基于FPGA的FSK调制体制的实现

彭刚

摘 要：伴随着科学技术的不断发展和进步，电子通信领域内应用FPGA频率在不断增大，借助数字化调制方式能有效实现数据的处理，并且为数字电路设计提供了更加具有灵活性的空间。本文集中分析了基于FPGA的FSK调制体制的整体设计框架，并对系统功能的实现予以讨论，仅供参考。

关键词：FPGA;FSK;调制体制;设计框架;功能

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.02.130

FPGA除了具备编程门列阵功能外，还能实现用户的可编程过程，为数字电路设计提供了广阔的空间，而FSK是一种较为传统的通信传输调制方式，不仅具备抗噪声强和传输距离远的优势，且能有效减少传输过程中的误码率，具有较好的利用和市场推广价值。

1 整体设计框架

应用硬件手段实现FSK，有效整合相干解调模块，并且在其进行数字载波提取的过程中合理性建构系统化应用设备，整体成本较高，因此，本文借助软件平台利用VHDL语言建立更加简洁且有效的FSK调整解调系统。整体系统主要分为FSK调制单元和FSK解调单元[1]。

一方面，FSK调制单元，整个系统中要涉及分频器处理模块，M序列发生器处理模块以及选通开关处理模块三个主要部分，最基础的作用就是对FSK调制信号进行处理和传递，有效发挥FSK调整模块的设计价值和应用优势。

另一方面，FSK解调模块，主要分为散分整流模块、位同步信息处理模块、低通滤波信息模块、脉冲展宽处理模块四个部分，借助有效协调控制就能完成FSK解调信号的处理。

2 实现系统功能

在系统总体设计结束后，就要按照规定要求和运行结构确保相应处理框架能发挥其时效性运行价值，有效提升FSK调制解调处理的基础效果。在实际系统功能实现中，要对基础模块分组方式、微分模块分类、系统集成测试以及脉冲展宽模块等进行有效管理，保证相应模块都能发挥其实际价值，从而为整个系统运行、FSK调制解调处理效率的升级提供保障。

2.1 基础模块分组

在对调制体系进行全过程处理的过程中，要对不同模块的功能进行系统化处理和约束，有效完善信息管理水平的基础上，保证不同模块都能发挥其实际价值。在调制电路体系中，主要分为分频器模块、M序列模块以及二选一选择器三个基础部分，要想判定实际模块功能，就要完成基础设计方案和应用方案。

选用M序列的阶数为5，采取的是D触发器设备和基础性门电路，就能形成异或门为线性反馈电路，建立完整的基础运行框架从而有效整合相应数据信息确保能对相关体系予以处理。门电路和非门就能对全零时系统运行过程予以监督和保护，从而建立完整的数据处理和控制体系，确保相应指令操作都能得到执行，从而实现系统的自动启动。

2.2 微分模块分类

基于FPGA的FSK调制解调系统设计过程中，微分模块具有较为重要的作用，能实现散分聚流的作用，并且要结合实际运行要求按照标准化流程完成基础工序的处理作业。在微分模块中，具备两个基础的D触发设备和相应处理结构，并且由1个非门和1个与门结构，在两者相互协调作用的基础上，就能实现宽脉冲信号的传递，且能发挥宽脉冲信号的微分功能，为后续进一步提升处理信息的应用价值奠定基础。

2.3 脉冲展宽模块

为了有效提升FSK调整解调的应用效果，不同模块要发挥其实际价值和作用，建立完整的脉冲控制体系，从而有效整合管理流程，维护应用脉冲信息的控制水平。脉冲展宽模块最大的功效就是能利用VHDL语言和电路原理图实现混合输入设计，并且能借助相应的处理模块进一步提升控制结构的实际水平，也为后续处理机制的全面落实奠定基础。最重要的是，在输入设计中还能借助计数设备应用VHDL硬件描述语言实现相应的功能[2]。

2.4 数字滤波

在实际信息处理和监督应用的过程中，要结合处理机制和管控流程完成相应的分析结构，其中，数字滤波器较为关键，能借助设计对相应的控制结构进行优化，尤其是对FIR滤波器进行IP核处理。FIR滤波器的基础参数中，低通滤波要控制在标准范围内，且窗函数符合要求，借助37阶滤波器就能完成1.0E7Hz的频率采样工作，最终实现8位输入数据位宽，有效提升仿真效果。在对具体数据进行仿真处理和操作的过程中，就能识别基础的VHDL文件，以保证数字滤波处理工序的合理性和完整性。

2.5 位同步模块

在实际设计工作开展的过程中，要结合基础运行需求对模块功能和应用框架进行处理，其中，位同步模块主要分为频器、鉴相器和双向计数器等，有效借助相应的模块就能对信息数据予以控制，合理性完善管理标准。最重要的是，采取锁相环位同步提取机制，能有效应用处理效率和控制效果，并且一定程度上提高提取位同步时钟的效率，整体设计流程简单便捷，在应用推广方面具有一定的优势，能为FSK调制解调处理效率优化提供保障[3]。

2.6 系统集成

在完善基础系统处理框架后，就能结合实际要求落实系统化应用框架，维护仿真分析效率的基础上，能结合输出项目对发送信号的M-sequence予以统筹控制，确保相应数值处理方向和应用领域的一致性，也为集成测试工作的全面开展奠定坚实基础。

3 结束语

总而言之，借助基础软件运行平台，利用VHDL語言就能有效建立完整的系统框架，发挥电路图应用的优势，有效建立健全移频键控模块、过零数据/信息检测模块以及位同步形成机制等，并且能完善码再生处理工序，一定程度上实现额FIR数字低通滤波器处理工序，为系统设计质量的全面提升奠定了坚实基础，减少了设计周期的同时，也从根本上提高了应用效率。

参考文献：

[1]彭光辉，施军，吕凤飞等.基于改进型FSK调制的紫外激光通信系统[J].光通信技术，2013，37（07）：56-59.

[2]刘雨，伊志勇.基于FPGA的FSK信号发生器的设计[J].哈尔滨商业大学学报（自然科学版），2016，32（01）：64-66.

[3]李龙涛.CTCS应答器信号与报文检测仪——FSK调制解调设计与实现[D].电子科技大学，2013.