基于DSP Builder的AM信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)

楊珍珍++趙銀溪++曾輝

DOI：10.16644/j.cnki.cn33-1094/tp.2016.09.018

摘 要： AM信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)及其FPGA實(shí)現(xiàn)具有重要的實(shí)際意義。論文采用DSP Builder系統(tǒng)建模工具，構(gòu)建了AM信號(hào)發(fā)生器模型并進(jìn)行了仿真，再將模型轉(zhuǎn)換成VHDL程序設(shè)計(jì)文件，編寫DAC0832控制程序，將AM信號(hào)發(fā)生器下載至FPGA芯片上進(jìn)行了測(cè)試。結(jié)果表明，采用DSP Builder建模的方法來設(shè)計(jì)AM信號(hào)發(fā)生器，具有開發(fā)效率高、直觀等優(yōu)勢(shì)，可以在FPGA開發(fā)中廣泛使用。

關(guān)鍵詞： DSP Builder； AM； 信號(hào)發(fā)生器； FPGA

中圖分類號(hào)：TN92 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1006-8228（2016）09-65-02

Design of AM signal generator by using DSP Builder

Yang Zhenzhen， Zhao Yinxi， Zeng Hui

（College of information science and engineering Hunan International Economics University， Changsha， Hunan 2010205， China）

Abstract： Design of AM signal generator and its FPGA implementation have important practical significance. In this paper， using DSP Builder system modeling tools， an AM signal generator model is built and simulated； Then the model is converted into VHDL documents， together with the written DAC0832 control program， downloaded to the FPGA chip to test. The results show that using the method of DSP Builder modeling to design the AM signal generator has high efficiency and intuition. It can be widely used in the signal generator development using FPGA.

Key words： DSP Builder； AM； signal generator； FPGA

0 引言

幅度調(diào)制（AM）具有調(diào)制原理簡(jiǎn)單、接收設(shè)備簡(jiǎn)單、信號(hào)帶寬較寬等優(yōu)勢(shì)，在工業(yè)部門和軍事的專用通信網(wǎng)以及衛(wèi)星通信中得到了非常廣泛的應(yīng)用[1-2]。隨著通信技術(shù)的發(fā)展，對(duì)幅度調(diào)制信號(hào)產(chǎn)生與解碼器性能的要求也越來越高，如何用硬件實(shí)現(xiàn)高性能AM信號(hào)發(fā)生器是近年來研究的熱點(diǎn)[3-5]。現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列（FPGA）芯片具有高速全硬件并行執(zhí)行的優(yōu)勢(shì)，本文采用DSP Builder系統(tǒng)建模的方法設(shè)計(jì)和開發(fā)基于FPGA的AM信號(hào)發(fā)生器具有現(xiàn)實(shí)意義。

1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

圖1是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖，AM信號(hào)發(fā)生器由低頻調(diào)制信號(hào)產(chǎn)生電路、高頻載波信號(hào)產(chǎn)生電路、幅度調(diào)制電路、DAC數(shù)模轉(zhuǎn)換器模塊和LPF低通濾波器模塊等四部份組成。其中低頻調(diào)制信號(hào)產(chǎn)生電路、高頻載波信號(hào)產(chǎn)生電路以及幅度調(diào)制電路三個(gè)模塊集成在FPGA芯片內(nèi)部實(shí)現(xiàn)。

[低頻調(diào)制信號(hào)

產(chǎn)生電路][高頻載波信號(hào)

2 基于DSP Builder的AM信號(hào)發(fā)生器模型

圖2是采用DSP Builder工具構(gòu)建的AM信號(hào)發(fā)生器模型，主要由低頻調(diào)制信號(hào)發(fā)生器模塊、高頻載波信號(hào)產(chǎn)生電路模塊和幅度調(diào)制電路模塊三個(gè)部分組成。其中低頻調(diào)制信號(hào)發(fā)生器模塊和高頻載波信號(hào)產(chǎn)生電路模塊均采用LUT查找表的方式產(chǎn)生，正弦波數(shù)據(jù)均預(yù)先存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中，在時(shí)鐘脈沖的驅(qū)動(dòng)下再通過地址依次查找輸出正弦波數(shù)據(jù)。幅度調(diào)制電路模塊可以通過MUX數(shù)據(jù)選擇器選擇八種不同調(diào)制程度的AM信號(hào)產(chǎn)生輸出。

3 仿真與分析

圖3是模型仿真結(jié)果，從上到下依次為高頻載波、低頻調(diào)制信號(hào)以及AM輸出信號(hào)。可以看出，AM輸出信號(hào)的幅度確實(shí)收到低頻調(diào)制信號(hào)的控制。將模型轉(zhuǎn)換成VHDL硬件描述語言，再調(diào)用Modelsim軟件對(duì)轉(zhuǎn)換以后得到的VHDL程序進(jìn)行RTL寄存器傳輸級(jí)仿真，結(jié)果如圖4所示，這進(jìn)一步驗(yàn)證了設(shè)計(jì)的正確性。

4 硬件測(cè)試

在Quartus II平臺(tái)上將轉(zhuǎn)換以后得到的AM信號(hào)發(fā)生器模塊封裝成一個(gè)元件，再編寫DAC0832數(shù)模轉(zhuǎn)換器控制程序（其中DAC0832工作在直通方式），將AM信號(hào)發(fā)生器模塊和DAC0832數(shù)模轉(zhuǎn)換器控制程序模塊一并下載到EP3C80 FPGA實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，用示波器觀察DAC0832芯片輸出波形，如圖5所示，可以看出所設(shè)計(jì)的AM信號(hào)發(fā)生器是可靠的。

5 結(jié)論

AM信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)具有重要的實(shí)際意義，本文采用DSP Builder系統(tǒng)建模的方法，設(shè)計(jì)了AM信號(hào)發(fā)生器，并在FPGA芯片上進(jìn)行了硬件測(cè)試。這種開發(fā)方法具有較好的參考價(jià)值，而實(shí)際應(yīng)用中調(diào)制參數(shù)如何正確選擇以及如何正確解調(diào)值需進(jìn)一步研究。

參考文獻(xiàn)（References）：

[1] 潘松，黃繼業(yè).現(xiàn)代DSP技術(shù)[M].西安電子科技大學(xué)出版社，2003.

[2] 何志杰，樂仁昌，陳健，陳清華.軟件無線電中AM信號(hào)的仿真

建模及實(shí)現(xiàn)[J].福建師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2012.28（5）：48-51，66

[3] 黃智偉.無線發(fā)射與接收電路設(shè)計(jì)[M].北京航空航天大學(xué)出

版社，2004.

[4] 丁寧.軟件無線電技術(shù)及其在通信中的應(yīng)用[J].上海電機(jī)技

術(shù)高等專科學(xué)校學(xué)報(bào)，2004.2：117-120

[5] 樊昌信，曹麗娜.通信原理（第6版）[M].國(guó)防工業(yè)出版社，

2008.