基于FPGA的FSK調制體制的實現

彭剛

摘 要：伴隨著科學技術的不斷發展和進步，電子通信領域內應用FPGA頻率在不斷增大，借助數字化調制方式能有效實現數據的處理，并且為數字電路設計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調制體制的整體設計框架，并對系統功能的實現予以討論，僅供參考。

關鍵詞：FPGA;FSK;調制體制;設計框架;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，還能實現用戶的可編程過程，為數字電路設計提供了廣闊的空間，而FSK是一種較為傳統的通信傳輸調制方式，不僅具備抗噪聲強和傳輸距離遠的優勢，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 整體設計框架

應用硬件手段實現FSK，有效整合相干解調模塊，并且在其進行數字載波提取的過程中合理性建構系統化應用設備，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調整解調系統。整體系統主要分為FSK調制單元和FSK解調單元[1]。

一方面，FSK調制單元，整個系統中要涉及分頻器處理模塊，M序列發生器處理模塊以及選通開關處理模塊三個主要部分，最基礎的作用就是對FSK調制信號進行處理和傳遞，有效發揮FSK調整模塊的設計價值和應用優勢。

另一方面，FSK解調模塊，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，借助有效協調控制就能完成FSK解調信號的處理。

2 實現系統功能

在系統總體設計結束后，就要按照規定要求和運行結構確保相應處理框架能發揮其時效性運行價值，有效提升FSK調制解調處理的基礎效果。在實際系統功能實現中，要對基礎模塊分組方式、微分模塊分類、系統集成測試以及脈沖展寬模塊等進行有效管理，保證相應模塊都能發揮其實際價值，從而為整個系統運行、FSK調制解調處理效率的升級提供保障。

2.1 基礎模塊分組

在對調制體系進行全過程處理的過程中，要對不同模塊的功能進行系統化處理和約束，有效完善信息管理水平的基礎上，保證不同模塊都能發揮其實際價值。在調制電路體系中，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部分，要想判定實際模塊功能，就要完成基礎設計方案和應用方案。

選用M序列的階數為5，采取的是D觸發器設備和基礎性門電路，就能形成異或門為線性反饋電路，建立完整的基礎運行框架從而有效整合相應數據信息確保能對相關體系予以處理。門電路和非門就能對全零時系統運行過程予以監督和保護，從而建立完整的數據處理和控制體系，確保相應指令操作都能得到執行，從而實現系統的自動啟動。

2.2 微分模塊分類

基于FPGA的FSK調制解調系統設計過程中，微分模塊具有較為重要的作用，能實現散分聚流的作用，并且要結合實際運行要求按照標準化流程完成基礎工序的處理作業。在微分模塊中，具備兩個基礎的D觸發設備和相應處理結構，并且由1個非門和1個與門結構，在兩者相互協調作用的基礎上，就能實現寬脈沖信號的傳遞，且能發揮寬脈沖信號的微分功能，為后續進一步提升處理信息的應用價值奠定基礎。

2.3 脈沖展寬模塊

為了有效提升FSK調整解調的應用效果，不同模塊要發揮其實際價值和作用，建立完整的脈沖控制體系，從而有效整合管理流程，維護應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現混合輸入設計，并且能借助相應的處理模塊進一步提升控制結構的實際水平，也為后續處理機制的全面落實奠定基礎。最重要的是，在輸入設計中還能借助計數設備應用VHDL硬件描述語言實現相應的功能[2]。

2.4 數字濾波

在實際信息處理和監督應用的過程中，要結合處理機制和管控流程完成相應的分析結構，其中，數字濾波器較為關鍵，能借助設計對相應的控制結構進行優化，尤其是對FIR濾波器進行IP核處理。FIR濾波器的基礎參數中，低通濾波要控制在標準范圍內，且窗函數符合要求，借助37階濾波器就能完成1.0E7Hz的頻率采樣工作，最終實現8位輸入數據位寬，有效提升仿真效果。在對具體數據進行仿真處理和操作的過程中，就能識別基礎的VHDL文件，以保證數字濾波處理工序的合理性和完整性。

2.5 位同步模塊

在實際設計工作開展的過程中，要結合基礎運行需求對模塊功能和應用框架進行處理，其中，位同步模塊主要分為頻器、鑒相器和雙向計數器等，有效借助相應的模塊就能對信息數據予以控制，合理性完善管理標準。最重要的是，采取鎖相環位同步提取機制，能有效應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，整體設計流程簡單便捷，在應用推廣方面具有一定的優勢，能為FSK調制解調處理效率優化提供保障[3]。

2.6 系統集成

在完善基礎系統處理框架后，就能結合實際要求落實系統化應用框架，維護仿真分析效率的基礎上，能結合輸出項目對發送信號的M-sequence予以統籌控制，確保相應數值處理方向和應用領域的一致性，也為集成測試工作的全面開展奠定堅實基礎。

3 結束語

總而言之，借助基礎軟件運行平臺，利用VHDL語言就能有效建立完整的系統框架，發揮電路圖應用的優勢，有效建立健全移頻鍵控模塊、過零數據/信息檢測模塊以及位同步形成機制等，并且能完善碼再生處理工序，一定程度上實現額FIR數字低通濾波器處理工序，為系統設計質量的全面提升奠定了堅實基礎，減少了設計周期的同時，也從根本上提高了應用效率。

參考文獻：

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

[2]劉雨，伊志勇.基于FPGA的FSK信號發生器的設計[J].哈爾濱商業大學學報（自然科學版），2016，32（01）：64-66.

[3]李龍濤.CTCS應答器信號與報文檢測儀——FSK調制解調設計與實現[D].電子科技大學，2013.