基于FPGA的应答器上传链路FSK数字信号解调

田海燕

(沈阳铁路信号工厂，沈阳 110025)

1 概述

随着应答器设备在铁路系统的大量应用，应答器设备作为地对车信息传递的载体起到了重要作用。应答器设备具有信息传输速率高、信息量大、实时性强等特点，目前已成为铁路既有线提速以及高速新线建设的重要设备。

应答器设备采用电磁感应技术，车载主机通过机车天线连续向地面辐射能量，当机车驶过地面应答器时，地面无源应答器得到能量并启动工作。地面数据通过无线方式以FSK信号传向机车，机车天线接收到地面信号后经过车载主机解调译码，最后将数据信息传送给安全计算机。

FSK信号必须经过解调后才能通过解码单元解析。本文提出1种利用现场可编程门阵列（FPGA）对FSK信号进行解调的方案。

FSK：频移键控，就是用数字信号去调制载波的频率。FSK信号具有抗干扰能力强、传输距离远等优点，在日常生活和工业控制中被广泛采用。例如铁路系统和电力系统的载波通信中，也广泛使用其传送各种控制信息。

本设计中利用可靠性较高的FPGA芯片进行FSK信号的解调，用硬件描述语言智能分析FSK信号，从而满足比较高的频偏范围和高频解调要求，实现实时、稳定的FSK信号解调，具有解调电路简单、可靠性高、使用器件少、调试工作量小的特点。

2 系统结构

由车载天线接收到的信号，经过前期信号处理后，把FSK数字信号传送给FPGA进行数字解调，如图1所示。

接收信号处理主要是对接收的信号进行滤波、放大等处理，形成FPGA可以识别的数字信号，可以对27.095 MHz能量信号进行隔离，对FSK信号进行选通放大，如图2所示。……