基于fpga的fsk調(diào)制解調(diào)-在線瀏覽
2025-03-05 13:42本頁面
【正文】 ⅢFPGA課程設(shè)計(jì)——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(gè)重要內(nèi)容，在數(shù)字通信系統(tǒng)中,由于數(shù)字信號(hào)具有豐富的低頻成份，不宜進(jìn)行無線傳輸或長(zhǎng)距離電纜傳輸，因而需要將基帶信號(hào)進(jìn)行數(shù)字調(diào)制(Digital Modulation)。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(hào)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(diǎn),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(hào)當(dāng)作模擬信號(hào)的特殊情況來處理；二是利用數(shù)字信號(hào)的離散取值去鍵控載波，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)字調(diào)制。例如可以對(duì)載波的振幅、頻率及相位進(jìn)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。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(shè)計(jì)；集成塊多，連線復(fù)雜，容易出錯(cuò)，且體積較大，本設(shè)計(jì)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(shí)系統(tǒng)采用VHDL語言進(jìn)行設(shè)計(jì)，具有良好的可移植性及產(chǎn)品升級(jí)的系統(tǒng)性。，在利用VHDL語言對(duì)FSK頻移鍵控系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)制、解調(diào)的波形仿真。1FPGA課程設(shè)計(jì)——FSK設(shè)計(jì)的基本原理2 FSK設(shè)計(jì)的基本原理 FSK的調(diào)制頻移鍵控即FSK（Frequency－Shift Keying）數(shù)字信號(hào)對(duì)載波頻率調(diào)制，主要通過數(shù)字基帶信號(hào)控制載波信號(hào)的頻率來來傳遞數(shù)字信息。FSK信號(hào)產(chǎn)生的兩種方法：一、直接調(diào)頻法用二進(jìn)制基帶矩形脈沖信號(hào)去調(diào)制一個(gè)調(diào)頻器，使其輸出兩個(gè)不同頻率的碼元。這種方法產(chǎn)生的調(diào)頻信號(hào)是相位連續(xù)的，雖然實(shí)現(xiàn)方法簡(jiǎn)單，但頻率穩(wěn)定度不高，同時(shí)頻率轉(zhuǎn)換速度不能做得太快，但是其優(yōu)點(diǎn)是由調(diào)頻器所產(chǎn)生的FSK信號(hào)在相鄰碼元之間的相位是連續(xù)的。它有兩個(gè)獨(dú)立的振蕩器，數(shù)字基帶信號(hào)控制轉(zhuǎn)換開關(guān)，選擇不同頻率的高頻振蕩信號(hào)實(shí)現(xiàn)FSK調(diào)制。頻率鍵控法在轉(zhuǎn)換開關(guān)發(fā)生轉(zhuǎn)換的瞬間，兩個(gè)高頻振蕩的輸出電壓通常不可能相等，于是uFSK（t）信號(hào)在基帶信息變換時(shí)電壓會(huì)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。假設(shè)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(zhǔn)則是：圖4 相干解調(diào)法原理框圖接收信號(hào)經(jīng)過并聯(lián)的兩路帶通濾波器進(jìn)行濾波與本地相干載波相乘和包絡(luò)檢波后，進(jìn)行抽樣判決，判決的準(zhǔn)則是比較兩路信號(hào)包絡(luò)的大小。 二、FSK濾波非相干解調(diào)法輸入的FSK中頻信號(hào)分別經(jīng)過中心頻為、的帶通濾波器，然后分別經(jīng)過包絡(luò)檢波，包絡(luò)檢波的輸出在t=kTb時(shí)抽樣（其中k為整數(shù)），并且將這些值進(jìn)行比較。圖5 非相干解調(diào)法原理框圖三、FSK的解調(diào)方框圖及電路符號(hào)圖6 FSK解調(diào)方框圖圖7 FSK解調(diào)電路符號(hào)13FPGA課程設(shè)計(jì)——設(shè)計(jì)方案3 設(shè)計(jì)方案 FSK基于VHDL語言調(diào)制程序文件名： FSKTZ功能：基于VHDL硬件描述語言，對(duì)基帶信號(hào)進(jìn)行FSK調(diào)制LIBRARY IEEE。USE 。ENTITY FSKTZ IS PORT(CLK:IN STD_LOGIC。 開始調(diào)制信號(hào) X:IN STD_LOGIC。 調(diào)制信號(hào)END FSKTZ。 載波信號(hào)F1的分頻計(jì)數(shù)器SIGNAL Q2:INTEGER RANGE 0 TO 3。 載波信號(hào)F1，F(xiàn)2 BEGIN PROCESS(CLK) 產(chǎn)生載波F1 BEGIN IF (CLK39。139。039。 ELSIF Q1=5 THEN F1=39。Q1=Q1+1。039。 ELSE F1=39。Q1=Q1+1。 END IF。 PROCESS(CLK) 產(chǎn)生載波F2 BEGIN IF (CLK39。139。039。 ELSIF Q2=1 THEN F2=39。Q2=0。139。 ELSE F2=39。Q2=Q2+1。 END IF。 PROCESS(CLK,X) 此進(jìn)程完成對(duì)基帶信號(hào)的FSK調(diào)制 BEGIN IF (CLK39。139。039。 X=’0’時(shí)，輸出F1 ELSE Y=F2。 END IF。END BEHAV。USE 。USE 。 系統(tǒng)時(shí)鐘 START:IN STD_LOGIC。 調(diào)制信號(hào) Y:OUT STD_LOGIC)。ARCHITECTURE BEHAV OF FSKJT ISSIGNAL Q:INTEGER RANGE 0 TO 11。 寄存器SIGNAL M:INTEGER RANGE 0 TO 5。EVENT A
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