【正文】 波，q是分頻器，f就是q分系統(tǒng)時(shí)鐘的頻率得到的。由于FPGA的系統(tǒng)工作頻率是有范圍的，所以系統(tǒng)時(shí)鐘頻率的設(shè)定不能太大，否則系統(tǒng)運(yùn)行不了那么快的速度，就會造成沒有結(jié)果或者結(jié)果出錯(cuò)。 圖32 調(diào)制模塊模塊連線圖如圖33，在模塊的三個(gè)輸入端分別接入系統(tǒng)時(shí)鐘信號clk，允許調(diào)制信號start，調(diào)制信號x和輸出信號y。這個(gè)模塊就是調(diào)制信號的部分。它的原理就是乘法器實(shí)現(xiàn)法。 而對調(diào)制信號進(jìn)行調(diào)制的程序則是：y=x and f。所以如果想改變載波f的頻率，改變第四行程序的q值即可。在q等于2時(shí)，載波f為低電平。 這里q的值就只有1和2。039。q=q+1。還可以將第三第四行程序這樣改：elsif q=1 then f=39。由于占空比是說在一串理想的脈沖序列中（如方波），正脈沖的持續(xù)時(shí)間與脈沖總周期的比值，所以這里的占空比是1：3，而源程序中的占空比是1：2。q=0。 elsif q=3 then f=39。139。也可以通過改變q（即q=3和q=0）后面數(shù)字的大小，就可以改變載波信號的頻率。這里就是把系統(tǒng)時(shí)鐘進(jìn)行4分頻，即f的周期為40ns。知道了載波的頻率才能在解調(diào)時(shí)正確的將信號恢復(fù)，而且載波的頻率也會影響到傳輸和誤碼率等問題。整個(gè)程序的作用就是完成q等于1和2時(shí)f為高電平，q等于3和0時(shí)f為低電平。039。最后一行則說當(dāng)為低電平時(shí)，進(jìn)行q值加1的循環(huán)。第三行就是說當(dāng)start為1的時(shí)候，將1值賦給q并且載波f處于高電平，然后進(jìn)行一個(gè)q值加1的循環(huán)。第一行程序是說在系統(tǒng)時(shí)鐘的上升沿進(jìn)行調(diào)制。039。q=0。 elsif q=3 then f=39。139。 then q=0。 then if start=39。event and clk=39。ASK調(diào)制的VHDL程序（見附錄）主要的思想是通過輸入信號和載波相與（AND）來完成調(diào)制，但是這里面要注意很多問題，包括載波的產(chǎn)生，分頻計(jì)數(shù)器的設(shè)定與系統(tǒng)時(shí)鐘等等，這些問題都要小心處理，否則會導(dǎo)致程序的錯(cuò)誤。clkstart分頻器基帶信號與門載波f已調(diào)信號FPGA31 ASK調(diào)制建模方框圖 調(diào)制程序由于這部分是軟件仿真，發(fā)送的是二元數(shù)字信號，所以不用通過帶通濾波器，直接接入FPGA的調(diào)制部分。這樣就完成了一個(gè)簡單的傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 本章小結(jié) 本章介紹了調(diào)制解調(diào)技術(shù)和整體設(shè)計(jì)方案。如圖29?；鶐盘柡洼d波信號在控制器的控制下進(jìn)入調(diào)制器。 整體方案設(shè)計(jì)基帶信號幅值選擇器相乘器控制器載波信號計(jì)數(shù)器判決器基帶信號已調(diào)信號信號傳輸圖29 整體方案框圖方案的設(shè)計(jì)思路是建立在Quartus II軟件上的。但是，包絡(luò)檢波法存在門限效應(yīng)，相干檢測法無門限效應(yīng)。雖然2ASK信號中確實(shí)存在著載波分量，原則上可以通過窄帶濾波器或鎖相環(huán)來提取同步載波，但這會給接收設(shè)備增加復(fù)雜性。在相同大信噪比情況下，2ASK信號相干解調(diào)時(shí)的誤碼率總是低于包絡(luò)檢波時(shí)的誤碼率，即相干解調(diào)2ASK系統(tǒng)的抗噪聲性能優(yōu)于非相干解調(diào)系統(tǒng)，但兩者相差并不太大。低通濾波器用來抑制相乘器產(chǎn)生的高次諧波干擾，通常判決電平取A/2。帶通濾波器包絡(luò)檢波及低通抽 樣 判 決 器調(diào)制信號輸 入解調(diào)信號 輸 出圖27 包絡(luò)檢波法如圖28，同步檢測法也稱相干解調(diào)。信號經(jīng)過帶通濾波器抑制來自信道的帶外干擾，然后進(jìn)行解調(diào)和抽樣判決。圖25 鍵控法2ASK 解調(diào)有非相干解調(diào)（包絡(luò)檢波法）和相干解調(diào)（同步檢測法）兩種方法，他們的共同原理如圖26所示。當(dāng)發(fā)1碼時(shí)，控制開關(guān)打開，載波傳輸。該方法是用一個(gè)電開關(guān)來控制載波振蕩器的輸出，這里的開關(guān)電路受控制。帶通濾波器S(t)u(t)e (t)圖24 乘法器實(shí)現(xiàn)法圖25是鍵控法。S（t）是調(diào)制信號，是載波信號。ASK的調(diào)制有兩種實(shí)現(xiàn)方法：乘法器實(shí)現(xiàn)法和鍵控法。其次，2ASK 信號可視為S(t)與載波的乘積，故用模擬乘法器實(shí)現(xiàn)2ASK 調(diào)制也是很容易想到的另一種方式，稱其為乘積法。2ASK 信號的產(chǎn)生方法比較簡單。在不同應(yīng)用場合，信號帶寬有多種度量定義，但最常用和最簡單的帶寬定義是以功率譜主瓣寬度為度量的“譜零點(diǎn)帶寬”，這種帶寬定義特別適用于功率譜主瓣包含信號大部分功率的信號。如圖23為2ASK信號的單邊功率譜示意圖?？梢钥闯?，單極性矩形脈沖隨機(jī)序列含有直流分量。由于二進(jìn)制序列一般為隨機(jī)序列，其頻域分析的對象應(yīng)為信號功率譜密度。2ASK 信號典型的時(shí)域波形如圖22 所示，其時(shí)域數(shù)學(xué)表達(dá)式為： （2－1）圖22 ASK信號的典型時(shí)域波形式中，A 為未調(diào)載波幅度，ωc 為載波角頻率，an為符合下列關(guān)系的二進(jìn)制序列的第n 個(gè)碼元：=0 出現(xiàn)概率為P （2－2） =1 出現(xiàn)概率為1P （2－3）綜合式2－1 、22和式2－3，令A(yù)＝1，則2ASK 信號的一般時(shí)域表達(dá)式為： （2－4）式中， 為碼元間隔， g(t) 為持續(xù)時(shí)間 [－/2，/2] 內(nèi)任意波形形狀的脈沖（分析時(shí)一般設(shè)為歸一化矩形脈沖），而S(t) 就是代表二進(jìn)制信息的隨機(jī)單極性脈沖序列。在振幅鍵控中載波幅度是隨著基帶信號的變化而變化的。幅移鍵控法(ASK)的載波幅度是隨著調(diào)制信號而變化的， 其最簡單的形式是，載波在二進(jìn)制調(diào)制信號控制下通斷， 此時(shí)又可稱作開關(guān)鍵控法(OOK)。那么在接收端我們就可以根據(jù)載波的有無還原出數(shù)字信號的1和0。 幅度鍵控的調(diào)制可以通過乘法器和開關(guān)電路來實(shí)現(xiàn)。ASK技術(shù)主要是用在數(shù)據(jù)傳輸方面，它的優(yōu)點(diǎn)是有效性好，隨著輸入信噪比的增加，系統(tǒng)的誤碼率將更迅速地按指數(shù)規(guī)律下降。ASK指的是振幅鍵控方式。這種調(diào)制技術(shù)抗干擾性能最好，且相位的變化也可以作為定時(shí)信息來同步發(fā)送機(jī)和接收機(jī)的時(shí)鐘，并對傳輸速率起到加倍的作用。 相移鍵控（PSK）：即按數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的值調(diào)制載波相位。該技術(shù)抗干擾性能好，但占用帶寬較大。 頻移鍵控（FSK）：即按數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的值（0或1）調(diào)制載波的頻率。調(diào)幅技術(shù)實(shí)現(xiàn)起來簡單，但容易受增益變化的影響，是一種低效的調(diào)制技術(shù)。如圖21，這三種形式是：移幅鍵控法ASK、移頻鍵控法FSK、移相鍵控法PSK。差分移相鍵控抗干擾能力強(qiáng)，且不要求傳送參考相位，因此實(shí)現(xiàn)較簡單。躍變，就表示傳輸1。而不看它的絕對相位。而傳送0時(shí)前后碼元之間的載波相位不發(fā)生變化。經(jīng)過基帶成形濾波后生成的是模擬基帶信號，但已經(jīng)是最終所需的調(diào)制信號的等效基帶形式，直接將其乘以中頻載波即可生成中頻調(diào)制信號。在這種多到一的轉(zhuǎn)換過程中，實(shí)現(xiàn)了頻帶壓縮。例如在QPSK調(diào)制的映射中，每兩個(gè)比特被轉(zhuǎn)換為一個(gè)四進(jìn)制的符號，對應(yīng)著調(diào)制信號的四種載波。一個(gè)數(shù)字調(diào)制過程實(shí)際上是由兩個(gè)獨(dú)立的步驟實(shí)現(xiàn)的：映射和調(diào)制，這一點(diǎn)與模擬調(diào)制不同。移相鍵控抗干擾能力強(qiáng)，但在解調(diào)時(shí)需要有一個(gè)正確的參考相位，即需要相干解調(diào)。當(dāng)數(shù)字信號的振幅為正時(shí)，載波起始相位取0；當(dāng)數(shù)字信號的振幅為負(fù)時(shí),載波起始相位取180176。移頻鍵控能區(qū)分通路，但抗干擾能力不如移相鍵控和差分移相鍵控。當(dāng)數(shù)字信號的振幅為正時(shí)載波頻率為f1，當(dāng)數(shù)字信號的振幅為負(fù)時(shí)載波頻率為 f2。振幅鍵控實(shí)現(xiàn)簡單，但抗干擾能力差。如在二進(jìn)制中,發(fā)0時(shí)不發(fā)送載波,發(fā)1時(shí)發(fā)送載波。它有四種基本形式：振幅鍵控、移頻鍵控、移相鍵控和差分移相鍵控。在解調(diào)時(shí)可以互相補(bǔ)償而得到完整的基帶。在同步通信中可用平衡調(diào)制器實(shí)現(xiàn)抑制載波的雙邊帶調(diào)制(DSBSC)。在單邊帶通信中可用濾波法、相移法或相移濾波法取得調(diào)幅波中一個(gè)邊帶，這種調(diào)制方法稱為單邊帶調(diào)制(SSB)。位于比載波頻率高的一側(cè)的邊頻帶，稱為上邊帶。在模擬調(diào)制過程中已調(diào)波的頻譜中除了載波分量外在載波頻率兩旁還各有一個(gè)頻帶，因調(diào)制而產(chǎn)生的各頻率分量就落在這兩個(gè)頻帶之內(nèi)。在調(diào)頻時(shí)相角也有相應(yīng)的變化，但這種相角變化并不與調(diào)制信號成比例。已調(diào)波稱為調(diào)相波。但抗干擾性能好，傳輸時(shí)信號失真小，設(shè)備利用率也較高。調(diào)頻波的振幅保持不變，調(diào)頻波的瞬時(shí)頻率偏離載波頻率的量與調(diào)制信號的瞬時(shí)值成比例。②調(diào)頻(FM)：用調(diào)制信號控制載波的振蕩頻率，使載波的頻率隨著調(diào)制信號變化。調(diào)幅波的頻率仍是載波頻率，調(diào)幅波包絡(luò)的形狀反映調(diào)制信號的波形。①調(diào)幅(AM)：用調(diào)制信號控制載波的振幅，使載波的振幅隨著調(diào)制信號變化。 模擬調(diào)制一般指調(diào)制信號和載波都是連續(xù)波的調(diào)制方式。其基本原理是把數(shù)據(jù)信號寄生在載波的某個(gè)參數(shù)上：幅度、頻率和相位，即用數(shù)據(jù)信號來進(jìn)行幅度調(diào)制、頻率調(diào)制和相位調(diào)制。脈沖調(diào)制有脈幅調(diào)制(PAM)、脈寬調(diào)制（PDM）、脈頻調(diào)制（PFM）、脈位調(diào)制(PPM)、脈碼調(diào)制(PCM)和增量調(diào)制（ΔM）。模擬調(diào)制有調(diào)幅(AM)、調(diào)頻(FM)和調(diào)相(PM)。這種增量調(diào)制信號的解調(diào)也很簡單，只要將收到的脈沖序列進(jìn)行積分和濾波即可復(fù)原，因此編碼和解碼設(shè)備都比較簡單。現(xiàn)在已有多種增量調(diào)制方法，其中最簡單的一種，是在每一采樣瞬間當(dāng)增量值超過某一規(guī)定值時(shí)發(fā)正脈沖，小于規(guī)定值時(shí)發(fā)負(fù)脈沖。脈碼調(diào)制不是用改變脈沖序列的參數(shù)來傳輸信息，而是用參數(shù)固定的脈沖的不同組合來傳遞信息，因此抗干擾能力強(qiáng)，失真很小，是現(xiàn)代通信技術(shù)的發(fā)展方向。即先對信號進(jìn)行采樣，并對采樣值進(jìn)行量化（整量化），再對經(jīng)過采樣和量化后的信號幅度進(jìn)行編碼，因此脈碼調(diào)制的本質(zhì)不是調(diào)制，而是數(shù)字編碼，所以能充分保證傳輸質(zhì)量。但脈碼調(diào)制到20世紀(jì)50年代才開始實(shí)用化。主要用于儀表測量等方面，很少直接用于無線電通信。 ④脈頻調(diào)制(PFM)：用調(diào)制信號控制脈沖的重復(fù)頻率，即單位時(shí)間內(nèi)脈沖的個(gè)數(shù)，使脈沖的重復(fù)頻率隨調(diào)制信號變化。脈位調(diào)制在第二次世界大戰(zhàn)中期已付之實(shí)用。 ③脈位調(diào)制(PPM)：用調(diào)制信號控制脈沖序列中各脈沖的相對位置（即相位），使各脈沖的相對位置隨調(diào)制信號變化。脈寬調(diào)制也是20世紀(jì)30年代里夫發(fā)明的。②脈寬調(diào)制 (PDM)：用調(diào)制信號控制脈沖序列中各脈沖的寬度，使每個(gè)脈沖的持續(xù)時(shí)間與該瞬時(shí)的調(diào)制信號值成比例。在第二次世界大戰(zhàn)中期已付之實(shí)用。 ①脈幅調(diào)制(PAM)：用調(diào)制信號控制脈沖序列的幅度，使脈沖幅度在其平均值上下隨調(diào)制信號的瞬時(shí)值變化。已調(diào)脈沖序列還可以用各種方法去調(diào)制高頻振蕩載波。數(shù)字式脈沖調(diào)制是指用數(shù)字信號對脈沖序列參數(shù)進(jìn)行調(diào)制，有脈碼調(diào)制和增量調(diào)制等。脈沖調(diào)制可分為模擬式和數(shù)字式兩類。此時(shí)，調(diào)制信號是脈沖序列，載波是高頻振蕩的連續(xù)波。此時(shí),調(diào)制信號是連續(xù)波,載波是重復(fù)的脈沖序列。脈沖調(diào)制有脈幅調(diào)制(PAM)、脈寬調(diào)制（PDM）、脈頻調(diào)制（PFM）、脈位調(diào)制(PPM)、脈碼調(diào)制(PCM)和增量調(diào)制（ΔM）。狹義的線性調(diào)制有調(diào)幅(AM)、抑制載波的雙邊帶調(diào)制(DSBSC)和單邊帶調(diào)制(SSB)。狹義的線性調(diào)制,是指把調(diào)制信號的頻譜搬移到載波頻率兩側(cè)而成為上、下邊帶的調(diào)制過程。按照傳輸特性，調(diào)制方式分為線性調(diào)制和非線性調(diào)制。所以調(diào)制就是將基帶信號搬移到信道損耗較小的指定的高頻處進(jìn)行傳輸（即載波傳輸），調(diào)制后的基帶信號稱為通帶信號，其頻率比較高。為了進(jìn)行長途傳輸，必須對信號進(jìn)行載波調(diào)制，將信號頻譜搬移到高頻處才能在信道中傳輸。再者，通信的最終目的是遠(yuǎn)距離傳遞信息。第5章介紹ASK調(diào)制系統(tǒng)的綜合仿真。第2章介紹了通信系統(tǒng)的調(diào)制技術(shù)以及ASK調(diào)制技術(shù)。而其中數(shù)字信號的傳輸以成為重中之重。由于技術(shù)的復(fù)雜性，在現(xiàn)代通信技術(shù)中