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基于FPGA的FSK调制解调器的设计及实现
随着无线通信技术的不断发展，各种调制解调技术也不断涌现。其中，频移键控调制（FSK）因为其调制解调简单、抗干扰能力较强、效率较高等优点，被广泛应用于无线通信中。本文将基于可编程逻辑器件——FPGA，设计并实现一种基于FSK调制解调技术的模块。
一、FSK调制原理介绍
频移键控调制（FSK）通过将高低电平表示为高低频信号的方式来实现数字信号的调制，从而实现数字信号的传输。在FSK调制中，如果发送端处于高电平，则输出的是一个高频信号，如果处于低电平，则输出的是一个低频信号。FSK解调则是将输入的频率信号通过特定的解调电路转换成数字信号。FSK调制解调技术的优点是简单、抗干扰能力强、效率高，广泛应用于数字通信领域。
二、设计思路
本文中，我们将采用FPGA（可编程逻辑器件）作为硬件平台，实现FSK调制解调模块。在设计时，我们需要考虑以下几个方面：
1.数据输入及输出
通过FPGA实现数据输入和输出，需要考虑高低电平转换。
2.FSK调制
对于输入的数字信号，需要采用FSK调制的方式将其转化为高频或低频信号。
3.FSK解调
输入接收到的高低频信号，我们需要采用FSK解调的方式将其转换成数字信号。
三、实现过程
基于以上的设计思路，具体实现过程如下：
1.数据输入及输出
因为FPGA提供了数字I/O功能，我们可以直接将数字输入和输出转换为IO信号。在FPGA中，我们可以使用VHDL编程语言实现输入输出功能。对于输入，可以用以下代码来实现：
```vhd
entityInput_Moduleis
Port(
CLK:instd_logic;
D:instd_logic;
Reset:instd_logic;
RDY:outstd_logic);
endInput_Module;
architectureBehavioralofInput_Moduleis
begin
process(CLK,Reset)
begin
if(Reset='1')then
RDY<='0';
elsif(CLK'eventandCLK='1')then
RDY<=D;
endif;
endprocess;
endBehavioral;
```
对于输出的实现，则可以用以下代码来实现：
```vhd
entityOutput_Moduleis
Port(
CLK:instd_logic;
D:instd_logic;
Reset:instd_logic;
RDY:outstd_logic);
endOutput_Module;
architectureBehavioralofOutput_Moduleis
begin
process(CLK,Reset)
begin
if(Reset='1')then
RDY<='0';
elsif(CLK'eventandCLK='1')then
RDY<=D;
endif;
endprocess;
endBehavioral;
```
2.FSK调制
对于输入的数字信号，我们需要将其转换为高频或低频信号。我们可以采用梅尔德电路来实现FSK调制模块。梅尔德电路由两个互补的谐振器（低通滤波器和高通滤波器）组成，根据输入信号频率的不同，在低通滤波器和高通滤波器之间进行频率的切换。
3.FSK解调
在接收端，我们需要将传输的高低频信号转化为数字信号。为了实现FSK解调，我们可以采用一个鉴频器和一个比较器，来解调传输的高低频信号。
四、总结
本文介绍了基于FPGA的FSK调制解调器的设计及实现。通过FPGA可编程逻辑器件的特性，我们可以便捷高效地实现FSK调制解调技术。在设计中，我们需要考虑数据输入输出、FSK调制、FSK解调等方面，通过以上实现过程，我们可以成功地设计并实现一个基于FSK调制解调技术的模块。