调制解调器电路设计

毕业论文文献综述电子信息工程基于FPGA的通用调制解调器的设计摘要：随着电子信息技术的高速发展，当今电子系统的设计是以大规模FPGA为物理载体的系统芯片的设计，基于FPGA的片上系统可称为可编程片上系统。

以硬件描述语言为主要设计手段，借助以计算机平台的EDA工具进行的。

调制解调技术是通信系统的灵魂,其性能直接影响到整个系统的通信质量.由于数字技术的大量应用,数字调制解调技术得到了广泛的应用.随着软件无线电思想的发展,将整个系统尽可能地集成于一个芯片的设计方法已经呈现出强大的发展潜力,成为系统设计发展的主要方向.基于这种思想的调制解调器可通过基于FPGA上平台来设计实现。

关键词：FPGA；调制解调；数字调制技术；现代通信原理调制解调器概述调制解调器，是一种计算机硬件，它能把计算机的数字信号翻译成可沿普通电话线传送的脉冲信号，而这些脉冲信号又可被线路另一端的另一个调制解调器接收，并译成计算机可懂的语言。

这一简单过程完成了两台计算机间的通信。

所谓调制，就是把数字信号转换成电话线上传输的模拟信号；解调，即把模拟信号转换成数字信号。

合称调制解调器。

Fpga概述FPGA即现场可编程门阵列，它是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。

它是作为专用集成电路（ASIC）领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。

FPGA的使用非常灵活，同一片FPGA通过不同的编程数据可以产生不同的电路功能。

FPGA在通信、数据处理、网络、仪器、工业控制、军事和航空航天等众多领域得到了广泛应用。

随着功耗和成本的进一步降低，FPGA还将进入更多的应用领域。

FPGA采用了逻辑单元阵列LCA（Logic Cell Array）这样一个新概念，内部包括可配置逻辑模块CLB（Configurable Logic Block）、输出输入模块IOB（Input Output Block）和内部连线（Interconnect）三个部分。

本科专业方向设计报告课程名称: 通信工程专业方向设计设计题目: UQPSK调制解调器的设计专业班级:学生姓名:学生学号:指导教师:教师职称:起止日期:学生邮箱:2018年03月《通信工程专业方向设计》任务书《通信工程专业方向设计》学生日志与师生见面情况西南科技大学信息工程学院《通信工程专业方向设计》评分表（2）优秀率：控制在总人数的15-20%之内，并且宁缺毋滥。

（3）课程教学目标根据大纲需求进行调整。

UQPSK调制解调器的设计摘要：随着卫星通信及无线通信技术的发展，调制信号类型不仅仅局限于相移键控( Phase Shift Keying，PSK) 调制中的BPSK、QPSK和OQPSK 等常用信号衍生出的非平衡四相键控( Unbalanced Quaternary Shift Key UQPSK) 调制信号近些年也得到广泛应用。

其特点在于信号的正交同相( I路)与反相( Q路) 二路发送不同功率或码速率的独立二进制数据流。

本文介绍了UQPSK调制解调的基本原理，同时设计了一种特殊的用于宽带数传和跟踪系统的UQPSK调制与解调器。

本设计的UQPSK 调制系统中，I路用于调制数据信息，而Q 路用于调制一个时钟信号；在接收端，就可以通过追踪系统对时钟信号的捕捉追踪到UQPSK 信号，然后解调出I路的数据信息。

这样就在传输信号的同时达到了追踪信号的目的。

并利用Matlab中单Simulink模块对UQPSK的调制解调系统进行了仿真，对UQPSK 在高斯白噪声信道中的性能进行分析，进而验证了UQPSK调制技术的优越性。

关键词：UQPSK；Simulink；仿真；调制解调第1章设计任务分析与设计方案选择1.1 设计任务分析1.1.1 设计任务与要求1. 了解且掌握UQPSK调制和解调的基本原理；2. 在通信原理的基础上设计与分析通信系统；3. 学习MATLAB知识，熟悉Simulink在MATLAB集成环境下的仿真平台；4. 利用通信原理相关知识在仿真平台中设计UQPSK调制与解调仿真系统并用示波器观察解调后的波形。

基于FPGA的FSK调制解调器设计与实现FSK调制解调器是一种常用的数字通信技术，可用于数据传输、无线通信等领域。

本文将介绍基于FPGA的FSK调制解调器的设计和实现，包括原理介绍、系统设计、硬件实现和性能分析等方面。

一、引言FSK调制解调器是一种数字通信系统，它通过改变载波频率的方式来传输数字信号。

本文基于FPGA实现FSK调制解调器，利用FPGA 的灵活性和可重构性，提供了一种高效、可靠的数字通信解决方案。

二、FSK调制解调原理介绍FSK调制解调器是通过将数字信号映射到两个不同频率的载波上，实现信息传输的。

调制过程中，二进制数据0和1分别对应两个特定频率的载波，解调过程中通过判断输入信号的频率来还原原始数据。

三、系统设计1. FSK调制器在FPGA中设计FSK调制器，需要使用相应的调制算法将数字信号转换为两个不同频率的载波。

可以采用数字频率合成技术合成两个不同频率的信号，并通过逻辑电路实现相应的调制功能。

2. FSK解调器FSK解调器的设计目标是通过输入信号的频率变化来判定数字信号的0和1。

可以采用数字滤波器和频率判决电路实现解调功能，将输入的频率信号转换为相应的数字信号。

四、硬件实现1. FPGA配置基于FPGA的FSK调制解调器的硬件实现，首先需要将相应的调制解调算法和电路设计编写为硬件描述语言如VHDL，并经过综合、布局布线等步骤生成比特流。

2. ADC和DAC为了接收和发送模拟信号，需要使用ADC（模数转换器）将模拟信号转换为数字信号，并使用DAC（数模转换器）将数字信号转换为模拟信号。

3. 时钟模块与控制模块为了保持系统的同步和稳定性，需要设计时钟模块和控制模块。

时钟模块用于在固定的时间间隔内，对输入信号进行采样和调制；控制模块用于控制时钟、数据流等系统参数，保证系统的正常运行。

五、性能分析1. 调制误差分析通过对比输入信号与调制后的信号的频谱图，可以评估FSK调制器的性能，主要包括频率偏移、频谱扩展等指标。

AM振幅调制解调器的设计AM（Amplitude Modulation）振幅调制是一种常用的调制方法，用于在无线通信和广播领域传输音频信号。

AM振幅调制解调器的设计可以分为信号调制和解调两个主要部分。

信号调制部分的设计需要将音频信号与射频载波信号进行叠加，生成调制信号。

首先，需要将音频信号进行放大和滤波，以确保信号的幅度范围适合于调制过程。

放大可以使用放大电路或运放电路来实现，滤波可以使用滤波器电路来实现。

接下来，需要将调制信号和射频载波信号进行叠加，这可以使用一个调制电路来实现。

调制电路可以采用集成电路或者传统的离散元件电路，如二极管、晶体管等。

解调部分的设计需要将调制信号还原成原始的音频信号。

解调器的设计可以采用一些常用的解调方法，如幅度检波、包络检波等。

在幅度检波中，常用的解调器是使用整流电路。

整流电路可以将调制信号的负半周置零，只保留正半周的信号，然后使用低通滤波器去除高频噪声。

在整流电路中，可以使用二极管或者晶体管来实现整流功能，然后使用电容和电阻来构成低通滤波器。

在包络检波中，常用的解调器是使用包络检波电路。

包络检波电路可以提取调制信号的包络曲线，以还原原始的音频信号。

在包络检波电路中，可以使用二极管和电容来实现包络检波功能。

除了以上两种常用的解调方法，还有其他一些更复杂的解调方法，如同步检波、相干解调等。

这些方法可以提供更高的解调性能和抗干扰能力。

此外，在AM振幅调制解调器的设计中，还需要考虑一些其他的因素。

例如，需要对射频载波进行稳定的频率控制，可以使用锁相环电路来实现频率稳定。

还需要考虑功率放大器的设计，以保证调制信号的功率满足传输要求。

总之，AM振幅调制解调器的设计涉及到信号调制和解调两个主要部分。

在信号调制中，需要将音频信号和射频载波信号进行叠加；在解调中，需要将调制信号还原成原始的音频信号。

除了这些主要部分，还需要考虑其他因素，如射频频率控制和功率放大等。

设计一个高性能的AM振幅调制解调器需要根据具体的应用需求进行综合考虑和优化。

基于stm32的FSK调制解调器的设计（原理及程序）
 大致要求：设计一个FSK调制解调器，基带信号码速率为2000B/s，载波速率为4khz和8khz，解调信号要能完整还原基带信号。

实现方法多种多样，通信领域内调制解调器的设计大多数用的都是硬件电路，鉴于笔者对编程情有独钟（其实笔者还是懂一点电路设计知识的~），所以最终决定用stm32来设计，纯编程实现。

看起来高大上，但实际做起来不难，不过有挺多东西要考虑的。

 总的设计思路如下：
 首先是基带信号的产生，它也是我们要调制和解调的目标。

基带信号由一连串随机的码元序列构成，为了模拟随机的码元序列，笔者用定时器设计8
位的PN码序列，码元速率为2000B/s。

定时器3定时0.5ms，每进入一次中断，变量num加一，设置一次IO引脚电平，8位PN码只需设置8次，然后num清零。

 TIM3_Init(499,71); //基带信号。

基于FPGA的64QAM调制解调器设计与实现在通信领域中，调制解调器是一种重要的设备，用于将数字信号转换为模拟信号进行传输和接收。

64QAM是一种常用的调制方案，具有高效率和较高的数据传输速率。

本文将介绍基于FPGA的64QAM调制解调器的设计和实现。

一、引言调制解调器在数字通信系统中起着至关重要的作用。

传统的调制解调器采用硬件电路实现，但由于其复杂性和成本较高的缺点，近年来越来越多的研究和应用将其实现在FPGA芯片上。

FPGA芯片具有可编程性和灵活性的优点，使其成为一种理想的调制解调器实现平台。

二、基本原理1. 64QAM调制64QAM调制是一种将数字信号映射到模拟信号的调制技术。

它将每六个比特映射到一个具有64个不同取值的复数星座点上，实现更高的数据传输速率。

通过改变星座图中的星座点的相对位置，可以实现信号的调制和解调。

2. FPGA实现FPGA芯片由大量的逻辑单元和可编程的连线网络组成，可以通过编程来实现不同的数字电路功能。

对于64QAM调制解调器的设计，可以使用FPGA芯片来实现关键的数字信号处理算法和信号调制解调功能。

三、系统设计1. 数字信号处理在64QAM调制解调器中，数字信号处理是一个关键的模块。

通过对输入信号进行采样、滤波、降采样等处理，可以得到符号序列。

这些操作往往需要高效的算法和优化的实现方式，以满足实时性和性能要求。

2. 星座点映射在64QAM调制中，需要将符号序列映射到星座图上的复数点。

这涉及到星座点的选择和星座点到符号序列的映射算法。

合理选择星座点和优化的映射算法可以提高系统的传输性能。

3. 数字模拟转换在调制过程中，需要将数字信号转换为模拟信号进行传输。

这可以通过数字模拟转换器（DAC）来实现。

选择合适的DAC器件和优化的模拟电路设计可以提高信号的质量和传输速率。

4. 模拟数字转换在解调过程中，需要将模拟信号转换为数字信号进行处理。

这可以通过模拟数字转换器（ADC）来实现。

基于FPGA的ASK调制解调器设计与实现近年来，随着无线通信技术的迅猛发展，ASK调制解调器作为无线通信系统的重要组成部分，得到了广泛应用。

本文将介绍一种基于FPGA的ASK调制解调器的设计与实现，旨在为读者提供一种可行的设计思路和实际操作方法。

一、引言在无线通信系统中，ASK调制解调器的作用是将数字信号转换为模拟信号进行传输，并将接收到的模拟信号转换为数字信号进行处理。

FPGA（Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列）作为一种灵活可重构的集成电路，具有高度集成度、高性能和可编程性的特点，因此被广泛应用于无线通信系统中各种调制解调器的设计与实现。

二、设计思路基于FPGA的ASK调制解调器主要包括两个功能模块，分别为ASK调制模块和ASK解调模块。

其中，ASK调制模块负责将数字信号转换为ASK调制信号进行传输，而ASK解调模块则负责将接收到的ASK调制信号进行解调，还原为数字信号进一步处理。

三、ASK调制模块设计ASK调制模块的设计主要包括数字信号生成、载波信号生成和ASK调制信号合成三个子模块。

1. 数字信号生成在数字信号生成模块中，我们可以根据实际需求，采用VerilogHDL等硬件描述语言来描述数字信号的生成过程，通过逻辑运算和状态切换等方式生成需要传输的数字信号。

2. 载波信号生成载波信号生成模块是ASK调制的关键环节，可以采用时钟信号和正弦函数生成器相结合的方式实现。

通过控制正弦函数的频率和振幅，可以生成符合ASK调制要求的载波信号。

3. ASK调制信号合成将数字信号和载波信号进行合成，生成ASK调制信号。

可以通过乘法运算实现，即将数字信号与载波信号相乘，得到ASK调制信号。

四、ASK解调模块设计ASK解调模块的设计主要包括ASK解调信号提取和数字信号还原两个子模块。

1. ASK解调信号提取在ASK解调信号提取模块中，首先需要对接收到的调制信号进行滤波，以去除噪声和其他干扰。

中波通信调制解调器的设计与实现首先，中波通信调制解调器的设计需要考虑到以下几个方面：1.调制方案：调制方案是中波通信调制解调器的核心。

常见的调制方案有幅移键控（ASK）、频移键控（FSK）、相移键控（PSK）等。

根据具体的需求和应用场景选择合适的调制方案。

2.调制器设计：调制器是将数字信号转换为模拟信号的关键组件。

一种常见的实现方式是使用数字信号处理器（DSP）或者嵌入式系统对数字信号进行处理，生成对应的模拟信号。

3.解调器设计：解调器是将接收到的模拟信号转换为数字信号的关键组件。

解调器的设计需要考虑到信道噪声、多径效应等因素。

一种常见的解调器实现方式是使用滤波器和采样器对接收到的模拟信号进行处理，恢复出原始的数字信号。

4.射频设计：射频设计是中波通信调制解调器中不可忽视的一部分。

射频电路涉及到频率合成器、射频放大器、低噪声放大器等组件的选择与设计。

射频电路设计的好坏直接决定了调制解调器的性能。

在中波通信调制解调器的实现过程中，需要进行系统级的设计和各个组件的具体设计与实现。

下面以一个常见的调制解调器为例，具体描述中波通信调制解调器的实现。

1.调制器实现：考虑到中波通信中信道噪声较大，可以选择幅移键控（ASK）作为调制方案。

调制器的实现可以使用一块DSP开发板，通过DSP对数字信号进行处理，然后通过DAC将数字信号转换为模拟信号。

2.解调器实现：解调器的实现可以使用一块模拟信号处理器（ADC）开发板。

首先，通过射频电路将接收到的模拟信号进行放大和滤波，然后经过ADC转换为数字信号。

最后，通过软件对数字信号进行处理，恢复出原始的数字信号。

3.射频设计实现：射频电路设计涉及到频率合成器、射频放大器、低噪声放大器等组件的选择与设计。

可以采用定制射频模块的方式，通过射频设计工具对射频电路进行设计，然后进行样板制作和测试。

4.系统级设计实现：在实现中波通信调制解调器时，还需要进行系统级的设计。

包括定义通信协议、设计数据传输格式、选择适合的调制方案等。

基于FPGA的QAM调制解调器设计与实现随着通信技术的快速发展，QAM（Quadrature Amplitude Modulation）调制技术在数字通信系统中得到了广泛的应用。

QAM调制技术通过同时调制正交载频信号的幅度和相位来传输更多的信息，提高了信号传输的效率和可靠性。

本文将探讨基于FPGA的QAM调制解调器的设计与实现过程。

一、概述QAM调制解调器的设计主要包括两个关键部分：调制器和解调器。

调制器负责将数字信号转换为QAM信号进行传输，解调器则将接收到的QAM信号还原为原始的数字信号。

二、硬件设计1. FPGA的选择在设计基于FPGA的QAM调制解调器时，选取适合的FPGA芯片非常重要。

较高的时钟频率和足够的片内资源是选择FPGA的两个主要考虑因素。

例如，Xilinx公司的Spartan系列或Artix系列FPGA都是不错的选择。

2. QAM调制器设计QAM调制器的主要任务是将数字信号转换为QAM信号。

具体步骤如下：（1）将输入的数字信号进行二进制编码，得到对应的二进制序列。

（2）将二进制序列按照一定的方式进行映射，得到对应的复数序列。

（3）将复数序列通过QAM调制器实现正交载波调制，得到QAM 信号。

3. QAM解调器设计QAM解调器的主要任务是将接收到的QAM信号还原为原始的数字信号。

具体步骤如下：（1）利用QAM解调器将接收到的QAM信号转换为复数序列。

（2）通过反映射的方式，将复数序列还原为二进制序列。

（3）将二进制序列解码，得到原始的数字信号。

三、软件设计1. VHDL编程基于FPGA的QAM调制解调器的实现主要依赖于硬件描述语言VHDL的编写。

通过编写VHDL代码，可以定义电路的结构和功能，并实现各个模块之间的连接和通信。

2. 时序分析在设计过程中，需要进行时序分析，确定各个信号的传输时刻、延迟和相位关系。

时序分析可以保证设计的稳定性和可靠性，避免信号冲突和传输错误。

四、实现与测试在设计完成后，需要将代码烧录到FPGA芯片中进行实现。

cd4046构成的fsk调制解调电路全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：CD4046是一种集成电路，常用于FSK调制和解调电路中。

FSK （Frequency Shift Keying）调制技术是一种数字调制技术，通过改变信号的频率来携带数字信息。

在通信系统中，FSK调制技术被广泛应用于数据传输和调频调制解调。

本文将详细介绍CD4046构成的FSK 调制解调电路的原理和应用。

一、CD4046简介CD4046是一种集成数字数字锁相环PLL（Phase Locked Loop）电路，由德州仪器公司生产。

它由一个相位比较器、一个VCO （Voltage Controlled Oscillator）和一个低通滤波器组成。

CD4046可以将输入信号的频率与VCO的频率进行比较，并自动调节VCO的频率，使得输入信号与VCO的频率同步。

这种锁相环的原理可以用于FSK调制和解调电路中。

二、FSK调制解调电路原理1. FSK调制原理：在FSK调制中，输入的数字信号被转换成两种不同频率的信号，并分别控制两个不同频率的载波信号。

这两种载波信号通过一个开关切换器，使得输出信号在两种频率之间切换，从而携带数字信息。

2. FSK解调原理：在FSK解调中，接收到的信号经过解调器解调，得到两种不同频率的信号。

这两种信号再经过一个比较器比较，得到解调后的数字信号。

CD4046通过其内部的相位比较器和VCO实现了FSK调制解调电路。

其电路连接如下：1. 输入信号经过一个低通滤波器，去除噪声和高频成分，然后输入到CD4046的相位比较器。

2. CD4046的VCO的频率由输入信号的频率控制，当输入信号的频率高于VCO的频率时，VCO的频率会增加；反之，当输入信号的频率低于VCO的频率时，VCO的频率会减小。

3. CD4046的输出信号通过一个比较器进行信号处理，得到FSK调制或解调后的数字信号。

1. 数据传输：FSK调制技术可以将数字信号转换成模拟信号进行传输，提高数据传输效率和可靠性。