí)間是不能精確估計(jì)的，當(dāng)多路信號(hào)同時(shí)發(fā)生跳變的瞬間，就產(chǎn)生了“競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)”。 開(kāi)始時(shí)刻 通 信 工 程 專 業(yè) 課 程 設(shè) 計(jì) Ⅱ 22 結(jié)論 本次課程設(shè)計(jì)，我完成了基于 VHDL 語(yǔ)言的 2FSK 調(diào)制解調(diào)系統(tǒng) 的設(shè)計(jì)，雖然按要求完成了基本的功能要求，但是還是沒(méi)有預(yù)期的那么完美。 第二，通過(guò)上面的過(guò)程，已經(jīng)積累了不少資料，對(duì)所給的課題也大概有了一些了解，這一步就是在這樣一個(gè)基礎(chǔ)上，綜合已有的資料來(lái)更透徹的分析題目。 use 。 end div248。 div2=t(0)。 entity mux21 is port (f1,f2 : in std_logic。 end architecture one。 調(diào)制信號(hào)輸入 27 base_output:out std_logic。139。 end if。 if 語(yǔ)句通過(guò)對(duì) rising_t 大小，來(lái)判決base_output 輸出的電平 else base_output=39。event and data_reg = 39。 。 process(data_reg,t) 此進(jìn)程完成 FSK 解調(diào) begin if t=31 then rising_t=0。 then if t=30 then if rising_t=6 then base_output=39。 if 語(yǔ)句完成 t 的循環(huán)計(jì)數(shù) elsif t=31 then t=0。 FSK 信號(hào)的上升沿計(jì)數(shù)器