FPGA实现的调制信号发生器设计与仿真

"基于FPGA的调制信号发生器设计研究" 本文主要探讨了如何利用现场可编程门阵列（FPGA）设计一个基于直接数字频率合成（DDS）技术的调制信号发生器。直接数字频率合成技术在现代通信系统中扮演着重要角色，它允许精确、快速地生成所需频率的信号。 首先，文章介绍了DDS的基本原理，这是一种通过计算连续相位变化来生成所需频率的方法。DDS的核心是相位累加器和查表（ROM）结构，其中相位累加器累积输入的频率控制字，ROM则根据累加器的输出提供相应的正弦波幅度样本。 接着，作者利用FPGA的专用开发工具——DSPBuilder，对DDS进行了建模和设计。DSPBuilder简化了数字信号处理算法到硬件实现的转换过程。通过Matlab/DSPBuilder，作者构建了AM（幅度调制）、FM（频率调制）、ASK（振幅键控）、FSK（频率移键控）和PSK（相位键控）等不同类型的调制信号模型。这表明设计的DDS可以适应多种调制方式，增强了其在通信系统中的应用灵活性。 设计完成后，作者使用Altera公司的SignalCompiler将模型转化为VHDL代码，这是FPGA可识别的硬件描述语言。随后，选用了Cyclone系列的EP1C3T144C8 FPGA芯片进行功能和时序仿真，分别使用ModelSim进行功能验证，QuartusII进行时序验证，确保设计的信号发生器满足实际需求。 此外，文章还强调了在设计过程中应用了DSPBuilder的层次化设计方法，这种方法对于构建复杂的DSP系统非常有用，能够提高设计效率并降低调试难度。通过EDA实验设备，设计的信号发生器得以实物实现，并在示波器上观察到了预期的调制信号，进一步验证了设计的正确性和实用性。 这篇文章深入研究了基于FPGA的DDS调制信号发生器的设计，涵盖了从理论基础到实际应用的全过程，对于理解和实现此类系统具有很高的参考价值。关键词包括：现场可编程门阵列（FPGA）、直接数字频率合成（DDS）、模拟调制、数字调制以及DSPBuilder。