FSK信号的调制原理（FSK调制信号的FPGA实现）

1、FSK信号调制原理

数字调频是一种利用载波频率来传输信息的调制方式。FSK是ASK之后出现的一种调制方式。它具有很强的抗衰落能力，广泛应用于一些衰落信道中。

数字频移键控(FSK)使用载波频率来传输数字信息。符号1对应某一载频，符号0对应某一载频。频率之间的转换瞬间完成。根据符号转换瞬间的载波相位特性，可以分为连续相位FSK和非连续相位FSK。最简单的是二进制频移键控(2FSK)。以下是连续相位2FSK信号的波形。

波形分别用于传输数字1和0。该信号可被视为载波频率为f1和f2的两个振幅键控信号的合成。2FSK信号可以表示为：

其中，A是载波的幅度，Tb是数字符号的周期，而{bn}是发送的数字序列的倒数。

2、FSK调制信号的MATLAB仿真

连续相位2FSK调制信号的matlab仿真：

调制指数是3.5。即两个频点以载波为中心，间隔为3.5*Rb=3.5MHz。

基带信号符号速率Rb=1MHz。

载波频率fc=6MHz。

采样频率fs=32*Rb。

Matlab提供了一个专门的FSK信号调制函数fskmod()，只需设置少量的参数，就可以生成具有所需调度和相位特性的FSK信号。

产生的FSK信号可以看如下，两个频率之差确实是3.5MHz，其中时域的波形只显示了一部分。

3、FSK调制信号的FPGA实现

可以在matlab中使用。现成的FSK功能可以快速产生FSK调制信号，而FPGA中没有这样方便的功能。下面是产生2FSK信号的原理框图。

2FSK信号原理框图两种方法都可以实现，但第二种方法需要的逻辑资源更少，性能优势更大。这里，DDS内核用于实现连续相位FSK，DDS输出信号的频率需要可配置。因此，必须选择流对于相位增量编程能力输出位宽选择16位。根据输入数据data_in的高低电平状态，分别设置DDS内核的调频输入信号的相位增量值，得到所需的信号。

根据DDS工作原理

其中，fout是输出频率，fclk是系统时钟频率和相位增量位宽，例如：

计算相位增量，编写整个系统的Verilog HDL代码。测试后，模拟如下：

从图中可以看出，在符号跳变时，输出信号仍然保持信号相位的连续性。

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