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基于FPGA的软件无线电调制器设计与实现

作者:时间:2010-10-08来源:网络收藏

该设计由按键输入、二进制基带信号产生、数字调制和显示等模块组成,其功能是由按键输入设定值,同时在LED上进行显示,并根据设定值对二进制基带信号进行相应的数字调制,产生调制信号输出。现将各模块的具体设计和功能描述如下:
按键输入模块 输入采用按键和拨码开关实现,通过复用的方式用于选择调制方式,输入信号频率和幅度。在内部设计了一个按键接口模块,用于处理和存储输入的设定值,输出到LED显示,并输出相应的控制信号和调制模块所需的载波频率和幅度控制字等。
二进制基带信号产生模块 该设计中的基带信号由一个基于DDS的矩形脉冲发生器和伪随机序列M序列发生器产生。码元速率可通过按键模块输入频率字到矩形脉冲发生器控制输出脉冲频率,从而控制M序列输出频率来实现。当然,作为调制器,二进制数字基带信号是由外部输入的。本模块是为了验证系统功能和需要满足系统产生单纯的数字调制信号时而设计的,具体见系统原理图中juxing_signal和m_array_exa-mple模块。
数字调制模块 数字调制模块是整个系统的核心部分,包括ASK,FSK,PSK和QAM等数字调制方式。本模块以DDS为核心模型,采用Quart-usⅡ7.2和Matlab/DSP Builder7.2进行硬件的软件化设计,具体见系统原理图中tiaozhi_example,QAM_tiaozhi_example和BUSMAX模块。系统主要由时钟和复位输入端(CLOCK和SW[0])、调制方式选择输入端(SW[1],SW[2]和SW[3])、基带信号输入端(jidai_signal,jidai_sign-all,jidai_signal2)和频率幅度字输入端(freql[31..O],freq2[31..O],freq4[31..0]和amp[17..O])组成。频率和幅度字由按键输入实际频率和幅度值经过按键接口模块处理后,转化为32位频率字和18位幅度字,从而控制模块产生所需频率和幅度的载波信号。基带信号输入端接收被调制信号,被调制信号根据所选择的调制方式在模块内部进行相应调制后输出到模块输出端。

3 系统仿真和硬件实现与测试
在进行系统各模块设计的时候,为了防止在设计最后集成系统的时候出现功能错误,难于排查和修改,在设计过程中对各模块的功能正确性都进行了软件仿真。
系统中的ASK,FSK,PSK和QAM波形仿真依次如图3和图4所示。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/191541.htm


在确保各模块在独立状态下均能正确工作后,在QuartusⅡ7.2中进行系统集成,并对集成后的系统进行再次的整体仿真。接着,便可以进行功能测试。在功能测试中使用嵌入式逻辑分析仪SignalTapⅡ进行测试分析。在分析仪中进行相应的设置后,把它随设计文件一起下载入目标芯片中,用以捕捉芯片内部信号节点处的信号,并通过USB接口把数据传回计算机,并显示。以下是具体的测试过程,选择相应功能控制开关,用按键输入所需的载波频率值和幅度值,通过LED显示出来。相应的测试波形如图5所示。



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