以下內容中,小編將對基于FPGA VHDL的ASK調制與解調的相關內容進行著重介紹和闡述,希望本文能幫您增進對VHDL的了解,和小編一起來看看吧。
一、VHDL特點
今日給各位大俠帶來基于FPGA VHDL 的 ASK調制與解調,首先,我們來了解一下VHDL的特點。
與其他硬件描述語言相比,VHDL具有以下特點:
1.功能強大、設計靈活VHDL具有功能強大的語言結構,可以用簡潔明確的源代碼來描述復雜的邏輯控制。它具有多層次的設計描述功能,層層細化,最后可直接生成電路級描述。VHDL支持同步電路、異步電路和隨機電路的設計,這是其他硬件描述語言所不能比擬的。VHDL還支持各種設計方法,既支持自底向上的設計,又支持自頂向下的設計;既支持模塊化設計,又支持層次化設計。
2.支持廣泛、易于修改由于VHDL已經(jīng)成為IEEE標準所規(guī)范的硬件描述語言,大多數(shù)EDA工具幾乎都支持VHDL,這為VHDL的進一步推廣和廣泛應用奠定了基礎。在硬件電路設計過程中,主要的設計文件是用VHDL編寫的源代碼,因為VHDL易讀和結構化,所以易于修改設計。
3.強大的系統(tǒng)硬件描述能力VHDL具有多層次的設計描述功能,既可以描述系統(tǒng)級電路,又可以描述門級電路。而描述既可以采用行為描述、寄存器傳輸描述或結構描述,也可以采用三者混合的混合級描述。另外,VHDL支持慣性延遲和傳輸延遲,還可以準確地建立硬件電路模型。VHDL支持預定義的和自定義的數(shù)據(jù)類型,給硬件描述帶來較大的自由度,使設計人員能夠方便地創(chuàng)建高層次的系統(tǒng)模型。
4.獨立于器件的設計、與工藝無關設計人員用VHDL進行設計時,不需要首先考慮選擇完成設計的器件,就可以集中精力進行設計的優(yōu)化。當設計描述完成后,可以用多種不同的器件結構來實現(xiàn)其功能。
5.很強的移植能力VHDL是一種標準化的硬件描述語言,同一個設計描述可以被不同的工具所支持,使得設計描述的移植成為可能。
二、基于FPGA VHDL的ASK調制與解調
(一)ASK
在通信原理中把通信信號按調制方式可分為調頻、調相和調幅三種。數(shù)字傳輸?shù)某S谜{制方式主要分為:
正交振幅調制(QAM):調制效率高,要求傳送途徑的信噪比高,適合有線電視電纜傳輸。
鍵控移相調制(QPSK):調制效率高,要求傳送途徑的信噪比低,適合衛(wèi)星廣播。
殘留邊帶調制(VSB):抗多徑傳播效應好(即消除重影效果好),適合地面廣播。
編碼正交頻分調制(COFDM):抗多徑傳播效應和同頻干擾好,適合地面廣播和同頻網(wǎng)廣播。
ASK即“幅移鍵控”又稱為“振幅鍵控”,也有稱為“開關鍵控”(通斷鍵控)的,所以又記作OOK信號。ASK是一種相對簡單的調制方式。幅移鍵控(ASK)相當于模擬信號中的調幅,只不過與載頻信號相乘的是二進制數(shù)碼而已。幅移就是把頻率、相位作為常量,而把振幅作為變量,信息比特是通過載波的幅度來傳遞的。
載波幅度是隨著調制信號而變化的。其最簡單的形式是,載波在二進制調制信號控制下通斷, 這種方式還可稱作通-斷鍵控或開關鍵控(OOK) 。
調制方法:用相乘器實現(xiàn)調制器。
調制類型:2ASK,MASK。
解調方法:相干法,非相干法。
(二)主要源碼
1. ASK調制VHDL程序
2. ASK解調VHDL程序
(三)仿真驗證
1. ASK調制VHDL程序仿真圖
a. 基帶碼長等于載波f的6個周期。
b. 輸出的調制信號y滯后于輸入基帶信號x一個 clk 時間。
2. ASK解調VHDL程序仿真圖
a. 在q=11時,m清零。
b. 在q=10時,根據(jù)m的大小,進行對輸出基帶信號y的電平的判決。
c. 在q為其它時,m計xx(x信號的寄存器)的脈沖數(shù)。
d. 輸出的基帶信號y滯后輸入的調制信號x 10個clk。
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