基于FPGA的FSK調(diào)制體制的實(shí)現(xiàn)

彭剛

摘 要：伴隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，電子通信領(lǐng)域內(nèi)應(yīng)用FPGA頻率在不斷增大，借助數(shù)字化調(diào)制方式能有效實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的處理，并且為數(shù)字電路設(shè)計(jì)提供了更加具有靈活性的空間。本文集中分析了基于FPGA的FSK調(diào)制體制的整體設(shè)計(jì)框架，并對系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)予以討論，僅供參考。

關(guān)鍵詞：FPGA;FSK;調(diào)制體制;設(shè)計(jì)框架;功能

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.02.130

FPGA除了具備編程門列陣功能外，還能實(shí)現(xiàn)用戶的可編程過程，為數(shù)字電路設(shè)計(jì)提供了廣闊的空間，而FSK是一種較為傳統(tǒng)的通信傳輸調(diào)制方式，不僅具備抗噪聲強(qiáng)和傳輸距離遠(yuǎn)的優(yōu)勢，且能有效減少傳輸過程中的誤碼率，具有較好的利用和市場推廣價值。

1 整體設(shè)計(jì)框架

應(yīng)用硬件手段實(shí)現(xiàn)FSK，有效整合相干解調(diào)模塊，并且在其進(jìn)行數(shù)字載波提取的過程中合理性建構(gòu)系統(tǒng)化應(yīng)用設(shè)備，整體成本較高，因此，本文借助軟件平臺利用VHDL語言建立更加簡潔且有效的FSK調(diào)整解調(diào)系統(tǒng)。整體系統(tǒng)主要分為FSK調(diào)制單元和FSK解調(diào)單元[1]。

一方面，F(xiàn)SK調(diào)制單元，整個系統(tǒng)中要涉及分頻器處理模塊，M序列發(fā)生器處理模塊以及選通開關(guān)處理模塊三個主要部分，最基礎(chǔ)的作用就是對FSK調(diào)制信號進(jìn)行處理和傳遞，有效發(fā)揮FSK調(diào)整模塊的設(shè)計(jì)價值和應(yīng)用優(yōu)勢。

另一方面，F(xiàn)SK解調(diào)模塊，主要分為散分整流模塊、位同步信息處理模塊、低通濾波信息模塊、脈沖展寬處理模塊四個部分，借助有效協(xié)調(diào)控制就能完成FSK解調(diào)信號的處理。

2 實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能

在系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)結(jié)束后，就要按照規(guī)定要求和運(yùn)行結(jié)構(gòu)確保相應(yīng)處理框架能發(fā)揮其時效性運(yùn)行價值，有效提升FSK調(diào)制解調(diào)處理的基礎(chǔ)效果。在實(shí)際系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)中，要對基礎(chǔ)模塊分組方式、微分模塊分類、系統(tǒng)集成測試以及脈沖展寬模塊等進(jìn)行有效管理，保證相應(yīng)模塊都能發(fā)揮其實(shí)際價值，從而為整個系統(tǒng)運(yùn)行、FSK調(diào)制解調(diào)處理效率的升級提供保障。

2.1 基礎(chǔ)模塊分組

在對調(diào)制體系進(jìn)行全過程處理的過程中，要對不同模塊的功能進(jìn)行系統(tǒng)化處理和約束，有效完善信息管理水平的基礎(chǔ)上，保證不同模塊都能發(fā)揮其實(shí)際價值。在調(diào)制電路體系中，主要分為分頻器模塊、M序列模塊以及二選一選擇器三個基礎(chǔ)部分，要想判定實(shí)際模塊功能，就要完成基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案和應(yīng)用方案。

選用M序列的階數(shù)為5，采取的是D觸發(fā)器設(shè)備和基礎(chǔ)性門電路，就能形成異或門為線性反饋電路，建立完整的基礎(chǔ)運(yùn)行框架從而有效整合相應(yīng)數(shù)據(jù)信息確保能對相關(guān)體系予以處理。門電路和非門就能對全零時系統(tǒng)運(yùn)行過程予以監(jiān)督和保護(hù)，從而建立完整的數(shù)據(jù)處理和控制體系，確保相應(yīng)指令操作都能得到執(zhí)行，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動啟動。

2.2 微分模塊分類

基于FPGA的FSK調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，微分模塊具有較為重要的作用，能實(shí)現(xiàn)散分聚流的作用，并且要結(jié)合實(shí)際運(yùn)行要求按照標(biāo)準(zhǔn)化流程完成基礎(chǔ)工序的處理作業(yè)。在微分模塊中，具備兩個基礎(chǔ)的D觸發(fā)設(shè)備和相應(yīng)處理結(jié)構(gòu)，并且由1個非門和1個與門結(jié)構(gòu)，在兩者相互協(xié)調(diào)作用的基礎(chǔ)上，就能實(shí)現(xiàn)寬脈沖信號的傳遞，且能發(fā)揮寬脈沖信號的微分功能，為后續(xù)進(jìn)一步提升處理信息的應(yīng)用價值奠定基礎(chǔ)。

2.3 脈沖展寬模塊

為了有效提升FSK調(diào)整解調(diào)的應(yīng)用效果，不同模塊要發(fā)揮其實(shí)際價值和作用，建立完整的脈沖控制體系，從而有效整合管理流程，維護(hù)應(yīng)用脈沖信息的控制水平。脈沖展寬模塊最大的功效就是能利用VHDL語言和電路原理圖實(shí)現(xiàn)混合輸入設(shè)計(jì)，并且能借助相應(yīng)的處理模塊進(jìn)一步提升控制結(jié)構(gòu)的實(shí)際水平，也為后續(xù)處理機(jī)制的全面落實(shí)奠定基礎(chǔ)。最重要的是，在輸入設(shè)計(jì)中還能借助計(jì)數(shù)設(shè)備應(yīng)用VHDL硬件描述語言實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能[2]。

2.4 數(shù)字濾波

在實(shí)際信息處理和監(jiān)督應(yīng)用的過程中，要結(jié)合處理機(jī)制和管控流程完成相應(yīng)的分析結(jié)構(gòu)，其中，數(shù)字濾波器較為關(guān)鍵，能借助設(shè)計(jì)對相應(yīng)的控制結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，尤其是對FIR濾波器進(jìn)行IP核處理。FIR濾波器的基礎(chǔ)參數(shù)中，低通濾波要控制在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，且窗函數(shù)符合要求，借助37階濾波器就能完成1.0E7Hz的頻率采樣工作，最終實(shí)現(xiàn)8位輸入數(shù)據(jù)位寬，有效提升仿真效果。在對具體數(shù)據(jù)進(jìn)行仿真處理和操作的過程中，就能識別基礎(chǔ)的VHDL文件，以保證數(shù)字濾波處理工序的合理性和完整性。

2.5 位同步模塊

在實(shí)際設(shè)計(jì)工作開展的過程中，要結(jié)合基礎(chǔ)運(yùn)行需求對模塊功能和應(yīng)用框架進(jìn)行處理，其中，位同步模塊主要分為頻器、鑒相器和雙向計(jì)數(shù)器等，有效借助相應(yīng)的模塊就能對信息數(shù)據(jù)予以控制，合理性完善管理標(biāo)準(zhǔn)。最重要的是，采取鎖相環(huán)位同步提取機(jī)制，能有效應(yīng)用處理效率和控制效果，并且一定程度上提高提取位同步時鐘的效率，整體設(shè)計(jì)流程簡單便捷，在應(yīng)用推廣方面具有一定的優(yōu)勢，能為FSK調(diào)制解調(diào)處理效率優(yōu)化提供保障[3]。

2.6 系統(tǒng)集成

在完善基礎(chǔ)系統(tǒng)處理框架后，就能結(jié)合實(shí)際要求落實(shí)系統(tǒng)化應(yīng)用框架，維護(hù)仿真分析效率的基礎(chǔ)上，能結(jié)合輸出項(xiàng)目對發(fā)送信號的M-sequence予以統(tǒng)籌控制，確保相應(yīng)數(shù)值處理方向和應(yīng)用領(lǐng)域的一致性，也為集成測試工作的全面開展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

3 結(jié)束語

總而言之，借助基礎(chǔ)軟件運(yùn)行平臺，利用VHDL語言就能有效建立完整的系統(tǒng)框架，發(fā)揮電路圖應(yīng)用的優(yōu)勢，有效建立健全移頻鍵控模塊、過零數(shù)據(jù)/信息檢測模塊以及位同步形成機(jī)制等，并且能完善碼再生處理工序，一定程度上實(shí)現(xiàn)額FIR數(shù)字低通濾波器處理工序，為系統(tǒng)設(shè)計(jì)質(zhì)量的全面提升奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，減少了設(shè)計(jì)周期的同時，也從根本上提高了應(yīng)用效率。

參考文獻(xiàn)：

[1]彭光輝，施軍，呂鳳飛等.基于改進(jìn)型FSK調(diào)制的紫外激光通信系統(tǒng)[J].光通信技術(shù)，2013，37（07）：56-59.

[2]劉雨，伊志勇.基于FPGA的FSK信號發(fā)生器的設(shè)計(jì)[J].哈爾濱商業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2016，32（01）：64-66.

[3]李龍濤.CTCS應(yīng)答器信號與報(bào)文檢測儀——FSK調(diào)制解調(diào)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].電子科技大學(xué)，2013.