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目录
2 2FSK 在 FPGA 中的实现......................................................................................2
2.1 2FSK 概述及原理...........................................................................................2
2.1.1 FSK 发展及应用...................................................................................2
2.1.2 2FSK 的基本原理.................................................................................3
2.2 2FSK 调制解调原理方法...............................................................................7
2.2.1 2FSK 调制原理方法.............................................................................7
2.2.2 2FSK 解调原理方法.............................................................................8
2.3 2FSK 调制解调的 FPGA 实现与调试...........................................................10
2.3.1 2FSK 的 FPGA 实现方案.....................................................................10
2.3.2 2FSK 调制部分代码设计...................................................................12
2.3.3 2FSK 解调部分代码设计...................................................................14
2.3.4 功能仿真............................................................................................15
2.3.5 板上调试............................................................................................17
2.4 总结..............................................................................................................20
2.5 思考题..........................................................................................................21
2.6 参考文献......................................................................................................22
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2 2FSK 在 FPGA 中的实现
2FSK(二进制频移键控调制)是利用不同频率的载波来传递数字信号”0”
和”1”的一种简单的调制方式。
2.1 2FSK 概述及原理
2.1.1 FSK 发展及应用
数字频率调制是数据通信中使用较早的一种通信方式。由于这种调制解调
方式容易实现,抗噪声和抗衰减性能较强,因此在中低速数据传输通信系统中
得到了较为广泛的应用。
数字调频又可称作移频键控 FSK,它是利用载频频率变化来传递数字信息。
数字调频信号可以分为相位离散和相位连续两种情形。若两个振荡频率分别由
不同的独立振荡器提供,它们之间相位互不相关,这就叫相位离散的数字调频
信号;若两个振荡频率由同一振荡信号源提供,只是对其中一个载频进行分频,
这样产生的两个载频就是相位连续的数字调频信号。
(1)优点: 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。所谓 FSK 就是用数字信号去调制载波的频率。
(2)应用:频移键控的应用至少有一个世纪。 虽然时间比较长,但 FSK
信号已成功地保持其使用期间,更现代的时代,并已适应,以及向数字网域 ,
并继续提供服务那些需要传输数据通过计算机,电缆,或电线上。 还有
CCITT 规定,低于 1200bit/s 的速率时,使用 FSK 方式,如:在微波通信系统中传
输监控信息,以实现中继站的无人值守等。
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移频键控法实现有很多,如:2FSK,MFSK(QFSK)等,还有特殊的 FSK 调制
方法 MSK(最小频移键控法)。虽然其调制实现方式很多,但是唯一不变的是其
实现原理不变,故在此本文只用 2FSK 的调制解调实现方法来代表说明移频键控
法,在以后会涉及到各种方法的实现。
2.1.2 2FSK 的基本原理
1)2FSK 时域表达式
在二进制频移键控(2FSK)中,当传送“1”码时对应于载波频率 ,传送
“0”码时对应于载波频率 。
(2-1)
其中 , , 为频率为 的载波的初始相位, 为
频率为 的载波的初始相位。令 为 的反码,即
(2-2)
则有:当 时, ;当 时, 。
则 2FSK 信号可表示为:
(2-3)
其中,我们在分析中假设 为单个矩形脉冲序列,其表达式为:
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