基于FPGA实现FM调制 简易版_fm调制解调 fpga

一、简介

        本篇文章主要是通过简单的原理帮助大家理解和实现FM的调制。

二、使用工具        

        Quartus II 13.1 、Cyclone V开发板

三、原理介绍

        众所周知所谓FM调制，即频率调制是指瞬时频率偏移随调制信号m(t)成比例变换，即

        即调制信号的频率随m(t)幅度的变化而变化，这是核心点。抛开各种公式，在Quartus里给我们提供了一个很方便的工具nco核，IP核的一种。它的功能是通过频率控制字Fre输出正余弦波，所谓频率控制字顾名思义就是控制频率的意思。具体计算公式：

        fout为nco核输出频率，fsys为系统时钟，n为相位累加器精度，Fre为频率控制字。

        有了这个工具我们就可以通过改变Fre来改变输出信号的频率，即调频。     

  四、具体实现

        1、创建工程，并添加Block Diagram顶层文件

        2、创建第一个nco核，作者具体参数设置如下：

         2、设计频率控制字模块sk

module SK(output [31:0] fr);
 
assign fr =32'd17179869;
endmodule

        创建符号文件

        导入顶层文件

        3、加法器模块add

module add(a,c);
 
input signed [15:0] a;
wire signed [32:0] b =32'd1717986918;
output signed [31:0] c;
assign c=a+b;
endmodule

        同上生成符号文件

         4、创建第二个nco核，具体参数配置如下

        

        5、连接各模块

        6、为开发板下载程序并在SignalTap II中观察波形

        导入引脚

        观察波形

        从上至下依次为：

        基带信号波形、加法器结果、调制信号。

五、结语

        至此我们通过调节频率控制字实现了FM的调制，上述步骤实现的波形观察可能不明显，主要原因是第一个nco核输出的信号幅度相比第二个nco的Fre过小，所以调频波形不太明显，这样符合正常FM调制也方便解调，若想观察到跟明显的调制波形，可通过增加第一个nco核的输出位数来实现，据此不再赘述，感兴趣的读者可以自行尝试。调整后现象如下：

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