基于FPGA的PSK调制系统实验报告.pdf

【基于 FPGA 的 PSK 调制系统】实验主要涵盖了数字通信领域中的相移键控（PSK）技术，这是一种利用载波相位变化来传递数字信息的调制方法。在该实验中，主要目标是设计并实现一个基于 FPGA 的 PSK 调制系统，以加深对EDA软件（如Quartus II）使用、层次化设计方法以及电路设计流程的理解。 实验要求参与者设计一个移相键控信号发生器，能够利用8位DIP开关设置基带信号码，并通过DAC输出正弦调制信号。系统应具备1200bps的传输速率，载波频率为1200Hz，采用绝对调相方式，其中基带信号为1时相位改变180度，为0时保持不变。 PSK 调制原理： PSK 是一种数字调制技术，它通过改变载波相位来表示数字信息。在二进制PSK（2PSK）中，载波相位依据基带二进制信号“0”或“1”进行切换。在绝对移相方式中，载波相位的参考基准是未调制的载波，数字“1”对应于相位0，数字“0”对应于相位π。这种调制方式使得相位变化直接反映了数字信号的状态。 系统总体设计： 系统的架构包括分频器、正弦信号发生器、PSK 模块和数模转换器（DAC）。分频器用于产生适合的时钟信号，正弦信号发生器基于直接数字合成（DDS）技术生成所需的载波信号，PSK 模块则根据基带信号调整载波相位，最后通过 DAC 将数字信号转化为模拟信号输出。 1. 分频器设计： 为了生成合适的载波信号，实验中使用了16位累加器，通过512分频产生约39kHz的时钟供正弦信号发生器使用，16384分频产生1.22kHz的基带信号时钟。 2. 正弦信号发生器设计： 正弦信号发生器基于DDS技术，其精度由相位累加器的位数决定。在实验中，选择了16位累加器，通过预计算的正弦波表和地址映射，将数据存储在ROM中，然后在FPGA中实现。 3. PSK模块设计： 此模块负责根据基带信号调整载波相位，从而生成相应的2PSK信号。仿真结果显示了相位调制的过程。 4. 数模转换： 实验中使用了DAC0832作为数模转换器，它将输入的数字信号转换为对应的模拟电压，实现数字信号到模拟信号的转换。 通过这个实验，学生不仅可以掌握PSK调制的基本原理和实现方法，还能熟悉FPGA硬件设计流程，以及使用EDA工具进行数字电路设计的技能。这对于深入理解数字通信系统和进一步研究更复杂的调制技术如QPSK、MQAM等具有重要意义。