AM调制FPGA实现：Vivado与Matlab协作设计

本文档主要探讨了在FPGA上实现AM（Amplitude Modulation）调制的技术，结合Vivado 2016.4版本的硬件设计工具和Matlab R2017a软件进行讲解。AM调制是一种广泛应用于通信系统中的信号调制技术，通过改变载波信号的幅度来编码信息。 一、AM调制的基本概念与功能 AM调制的核心是将基带信号的幅度信息映射到载波信号上，使得载波信号的幅度随基带信号变化。其功能包括模拟输入信号的幅度变化，以及在无线通信中实现高效的数据传输。在FPGA中实现AM调制，可以用于构建低成本、高效率的通信系统。 二、AM调制的原理 AM调制在时域表现为载波信号与一个包含调制信号的直流分量相乘，确保信号最小值大于零，从而实现幅度的调整。在频域上，它实际上是将信号的功率从基带转移到载波频率附近，改变了信号的频谱特性。 系统框图中，调制信号通常由外部输入或内部产生的信号源提供，如ROM（Read-Only Memory）IP核在FPGA内部可以用来生成模拟调制信号。而载波信号则作为一个固定频率的参考信号，两者相乘的结果即为AM已调信号。 三、AM调制在FPGA的具体实现步骤 1. 信号生成：利用FPGA的ROMIP核，通过Matlab生成特定宽度（8位）和深度（1024点）的余弦波，作为调制信号和载波信号的数学基础。调制信号模拟实际应用中的输入，而载波信号作为恒定的基准。 2. 配置ROM核：在使用ROMIP核前，需要先在Matlab中生成相应的.coe文件，该文件包含了配置参数和数据，然后将其导入FPGA进行硬件描述语言（HDL）的配置。配置参数如宽度和深度定义了ROM的存储能力，而采样点决定了信号的精度。 3. 实现流程：通过MATLAB生成的.coe文件配置ROM核，完成信号的生成。然后在FPGA设计中，将这两个信号进行相乘，以得到AM已调信号，这一步可以通过硬件逻辑电路实现。 总结来说，本文档详细介绍了如何在FPGA中利用Vivado和Matlab工具进行AM调制的实现，包括信号的生成、配置以及调制原理的应用。这种技术对于设计无线通信系统的FPGA原型和嵌入式通信模块具有重要意义。