FPGA实现的FSK调制解调器设计与VHDL应用

本篇论文主要探讨的是基于Field-Programmable Gate Array (FPGA) 的Frequency Shift Keying (FSK) 调制解调器的设计。FPGA 是一种灵活的集成电路，特别适合于实时信号处理和定制逻辑应用，如通信系统中的信号处理模块。FSK 是一种广泛应用的数字调制技术，通过改变载波频率的两个离散值来代表两种不同的信号状态。 学生团队利用 Quartus II 软件中的 VHDL 语言进行设计，VHDL 是一种硬件描述语言，它允许设计师以高级抽象级别描述数字电路的行为，从而简化了设计过程。设计的关键参数包括载波频率 f1 为12.5MHz 和 f2 为2MHz，以及调制信号频率 f 为1MHz。这样的设置使得该 FSK 调制解调器适用于远程自动化控制系统和移频通信场景。 FSK 调制的优点显著：首先，由于不需要进行载波恢复，系统复杂性大大降低，这意味着电路设计更为简洁，易于实现和维护。其次，FSK 抗幅度非线性干扰能力强，因为其信号包络恒定，所有的信息都编码在信号的过零点变化中，相比之下，调幅信号对幅度变化更敏感。这使得 FSK 在噪声环境下具有更好的通信稳定性。最后，FSK 的调制和解调过程相对容易在硬件和软件层面实施，对于初学者来说也易于理解。 整个设计过程中，团队成员进行了近两周的紧密合作，充分体现了团队协作的重要性以及个人努力积累的价值。通过这次实践，学生们不仅掌握了VHDL语言编程，还深入理解了FSK调制解调的工作原理及其在实际通信系统中的应用，为他们未来在信息技术领域的发展打下了坚实的基础。