发布时间 : 星期日 文章基于VHDL的2FSK调制与解调更新完毕开始阅读
河北大学工商学院2012届本科生毕业论文(设计)
2.2 2FSK解调技术 2.2.1 相干解调法
相干解调法是将已调信号通过与其相同频率的本地载波相乘后再经过低通滤波器恢复原信号，2FSK信号的同步检测法是将已调信号分为两路，两路信号分别经过两路不同频率的带通滤波器，然后分别与两路不同的频率的载波信号相乘，其中f1对应“1”信号频率；f2对应“0”信号的频率，在解调器中，中心频率为f1的带通滤波器只允许中心频率为f1的信号通过，而滤除中心频率为f2的频率的信号；同时，中心频率为f2的带通滤波器
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只允许中心频率为f2的信号通过，而滤除中心频率为f1的频率的信号通过。图2-4显示
了2FSK信号的同步解调过程图。
带通滤波器1ω1 输 入 相乘器 低通滤波器 输 出 cosω1t 定时脉冲 抽样判决器 带通滤波器2ω2 相乘器 低通滤波器 cosω2t 图2-4 2FSK的同步解调过程图
2.2.2 非相干解调法
非相干解调法即利用包络检波器从已调信号的波形的幅度中提取调制信号，我们说过，2FSK可以看做频率不同的两个2ASK信号的叠加而成，对于2ASK信号可以使用包络检波法，因此2FSK亦适用于这种非相干解调的方式，下面的图2-5显示了非相干解调的基本解调过程。
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带通滤波器1 ω1 输 入 包络检波器1 定时脉冲 抽样判决器 输 出 带通滤波器2 ω2 包络检波器2
图2-5 2FSK非相干解调原理图
2.2.3 过零检测法
过零检测法是基于2FSK信号的过零点随着不同频率而异，通过检测过零点数目的多少从而区分两个不同频率的型号码元。在图2-6中，2FSK信号经过限幅、微分、整流后形成于频率变化相对应的脉冲序列，这些脉冲的密集度形象的反映了信号的频率高低，而尖脉冲的个数就是信号的过零点个数了。在脉冲展宽的阶段，脉冲被展宽成矩形脉冲，这样就扩大了它的直流分量，然后经过低通滤波器滤除其直流分量，这样就完成了频率-幅度的变换过程，最后由直流分量幅度上的区别来还原出数字信号“0”和“1”。
输入 限幅 微分 整流 脉冲展宽 低通滤波器 输出
图2-6 2FSK的过零检测法原理图
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3 基于VHDL的2FSK信号的调制和解调
3.1 2FSK信号的调制过程
3.1.1 基于VHDL语言的2FSK信号的调制过程
2FSK信号是由两种不同频率的信号来表示“0”和“1”，因此这两种频率的信号我们可以通过对时钟信号频率进行分频来实现之后再通过设计一个二选一的选通开关对两路信号进行选通，因此得出调制信号。图3-1显示了在VHDL语言下对于2FSK信号的调制的整个过程。图3-2画出了其建模的基本原理。
clk FPGA 分频器 1 载波f1 二选一 选通开关 调制信号 start 分频器 2 载波f2 基带信号
图3-1 2FSK调制方框图
PPPL_FSK clk clk start y start y x x 图3-2 2FSK调制电路的VHDL建模符号
整个设计使用VHDL语言编写，以EPF10K10LC84-4为下载的目标芯片，在QuartusⅡ软件平台上进行布局布线后进行波形仿真，其中clk为输入主时钟信号；start为起始信号，当start为“1”的时候，开始解调；q1为载波信号f1的分频计数器，q2为载波信号f2
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的分频计数器：f1、f2为载波信号；x为基带信号：y为经过FSK调制器后的调制信号；当输入的基带信号x=0时，输出的调制信号y为f1，当输入的基带信号x=1时，输出的调制信号y为f2。仿真结果如图3-7所示。
二选一数据选择器的作用是：以基带信号为控制信号，当基带信号是0时，选择载波为f1；当基带信号为1时，选通载波为f2。
3.1.2 基本调制流程
[1]Quartus‖9.0版本，选择菜单File—New。在New窗口中的Device Design Files中选择VHDL_File选项，然后在VHDL文本中编译框中输入本课题程序代码，然后再VHDL程序存盘，选择File/Save As命令，找到已建立的文件夹中，由于调制程序的实体名字为PPPL_FSK，则将文件名保存为PPPL_FSK.vhd，然后按下列步骤进入建立工程项目流程。图3-3显示了在刚刚打开的Quartus‖软件中的用户界面。图3-4是VHDL语言的文本编辑过程的示例图。
图3-3 Quartus‖图形用户界面
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