调幅信号发生器设计

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1、湖南人文科技学院课程设计报告课程名称：VHDL语言与EDA课程设计设计题目：调幅信号发生器设计系别：通信与控制工程系专业：电子信息工程班级：2009级1班学生姓名:颜锐李昌华学号:0940914309409124起止日期:2012年06月11日~2012年06月22日指导教师:田汉平岳舟教研室主任：侯海良16指导教师评语：指导教师签名：年月日成绩评定项目权重成绩颜锐李昌华1、设计过程中出勤、学习态度等方面0.22、课程设计质量与答辩0.53、设计报告书写及图纸规范程度0.3总成绩教研室审核意见：教研室主任签字：年月日教学系审核意见：主任签字：年

2、月日16摘要在通信系统中，调制解调方式常常决定了一个通信系统的性能，而幅度调制是一种应用很广的连续波调制方式。在实际电路的设计过程中，要设计一个幅度模拟调制电路（am电路）是相当复杂的，而且要修改其中的调幅指数也不方便。但随着现代电子技术的日趋成熟，采用Matlab/Simulink下建立相应的通信系统的数学模型，然后在FPGA中以全数字化方法实现系统中的关键模块是一种切实有效的方法。Altera公司推出的DSPBuilder工具将系统数学模型的建立和通信系统开发结合起来，大大提高了通信系统的开发效率。文中首先分析了调幅信号发生器的数学表达式

3、，然后根据其数学表达式，在matlab/simulink下建立相应的数学模型，然后利用DSPBuilder模块库的SignalCompiler工具将此模型转换为VHDL语言，最后在QuartusII中对其进行编译直至下载到FPGA中，实现相应的电路。这种设计方法可以快速进行数字信号处理器的设计，而且又便于修改和扩充其功能，整个设计思路灵活，图形界面简单直观，开发周期短。关键词：数学模型，调幅信号，调制度，现场可编程门电路16目录1设计要求12前言13方案对比13.1方案一13.2方案二23.3方案选择44各功能模块分析44.1调制信号44.2多

4、路选择器44.3载波信号44.4载波频率算法45调试过程55.1技术问题55.2现象记录56结论57元器件及仪器设备明细表68参考文献69致谢710、附录710.1附录1710.2附录21216调幅信号发生器设计1设计要求能将FPGA内部产生的低频信号进行调制，也能选择外部输入的幅度小于4V的低频信号进行调制，输出信号的载波频率为100KHz。输出波形峰峰值大于2V。2前言目前的FPGA技术得到了极大的扩展,资源容量和工作频率都有了很大的提高,市场中XILINX和ALTERA公司的FPGA芯片都是很好的选择。而且其都支持主流的硬件编程语言VHD

5、L和VERILOG。在FPGA中,相位累加器和相位调制器都可通过加法器来实现。如果要实现对幅度的调制则可在正弦查找表后插入一个乘法器来实现。在用FPGA设计的过程中,整个流程都采用系统时钟产生和控制,所以其各个部分的时序和同步性需要认真对待,还有考虑到加法器以及乘法器等对资源的使用情况,进位链或流水线技术都可以考虑进行利用。3方案对比3.1方案一利用单片机将模拟电路实现部分数字化,从而使硬件设计更为简单,图3-1为简化结构框图。由外部接口、单片机、D/A转换器、数码显示和示波器组成。软件程序经编译后写到单片机CPU中,将软件程序数据表中对应调幅

6、波数字量由D/A转换器转换为模拟信号,频率值通过数码管来显示,也可在示波器上观察到实际的调幅波。16图3-1图3-2为信号发生器电路原理图,主要有8051CPU、DAC0832、LM324、插座等外围电路组成,8051外接12MHz晶振和复位电路,以满足电路正常工作。J1插座可接到面板上,外接相应的按钮来改变信号的幅度和频率,其中1、2用于改变信号的幅度,3、4、5、6用于改变信号的频率。J2插座用来外界输出数码显示,VCC是电源端,GND是地端,电压范围为3.6～5V。图3-23.2方案二调幅信号表达式为：F=Fdr*(1+Fam*m)(1.

7、1)式中：F是调制后的输出信号，Fdr是载波信号，Fam是调制信号，16m是调制度（0

8、制度数据进行选择，这里设置的调制度分别从0.9到0.1共8个调制度值，选通信号由SL输入。ADDER2将乘积（乘积项取高8位整数）与128相加。由于是