基于fpga的---2fsk数字调制器的设计

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1、序’X誓基于FPGA的2FSK数字调制器的设计2016/2017学年第一学期学院电气与光电工程学院专业电子信息工程班级13信学号姓名指导教师成绩2017年1月目录第一章、绪论11.1题目的意义11.2设计要求11.3FPGA概述11.3.1FPGA技术及特点11.3.2FPGA的结构组成21.4FPGA的发展及应用31.5FPGA的设计流程3第二章、2FSK设计的基本原理62.12FSK的调制62.1.1直接调频法72.1.2频率键控法72.1.3FSK的调制方框图及电路符号8第三章、设计方案93.12FSK基于VHDL语言调制程序93.

2、2调试结果113.2.1程序仿真113.2.2吋序仿真113.32FSK调制电路14第四章、结论15隱16参考文献17第一章、绪论1.1题目的意义数字调制技术是现代通信的一个重耍内容，在数字通信系统屮，由于数字信号具宥丰富的低频成份，不宜进行无线传输或长距离电缆传输，因而需耍将基带信号进行数字调制(DigitalModulation｝。数字调制同时也是数字信号频分复用的基木技术。数字调制与模拟调制都属于正弦波调制，但是，数字调制是调制信号为数字型的正弦波调制，因而数字调制具冇自身的特点，一般说来数字调制技术分为两种类型：一是把数字基带信号

3、当作模拟信号的特殊情况来处理；二是利用数字信号的离散取值去键控载波，从而实现数字调制。后一种方法通常称为键控法。例如可以对载波的振幅、频率及相位进行键控，便可获得振幅键控(ASK)、移频键控(FSK)、和移键控(PSK)等调制方式。移频键控(FSK)是数字信息传输屮使用较早的一种调制形式，它由于其抗干扰及衰落性较好且技术容易实现，因而在集散式工业控制系统中被广泛采用。以往的键控移频调制解调器釆用"定功能集成电路+连线"式设计；集成块多,连线复杂，容易出错，且体积较大，木设计采用Lattice公司的FPGA芯片，有效地缩小了系统的体积，降低

4、了成本，增加了可靠性，同时系统采用VHDL语言进行设计，具有良好的可移植性及产品升级的系统性。1.2设计要求1.了解了2FSK信号的基本概念后，利用QuartusII软件巾的VHDL语言对2FSK频移键控系统就行调制、解调的程序设计。2.程序设计运行成功厄，在利用VHDL语言对FSK频移键控系统进行调制、解调的波形仿真。3.最后通过VHDL语言制作出FSK频移键控系统调制的电路图。1.3FPGA概述1.3.1FPGA技术及特点FPGA是英文FieldProgrammableGateArray的缩写，即现场可编程门阵列，它是在PAL、GAL

5、、EPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路(ASIC)领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原冇可编程器件门电路数有限的缺点。FPGA采用丫還辑¥.7(1阵列LCA(LogicCellArray)这样一个新概念，内部包括可配置逻輯模块CLB(ConfigurableLogicBlock)、输出输入模快IOB(InputOutputBlock)和内部连线(Interconnect)三个部分。FPGA的基本特点主要有:1.釆用FPGA设计ASIC电路，用户不需要投片生产，就能得到合用的芯片。

6、2.FPGA可做其它全定制或半定制ASIC电路的屮试样片。3.FPGA内部有丰富的触发器和I/0引脚。4.FPGA是ASIC电路屮设计周期最短、丌发费用最低、风险最小的器件之一。5.FPGA采用高速CHMOS工艺，功耗低，可以与CMOS、TTL电平兼容。可以说，FPGA芯片是小批量系统提高系统集成度、可靠性的最佳选择之一。1.3.2FPGA的结构组成FPGA的结构主要由三个基本块构成：1.可编程逻辑块。基本的可编程逻辑块冇两种，一种是基于多路选择器的可编程逻辑模块，另外一种是基于查找表的可编程逻辑块。2.可配置输入/输出模块。可配置的输入

7、/输出模块IOB为芯片外部封装管脚和内部逻辑提供连接接口。每个IOB控制一个封装管脚，可配置成输入、输出或双向I」。3.可编程的互连资源。通过可编程资源可以将CLB和CLB，CLB和I/O相互连接起来。在FPGA屮，一般有三类连线资源。第一类为直线或短线，通过直线每个CLB可连接到与它和邻的CLB上。另外一类连线资源是讼线，这些长线可以连接物理位置上彼此相跑非常远的CLB。最后一类资源由经纬分段连线组成，这些连线到达开馆矩阵之前经过了多个CLB。除了基本结构之外，FPGA中还提供各种可用的嵌入式资源，主要冇：嵌入式RAM,嵌入式的乘法器和

8、加法器，嵌入式处理核等。FPGA的主要用途有两个方面：一是作为ASIC设计的快速原型系统，由于生产ASIC的费用非常昂贵，KljFPGA的丌发费用耍小得多；二是验证新算法的物理实现。很多应用场