目标芯片上实现。仿
真结果表明此设计方案是可行的,系统具有较高的实用性和可靠性。
0 引言
在通信系统中,基带数字信号在远距离传输,特别是在有限带宽的高频信道如无线或
光纤信道上传输时,必须对数字信号进行载波调制,这在日常生活和工业控制中被广泛采
用。数字信号对载波频率调制称为频移键控即 FSK。FSK 是用不同频率的载波来传送数字
信号,用数字基带信号控制载波信号的频率,是信息传输中使用较早的一种调制方式。它
的主要特点是:抗干扰能力较强,不受信道参数变化的影响,传输距离远,误码率低等。
在中低速数据传输中,特别是在衰落信道中传输数据时,有着广泛的应用。但传统的 FSK
调制解调器采用"集成电路+连线"的硬件实现方式进行设计,集成块多、连线复杂且体积
较大,特别是相干解调需要提取载波,设备相对比较复杂,成本高。本文基于 FPGA 芯片,
采用 VHDL 语言,利用层次化、模块化设计方法,提出了一种 2FSK 调制解调器的实现方
法。
调制信号是二进制数字基带信号时,这种调制称为二进制数字调制。在二进制数字调
制中,载波的幅度、频率和相位只有两种变化状态。相应的调制方式有二进制振幅键控
(2ASK),二进制频移键控(2FSK)和二进制相移键控(2PSK)。2FSK 就是用两种不同频率
的载波来传送数字信号。特别适合应用于衰落信道,其占用频带较宽,频带利用率低,实
现起来较容易,抗噪声与抗衰减的性能较好,在中低速数据传输中得到了广泛的应用。
1 调制解调的基本原理
FSK 就是利用载波信号的频率变化来传递数字信息。
在 2FSK 中,载波的频率随二进制基带信号在 f1 和 f2 两个频率点之间变化。故其表
达式为:
也就是说,一个 2FSK 信号可以看成是两个不同载频的 2ASK 信号的叠加。因此,
2FSK 信号的时域表达式又可以写成:
在移频键控中, 和 不携带信息,通常可以令和 为零。因此,2FSK 信号的表达式可
简化为: