一、阐明:
功用:AM调制
渠道:Vivado 2016.4 和 Matlab R2017a
二、原理:
1. AM调制原理
AM已调信号的时域表达式:
已调信号的频域表达式:
本质上AM调制便是频谱的搬移。
AM调制的体系框图
将调制信号加上一个直流重量,确保信号的最小值大于零,然后再和载波相乘,得到已调信号。
三、AM调制的FPGA完成
1.发生调制信号和载波信号
调用ROM IP核在FPGA内部发生两路余弦信号,其间一路信号用于模仿外部输入的调制信号,另一路用作载波信号。
在装备ROM IP核之前,需求用Matlab生.coe文件,存放在ROM核里。
Matlab生成.coe文件:
%———————————%
width=8; %设置rom的位宽
depth=1024; %设置rom的深度
%———————————%
x=linspace(0,2*pi,depth); %在一个周期内发生depth个采样点
y_cos=cos(x); %生成余弦函数
%y_cos=sin(x); %生成正弦函数
%y_cos=round(y_cos*(2^(width-1)-1))+2^(width-1)-1; %将数据转化成整数,生成无符号数
y_cos=round(y_cos*(2^(width-1)-1)); %将数据转化成整数,生成有符号数
plot(x,y_cos); %绘图
fid = fopen(‘E:\Workspace\DDS\Design\IP_Core\cos.coe’,‘wt’);
fprintf(fid,‘memory_iniTIalizaTIon_radix = 10;\nmemory_iniTIalizaTIon_vector = ’);
for i = 1 : depth
if mod(i-1,8) == 0
fprintf(fid,‘\n’);
end
fprintf(fid,‘%6d,’,y_cos(i));
end
fclose(fid); %封闭文件
生成.coe文件后就可以进行IP核的装备了。
ROM核详细装备:
装备完IP核后,编写操控模块,发生两路信号。其间,调制信号上叠加的直流重量的巨细为调制信号的峰值,这样将得到调准则为100%的已调信号。假如要得到不同的调准则,则需求叠加不同巨细的直流重量,一起需求留意界说的数据位宽,避免数据溢出。
发生载波和带有直流重量的调制信号:
module cos_make(
input clk,
input rst_n,
output reg [7:0] cos_s,
output reg signed [7:0] cos_c
);
//————————————//
parameter freq_s = 32‘d429497; //调制信号频率10k
parameter freq_c = 32’d42949673; //载波频率1M
parameter cnt_width = 8‘d32;
//————————————//
//————————————//
reg [cnt_width-1:0] cnt_s = 0;
reg [cnt_width-1:0] cnt_c = 0;
wire [9:0] addr_s;
wire [9:0] addr_c;
always @(posedge clk or negedge rst_n) begin
if(!rst_n) begin
cnt_s 《= 0;
cnt_c 《= 0;
end
else begin
cnt_s 《= cnt_s + freq_s;
cnt_c 《= cnt_c + freq_c;
end
end
assign addr_s = cnt_s[cnt_width-1:cnt_width-10];
assign addr_c = cnt_c[cnt_width-1:cnt_width-10];
//————————————//
//————调用ROM核—————-//
wire signed [7:0] cos_s_r;
wire signed [7:0] cos_c_r;
ROM ROM_inst(
.clka (clk),
.addra (addr_s),
.douta (cos_s_r),
.clkb (clk),
.addrb (addr_c),
.doutb (cos_c_r)
);
always @(posedge clk or negedge rst_n) begin
if(!rst_n) begin
cos_s 《= 0;
cos_c 《= 0;
end
else begin
cos_s 《= cos_s_r + 8 ’d128; //加上巨细为峰值的直流重量
cos_c 《= cos_c_r;
end
end
endmodule
2.生成AM调制信号
得到两路信号后就可以用乘法器将两路信号相乘,得到已调信号。
乘法器详细装备:
AM调制的顶层模块:
module modulate(
input clk,
input rst_n,
output signed [15:0] AM_mod
);
wire [7:0] cos_s;
wire signed [7:0] cos_c;
//————调用出波模块————//
cos_make cos_make_inst0(
.clk (clk),
.rst_n (rst_n),
.cos_s (cos_s),
.cos_c (cos_c)
);
//———————————–//
//————调用乘法器————–//
MULT MULT_inst1(
.CLK (clk),
.A (cos_s),
.B (cos_c),
.P (AM_mod)
);
endmodule
3.仿真调制成果
以上AM调制进程基本完成,可是正确与否还需求经过仿真来确认,接下来编写仿真用的测验模块。
TestBeach的编写:
timescale 1ns/1ps
module tb_AM();
//———接口设置———-//
reg sclk;
reg rst_n;
wire signed [15:0] AM_mod;
//————————–//
initial sclk = 1;
always #5 sclk = ~sclk; //100M时钟
initial begin
rst_n = 0;
#500
rst_n = 1;
end
//————————–//
modulate modulate_inst0(
.clk (sclk),
.rst_n (rst_n),
.AM_mod (AM_mod)
);
endmodule
在Vivado中将各个文件添加进工程后,运转仿真。
仿真成果如下:
已调信号能显着看到包络,而且包络的频率同调制信号共同,标明AM调制正确。