基于CORDIC算法2FSK调制器的FPGA设计

作者：时间：2011-05-30来源：网络收藏

通过频率控制字，改变相位累加器的步长，这样即可改变正弦载波的频率。具体的数学推导如下：
设相位累加器的字长为N，频率控制字即步长为step，则2N就相当于2π rad，N位中的最低有效位相当于2π／2N rad，即最小的相位增量，step对应的相位为step×(2π／2N)rad，完成一个周期的正弦载波输出需要2N／step个参考时钟周期。所以输出正弦载波的周期为：

可见改变相位累加器的步长step，可以改变正弦载波的频率；改变相位累加器的字长N，可控制正弦载波的频率分辨率。在相位累加器后加入相位加法器，通过改变相位控制字P，可以控制输出信号的相位；通过设置幅度控制字A，可控制最终输出的正弦载波的幅度大小。因此，通过对相位控制字、频率控制字或幅度控制字进行多路选择，可以形成不同进制的调制方式。可以看出，使用该结构可以很容易实现频率调制、相位调制和幅值调制。

3 2FSK调制器的FPGA设计
图4为2FSK调制器顶层工程原理图。该原理图主要由三个模块组成：2选1数据选择器MUX21、相位累加器adder、正弦载波生成模块eor-dic。其中，clk为系统时钟信号，rst为系统清零信号，step1，step2为2个不同的频率控制字，s为系统频率控制字选通端。2选1数据选择器的选通端s受基带信号控制，当基带信号为‘0’时，选通控制字step1；当基带信号为‘1’时，选通控制字step2。通过对step1，step2的选择，可以实现频率的切换。

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/191186.htm

在QuartusⅡ环境中，三个子模块均用VHDL语言进行设计，系统顶层工程采用原理图进行设计，对系统顶层工程进行器件选择、引脚锁定、编译、综合后下载到Cyclone系列EP1C12Q240C8器件中，通过在频率控制字的引脚选择不同参数即可在FPGA器件中完成2FSK调制器的设计。

4 系统硬件实时测试
调制器的输出信号为数字信号，经D／A转换后可以通过示波器进行测试，也可以直接采用QuartusⅡ软件中的嵌入式逻辑分析仪Signal-TapⅡ进行测试。
采用SignalTapⅡ进行芯片测试，用户无需外接专用仪器，就可以对FPGA器件内部所有信号和节点进行捕获分析，而又不影响原硬件系统的正常工作。经测试得到的实时波形如图5所示。测试结果表明，基于FPGA和CORDIC算法的2FSK调制器设计方案是正确可行的，且波形流畅，在转换处能快速进行切换。