fpgafsk調(diào)制波形產(chǎn)生器仿真及設(shè)計(jì)

1、基于FPGA的FSK調(diào)制波形產(chǎn)生器仿真及設(shè)計(jì)一實(shí)驗(yàn)?zāi)康模菏煜UARTUSII的使用方法，學(xué)習(xí)VHDL編程方法、FPGA硬件資源的使用及控制以及DA轉(zhuǎn)換器件的應(yīng)用，進(jìn)一步將數(shù)字電路、模擬電路、EDA技術(shù)等課程的理論知識(shí)進(jìn)行綜合應(yīng)用。綜合運(yùn)用編解碼技術(shù)、FSK調(diào)制解調(diào)、DDS正弦載波合成技術(shù)及VHDL編程仿真技術(shù)等，完成基于FPGA的FSK調(diào)制波形發(fā)生器的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。二實(shí)驗(yàn)儀器、設(shè)備：GW48CKEDA開發(fā)系統(tǒng)、PC機(jī)、20MHz示波器等

2、三實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及要求（具體內(nèi)容祥見附錄）：1、設(shè)計(jì)基于FPGA的FSK調(diào)制波形產(chǎn)生器的硬件原理圖；（提示：應(yīng)包含輸入按鍵、FPGA芯片、DA、濾波器、LED數(shù)碼顯示等）2、EDA工具采用QUARTUSII；3、FPGA芯片：EPD1K30T14434、DA芯片：DA0832（8bit）5、輸出信號(hào)波形：FSK調(diào)制信號(hào)，其中正弦載波f1=625Hz表示“1”；正弦載波f2=125Hz表示“0”。6、輸出數(shù)據(jù)內(nèi)容：7學(xué)號(hào)后三位（共4位，每位都用

3、BCD碼表示，位間用1bit的低電平表示）。7、輸出信號(hào)幅度：5V9V可用按鍵控制切換；8、輸出信號(hào)碼率：24bits；24bitS96bits可調(diào)（8bit步進(jìn)，選作）9、要求在QUARTUSII上完成FSK調(diào)制波形產(chǎn)生器設(shè)計(jì)，包括各模塊輸出仿真波形和資源利用情況，最后在實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)上用示波器測(cè)試波形。FPGA芯片配置說明本次信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì)采用VHDL語言設(shè)計(jì)并通過QUARTUSII軟件編譯、仿真完成后，需將生成的配制文件下載到EDA實(shí)驗(yàn)

4、箱中測(cè)試輸出波形。有關(guān)配制情況說明如下：1實(shí)驗(yàn)平臺(tái)：GW48系列EDASOC實(shí)驗(yàn)開發(fā)系統(tǒng)2FPGA芯片型號(hào)：AlteraEP1K30TC14433芯片管腳分配：(實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ皆O(shè)置:5)信號(hào)名稱(參考)EP1K30TC144引腳信號(hào)含義實(shí)驗(yàn)箱中接口CLK126時(shí)鐘RESET19復(fù)位鍵8SEL08狀態(tài)選擇0鍵1SEL19狀態(tài)選擇1鍵2SEL210狀態(tài)選擇2鍵3DO041數(shù)據(jù)輸出位0DAD0DO142數(shù)據(jù)輸出位1DAD1DO265數(shù)據(jù)輸出位2DA

5、D2DO367數(shù)據(jù)輸出位3DAD3DO468數(shù)據(jù)輸出位4DAD4DO569數(shù)據(jù)輸出位5DAD5DO670數(shù)據(jù)輸出位6DAD6DO772數(shù)據(jù)輸出位7DAD7四實(shí)驗(yàn)原理：簡(jiǎn)介：系統(tǒng)以FPGA為核心輔以必要的模擬電路構(gòu)成了兩路基于DDS技術(shù)的正弦信號(hào)發(fā)生器。其主要模塊有正弦波生成、幅度控制、DA轉(zhuǎn)換和后級(jí)處理等功能。同時(shí)通過VHDL語言編程本系統(tǒng)選用m序列的級(jí)數(shù)為n=7，序列長(zhǎng)度為m=271=127，若選用的反饋系數(shù)的八進(jìn)制數(shù)值為235，轉(zhuǎn)換

6、成二進(jìn)制數(shù)值為10011101，即c0=c2=c3=c4=c7=1，c1=c5=c6=0。仿真波形如圖3所示。2.22.2FSKFSK調(diào)制調(diào)制本系統(tǒng)是利用2個(gè)獨(dú)立的分頻器來改變輸出載波頻率，以數(shù)字鍵控法來實(shí)現(xiàn)FSK捌制。數(shù)字鍵控法也稱為頻率選擇法，他有2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。鍵控法產(chǎn)生的FSK信號(hào)頻率穩(wěn)定度可以做到很高并且沒有過渡頻率，他的轉(zhuǎn)換速度快，波形好，頻率鍵控法在轉(zhuǎn)換

7、開天發(fā)生轉(zhuǎn)換的瞬剛，2個(gè)高頻振蕩的輸出電壓通常不相等，于是已調(diào)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)象稱為相位不連續(xù)，這是頻率鍵控特有的情況。本文設(shè)計(jì)的FSK調(diào)制系統(tǒng)方框圖如圖4所示。2.32.3FSKFSK解調(diào)解調(diào)過零檢測(cè)法與其他解調(diào)方法相比較，最明顯的特點(diǎn)就是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，對(duì)增益起伏不敏感，特別適用于數(shù)字化實(shí)現(xiàn)。他是一種經(jīng)濟(jì)、實(shí)用的最佳數(shù)字解調(diào)方法。其方框圖如圖5所示。他利用信號(hào)波形在單位時(shí)間內(nèi)與零電平軸交義的次數(shù)來測(cè)定信

8、號(hào)頻率。輸入的已調(diào)信號(hào)經(jīng)限幅放大后成為矩形脈沖波，再經(jīng)微分電路得到l圾向尖脈沖，然后整流得到單向尖脈沖，每個(gè)尖脈沖表示信號(hào)的一個(gè)過零點(diǎn)，尖脈沖的重復(fù)頻率就是信號(hào)頻率的2倍。將尖脈沖去觸發(fā)一單穩(wěn)態(tài)電路，產(chǎn)生一定寬度的矩形脈沖序列，該序列的平均分量與脈沖重復(fù)頻率成正比，即與輸入頻率信號(hào)成正比。所以經(jīng)過低通濾波器輸出平均量的變化反映了輸入信號(hào)的變化，這樣就完成了頻率幅度變換，把碼元“1”與“0”在幅度上區(qū)分開來，恢復(fù)出數(shù)字基帶信號(hào)。本文設(shè)計(jì)的