随机实验报告2ASK调制Quartus II 90 西电.docx

1、随机实验报告2ASK调制Quartus II 90 西电2ASK调制器的设计与实现一、实验目的1掌握 2FSK 调制的原理及实现方法；2学习与熟悉 Quratus II 软件的使用；3掌握如何应用仿真器来开发应用系统及仿真调试的过程，理解 FPGA 开发的根本流程。二、实验仪器或软件 QuartusII 9.0、FPGA实验板、WD990 微机电源、双踪示波器。三、实验原理 2ASK调制原理2ASK 是数字调制技术的根底，是一种实用的二进制振幅监控方式。2ASK调制解调器系统框图如图3.1-1所示：图3.1-1 2ASK调制解调器系统3.1.1 2ASK调制器原理及波形图在幅度键控中载波幅度是

2、随着调制信号而变化的。最简单的形式是载波在二进制调制信号1或0的控制之下通或断。典型的波形如图3.1-2所示：图3.1-2 2ASK调制原理与波形3.1.2 实验步骤2ASK调制器的调制器电路如图3.1-3所示： 图3.1-3 2ASK调制器电路1 m序列信号：设计一个周期为15的M序列作为基带信号信源见例1。信源码率5000bit/s。2 时钟信号：由实验板提供20MHz时钟clk，仿真时可设20MHz时钟分频。 Start信号：开场信号。在实验板中需要硬件实现。Start信号波形图如下: 3 分频器：编写一个通用的奇偶通用分频程序。分频次数与载波频率有关。本实验用数字电路完成分频器设计。4

3、计数器：使用Quartus中的lpm_counter器件实现。5 开关电路：由基带信号来控制它的输出。使用Quartus中的lpm_latch器件实现。当M序列输出为“1时输出“f，为“0时输出“0“。3.1.3 测试 按系统方框图，模块化设计，在顶层文件中调用各模块，最终完成一个2ASK调制器。实现此系统可分3步完成：1 电路设计或程序设计。2Quartus软件仿真。3在FPGA实验板中下载并用示波器观察2ASK调制信号。四、实验结果及分析第一局部电路图图3.1.1 分频器分频器的设计：采用Verilog语言编写程序，再转换为逻辑符号，接入总电路中。由于分频器是奇偶通用的，就需要统计时钟上下

4、边沿，其中N便是N分频，M是控制占空比。这里是上分频器是125分频，占空比为20%。图3.1.2 计数器以及ROM采用查表法设计正弦信号计数器：由输出时钟上升沿触发，这里设置了3位的输出q2.0。ROM：时钟信号与计数器是同一时钟。ROM的地址输入是3位的，输出是8位bit的输出。ROM存储的值如图3.1.3所示。图3.2.4 ROM存储的值给定的载波为正弦波。设S(x)=sin(x)，令x=0，得到第一个样值，X=45得到第二个样值等等，共获得8个样值，然后将这些样值归一化为8位带符号的有效数字。进展8点采样，得到0，0.707，1，0.707，0，-0.707，-1，-0.707。叠加一个

5、直流分量，转换为正整数由于采用8位bit输出，乘以127。127，217，254，217，127，37，0，37将载波的正弦波样本值存放在ROM中。 图3.1.3 开关电路Lpm_latch：参数化锁存器。gate端接m序列，data7.0端接由载波电路输出的模拟正弦信号。输出为8位数据的2ASK调制信号图3.1.4 m序列发生器采用74175模块按实验指导书要求完成设计，时钟信号由下分频器输出得到，输出m序列。图3.1.5 2ASK调制电路将各个模块连接后得到2ASK调制电路。第二局部：波形图图3.2.1 20MHz时钟信号和经过上分频的波形clockDiv1Clk为20MHz时钟信号。上分

6、频器采用125分频，占空比为20%。得到分频后输出160KHz的clockDiv1波形图3.2.2 20MHz时钟信号和经过下分频的波形clockDiv2Clk为20MHz时钟信号。上分频器采用4000分频，占空比为50%。得到分频后输出5KHz的clockDiv2波形图3.2.3 计数器波形q输入为160KHz的clockDiv1，上升沿触发，得到计数器波形，从0计数到7，共8位数字。图3.2.5 正弦波波形使用查表法，通过计数器和ROM的选择得到正弦波形。这里正弦波形的频率应为160/8=20KHz的正弦载波。图3.2.6 模拟正弦波波形将正弦信号转换为模拟波形图3.2.7 m序列波形输出时钟为5KHz，得到相应的m序列波形图3.2.8 2ASK调制信号经过lpm_latch参数化锁存器的选择得到2ASK调制信号图3.2.9 2ASK调制信号频域及时域波形时域波形：由此看出在FPGA实验板上得到的2ASK波形符合预期以及仿真的结果。M序列为0的地方，2ASK输出也为0，m序列为1的地方2ASK输出为载波。频域波形：观察频谱，可以看出能量主要集中在频谱主瓣上，主瓣上的锋利凸起即表示载波的频率。主瓣带宽为10KHz。为后续的带通滤波、解调提供根据。五、心得体会