基于FPGA的调制信号（ASK、FSK、PSK）的设计与实现.doc

合 肥 学 院 综 合 课 程 设 计 报 告 题 目：基于FPGA的调制信号（ASK、FSK、PSK） 的设计与实现 系 别： 电子系 专 业： 电子信息工程 班 级： 06电子（1）班 学 号： 姓 名： 导 师： 成 绩： 2010年 01月07日 综合课程设计任务书 论文 题目 基于FPGA的调制信号（ASK、FSK、PSK）产生 设计类型 应用型 导师姓名 谭敏 主要内容及目标 要求：1、给出ASK、FSK、PSK三种调制信号的实现原理、设计框图； ?????? 2、完成以上三种调制信号的VHDL设计描述； ????? 3、仿真以上三种调制信号； ????? ?4、实现以上调制信号的生成。 具有的设计条件 计算机 CPLD/FPGA，常用电子元件 单片机 计划学生数及任务 计划学生数：3人 任务：1、掌握VHDL硬件描述语言设计相关模块的方法; ????? ?2、掌握EDA技术的层次化设计方法 ?????? 3、能对以上生成的调制信号进行解调 计划设计进程 1、第1周 独立查找资料、 分别画出设计框图，制定设计方案 2、第2周 画出电路原理图，进行实验 3、第3周 电路调试和完善，同时完成设计报告 参考文献 《电子技术基础》 数字部分 康华光主编 《EDA技术实用教程》 潘松主编 ．北京. 科学出版社．2002年10月 《单片机应用系统设计技术基于C语言编程》 余永权 电子工业 北京.2004.8 基于FPGA的调制信号（ASK、FSK、PSK）的设计与实现 摘 要 本设计使用FPGA在EDA技术开发平台QuartusⅡ上实现了正弦信号及三种调制信号（ASK、FSK、PSK）的生成。本设计基于DDS(直接数字合成器 Direct Digital Synthesizer)技术，巧妙的结合三种调制信号的特性，设计出了一种方便产生正弦信号和多种调制信号的系统。 系统采用20MHZ的时钟，通过512分频和16384分频获得两路时钟。512分频所得一路时钟分别给两个相同正弦信号发生器作为时钟，以获得载波信号。16384分频作为整个系统的基带信号。由于ASK和PSK调制特性相近，载波都为一路信号。因此在设计时将ASK和PSK调制放在一个模块里设计，用一个选择键和两个基带信号控制端来控制。而FSK调制需要两路载波信号，设计时在另一个正弦信号发生器模块之前加上一个FSK模块，基带信号为高电平时输出之前输入的频率控制字给正弦信号发生器模块，当基带信号为低电平时就在输入频率控制字的基础上加上一个固定的常数，就使得正弦信号发生器在基带信号作用下输出不同载波频率的FSK信号。 关键词：FPGA、DDS、ASK、FSK、PSK 1 题目分析 1.1 功能要求及指标 本设计要求使用FPGA设计并生成ASK、FSK、PSK三种调制信号。载波频率小于20kHZ。给出其设计思路及原理框图。并能在示波器上清晰的显示三种调制波形。 1.2 设计思想 将系统时钟进行两路分频，一路作为两个相同的正弦信号发生器时钟，另一路作为系统基带信号。其中一个正弦信号发生器生成的信号作为ASK和PSK的载波，而另一个正弦信号发生器生成的信号则作为FSK的载波。通过ASK/PSK模块和FSK模块实现三种调制信号的生成。 总体设计框图如图1。 图1 系统设计框图 2 方案选择 在幅度键控中载波幅度随着调制信号变化而变化的调制称为ASK调制。利用不同载波频率来传递数字信息的调制称为FSK调制。用二进制数字信号控制载波的两个相位的调制称为PSK调制。三种信号的典型调制波形如图2所示。 图2 三种调制信号的简单调制波形 2.1 ASK/PSK方案选择 方案一：分别实现ASK和PSK调制，其调制方框图如图3所示。 图3 ASK和PSK调制框图 方案二：由于ASK与PSK在调制上只需要一种载波的相同性，可以将ASK和PSK调制放在一个模块里进行设计。用一个键控制ASK和PSK调制的选择，另设两个基带信号端。具体设计框图如图4所示。 图4 ASKPSK调制框图 方案一对ASK和PSK调制分别进行设计，较为繁琐。而方案二将两者放在一个模块中设计，只需要简单的VHDL语言描述即可，方便快捷。因此本设计选择方案二。 2.2 FSK方案选择 方案一：如图二