基于FPGA的相位連續的2FSK信號的設計與實現

摘 要： 傳統的2FSK調制方法產生的信號頻率穩定度不高或容易產生過多雜波，為了克服這兩種不足，在傳統調制方法的基礎上，基于FPGA芯片，采用分頻與波形生成分開的方法和DDS技術，設計了一種既能保持相位始終連續、兩種頻率直接切換、頻率穩定度高的數字式2FSK調制方法。經過實際電路驗證，能夠有效避免雜波產生，提高信號傳輸的穩定性和識別率。

關鍵詞： 2FSK； FPGA； 調制方法； 相位連續

中圖分類號： TN911.72?34 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2013）09?0079?03

0 引 言

數字信號的傳輸是數字通信系統設計中的關鍵一環。數字基帶信號往往難以在遠距離的信道中直接傳輸，因此需要在信號發送端用數字基帶信號控制載波，把數字基帶信號調制為帶通信號，在接收端通過解調器把帶通信號解調為基帶信號，實現遠距離數字信號傳輸。

數字信號只包含‘0’和‘1’，因此，二進制數字調制是數字信號調制常用的調制方式，常見的有二進制振幅鍵控（2ASK）、二進制頻移鍵控（2FSK）、二進制相移鍵控（2PSK）[1]。其中，2FSK信號是采用兩個不同頻率的正弦波載波分別代表‘1’和‘0’，這樣通過遠距離傳輸時信號電壓會產生衰減，但頻率基本不會發生改變，是一種比較常用的調制方式。

本文結合傳統的2FSK調制方法，基于FPGA設計了一種兩種調制頻率間無相位跳變的2FSK信號調制方法，減少雜波干擾，更有利于信號的可靠傳輸。

1 傳統的2FSK調制方法

通常情況下，進行2FSK調制使用的方法是直接調頻法和頻率鍵控法。

直接調頻法（又稱模擬調頻法）：當基帶信號為‘1’時，改變振蕩器諧振回路參數，產生振蕩頻率為[f1]，當基帶信號為‘0’時，改變振蕩器諧振回路參數，產生頻率[f2]，這種方法實現簡單，但頻率穩定度不高，同時轉換速率不能太快。……