fpgafsk調(diào)制波形產(chǎn)生器仿真及設計

1、基于FPGA的FSK調(diào)制波形產(chǎn)生器仿真及設計一實驗目的：熟悉QUARTUSII的使用方法，學習VHDL編程方法、FPGA硬件資源的使用及控制以及DA轉(zhuǎn)換器件的應用，進一步將數(shù)字電路、模擬電路、EDA技術等課程的理論知識進行綜合應用。綜合運用編解碼技術、FSK調(diào)制解調(diào)、DDS正弦載波合成技術及VHDL編程仿真技術等，完成基于FPGA的FSK調(diào)制波形發(fā)生器的設計和實現(xiàn)。二實驗儀器、設備：GW48CKEDA開發(fā)系統(tǒng)、PC機、20MHz示波器等

2、三實驗內(nèi)容及要求（具體內(nèi)容祥見附錄）：1、設計基于FPGA的FSK調(diào)制波形產(chǎn)生器的硬件原理圖；（提示：應包含輸入按鍵、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、輸出信號波形：FSK調(diào)制信號，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學號后三位（共4位，每位都用

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

4、箱中測試輸出波形。有關配制情況說明如下：1實驗平臺：GW48系列EDASOC實驗開發(fā)系統(tǒng)2FPGA芯片型號：AlteraEP1K30TC14433芯片管腳分配：(實驗模式設置:5)信號名稱(參考)EP1K30TC144引腳信號含義實驗箱中接口CLK126時鐘RESET19復位鍵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7DAD7四實驗原理：簡介：系統(tǒng)以FPGA為核心輔以必要的模擬電路構成了兩路基于DDS技術的正弦信號發(fā)生器。其主要模塊有正弦波生成、幅度控制、DA轉(zhuǎn)換和后級處理等功能。同時通過VHDL語言編程本系統(tǒng)選用m序列的級數(shù)為n=7，序列長度為m=271=127，若選用的反饋系數(shù)的八進制數(shù)值為235，轉(zhuǎn)換

6、成二進制數(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個獨立的分頻器來改變輸出載波頻率，以數(shù)字鍵控法來實現(xiàn)FSK捌制。數(shù)字鍵控法也稱為頻率選擇法，他有2個獨立的振蕩器，數(shù)字基帶信號控制轉(zhuǎn)換開關，選擇不同頻率的高頻振蕩信號實現(xiàn)FSK調(diào)制。鍵控法產(chǎn)生的FSK信號頻率穩(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個高頻振蕩的輸出電壓通常不相等，于是已調(diào)信號在基帶信息變換時電壓會發(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。本文設計的FSK調(diào)制系統(tǒng)方框圖如圖4所示。2.32.3FSKFSK解調(diào)解調(diào)過零檢測法與其他解調(diào)方法相比較，最明顯的特點就是結(jié)構簡單，易于實現(xiàn)，對增益起伏不敏感，特別適用于數(shù)字化實現(xiàn)。他是一種經(jīng)濟、實用的最佳數(shù)字解調(diào)方法。其方框圖如圖5所示。他利用信號波形在單位時間內(nèi)與零電平軸交義的次數(shù)來測定信

8、號頻率。輸入的已調(diào)信號經(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，每個尖脈沖表示信號的一個過零點，尖脈沖的重復頻率就是信號頻率的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頻率成正比，即與輸入頻率信號成正比。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，恢復出數(shù)字基帶信號。本文設計的