一種頻移鍵控調制裝置及方法制造方法及圖紙

本發明專利技術是關于一種頻移鍵控調制裝置及方法，所述的頻移鍵控調制裝置包括：映射單元，用于接收二進制的基帶信號，并將所述的基帶信號串并轉換為多進制的數字碼元；頻率字選擇單元，用于接收所述的數字碼元，根據所述的數字碼元選擇一個頻率字作為頻率控制字；函數信號發生單元，用于接收所述的頻率控制字，根據所述的頻率控制字生成頻移鍵控調制信號。根據本發明專利技術實施例提供的頻移鍵控調制裝置及方法，載波不會因為旁瓣泄露造成占用較寬頻帶；FSK的調制方式、載波頻率、載波形狀均可靈活設置，擴展性好，載波可以是任意波形，例如正弦波、方波等。只需增加相位累加器的位寬，可顯著提高載波頻率的分辨率，有效減小載波抖動。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術是關于函數信號發生器
，尤其是關于頻移鍵控調制信號的函數信號發生器，具體來說是關于。
技術介紹
函數信號發生器是使用最廣的通用信號源，它能提供正弦波、鋸齒波、方波、脈沖串等波形，有的還同時具有調制和掃描能力，其中就包括FSK調制信號。頻移鍵控(FSK, Frequency-shift keying)調制是數據通信中常見的一種調制方式，它易于實現，并且解調不須恢復本地載波，可以異步傳輸，抗噪聲和抗衰落性能也較強，因此，FSK調制技術在通信行業得到了廣泛地應用。根據所處理的基帶信號的進制不同，FSK調制技術可分為二進制和多進制調制(M進制)。多進制數字調制與二進制相比，其頻譜利用率更高。MFSK系統是2FSK(二頻鍵控)系統的推廣，該系統有M個不同的載波頻率可供選擇，每一個載波頻率對應一個M進制碼元信息，即用多個頻率不同的載波分別代表不同的數字信號，在某一碼元時間內只發送其中一個頻率。文獻《基于FPGA的MFSK調制電路設計與仿真》(微計算機信息2007年第4_2期，作者楊大柱)，描述了一種基于頻率轉換法的MFSK調制電路。圖1是以4FSK為例的調制電路原理框圖。如圖1所示，分頻模塊在收到啟動信號后，對時鐘模塊送來的時鐘按照不同的分頻系數進行分頻，產生四個時鐘作為載波信號。基帶信號通過串/并轉換得到兩位并行信號；四選一開關根據兩位并行信號選擇相應的載波輸出，從而產生4FSK調制信號。圖1采用分頻的方法產生載波，如果是整數分頻，例如被用來分頻的主時鐘是10MHz, IOM的整除數是有限的，所以最終載波的頻率分辨率很差；如果是有理數分頻，例如從IOM時鐘中分頻出300KHz時鐘，則這個時鐘的抖動是很大的。更主要的是，圖1的所謂載波實際上是二進制的數字時鐘，最終輸出的調制信號也是頻率變化的方波信號，所以該方法不適用于函數信號發生器。有的文獻中采用多個獨立的振蕩器產生不同頻率的載波信號，這樣載波頻率可按照要求設計，載波信號也是正弦波形式的。但由于各振蕩器是獨立的，它們輸出的載波相位關系是隨機的，因此調制輸出的FSK信號的相位是不連續的，而且起始相位往往是隨機的。相位不連續的調頻波需要占用較寬的傳輸頻帶，造成帶寬資源的浪費。多個振蕩器會顯著增加系統成本，靈活性也較差。同樣不適用于函數信號發生器。
技術實現思路
為克服現有技術中MFSK調制電路存在的分辨率差、時鐘抖動大且不適用于函數信號發生器的問題，本專利技術提供。本專利技術提供一種頻移鍵控調制裝置，所述的頻移鍵控調制裝置包括:映射單元，用于接收二進制的基帶信號，并將所述的基帶信號串并轉換為多進制的數字碼元；頻率字選擇單元，用于接收所述的數字碼元，根據所述的數字碼元選擇一個頻率字作為頻率控制字；函數信號發生單元，用于接收所述的頻率控制字，根據所述的頻率控制字生成頻移鍵控調制信號。本專利技術還提供一種頻移鍵控調制方法，所述的頻移鍵控調制方法包括:接收二進制的基帶信號，并將所述的基帶信號串并轉換為多進制的數字碼元；接收所述的數字碼元，根據所述的數字碼元選擇一個頻率字作為頻率控制字；接收所述的頻率控制字，根據所述的頻率控制字生成頻移鍵控調制信號。根據本專利技術實施例提供的頻移鍵控調制裝置及方法，基帶信號通過修改頻率控制字改變載波頻率，僅僅是相位累加器的累進幅度有改變，載波相位是連續的，不會因為旁瓣泄露造成占用較寬頻帶；不僅適用于函數信號發生器，對數據通信的FSK調制系統，也是有益的借鑒。FSK的調制方式、載波頻率、載波形狀均可靈活設置，擴展性好，無需為這些參數的變化而修改硬件電路，載波可以是任意波形，例如正弦波、方波等。只需增加相位累加器的位寬，可顯著提高載波頻率的分辨率，不局限于幾個被主時鐘整除的頻率；通過模擬電路的濾波器，可有效減小載波抖動。采用并行DDS(直接數字式頻率合成器，Direct DigitalSynthesizer)結構，可以增加載波頻率的上限。整個調制電路有利于數字實現，特別是FPGA(Field-Programmable Gate Array,現場可編程門陣列)實現。附圖說明此處所說明的附圖用來提供對本專利技術的進一步理解，構成本申請的一部分，并不構成對本專利技術的限定。在附圖中:圖1是現有技術提供的一種基于頻率轉換法的4FSK調制電路圖。圖2是本專利技術實施例提供的一種頻移鍵控調制裝置框圖。圖3是本專利技術實施例提供的映射單元201的框圖。圖4是本專利技術實施例提供的函數信號發生單元202的框圖。圖5是本專利技術實施例提供的一種頻移鍵控調制方法的流程圖。圖6是本專利技術實施例提供的步驟S503的流程圖。具體實施例方式為使本專利技術的目的、技術方案和優點更加清楚明白，下面結合實施方式和附圖，對本專利技術做進一步詳細說明。在此，本專利技術的示意性實施方式及其說明用于解釋本專利技術，但并不作為對本專利技術的限定。本專利技術實施例提供，以下結合附圖對本專利技術進行詳細說明。實施例一圖2是本專利技術實施例提供的一種頻移鍵控調制裝置框圖，如圖2所示，頻移鍵控調制裝置200包括:映射單元201，用于接收二進制的基帶信號，并將所述的基帶信號串并轉換為多進制的數字碼元。在本專利技術實施例中，映射模塊201，根據不同的FSK調制方式，將二進制的基帶信號串并轉換為多進制的數字碼元，并作為頻率字選擇單元202的選擇信號。調制方式可由軟件進行配置。基帶信號由用戶提供，可通過BNC(同軸電纜連接器)或者SMB(射頻同軸連接器)等連接器送給FPGA。頻率字選擇單元202，用于接收所述的數字碼元，根據所述的數字碼元選擇一個頻率字作為頻率控制字。在本專利技術實施例中，頻率字選擇單元202根據映射后的選擇信號，選擇一個頻率字作為DDS的頻率控制字。頻率字由軟件設置，如果是3FSK，軟件需要設置3個頻率字；如果是4FSK，需要設置4個頻率字。在調制開始前，軟件(通常是中央處理單元)將用戶要求的幾個頻率按照公式:輸出頻率=KX化/2分別轉換為頻率控制字，并將頻率字送給頻率字選擇單元202。在本專利技術實施例中，對于4FSK調制方式，將基帶信號的0、1碼元的每2個進行順序分組，得到總共四種碼元分組結果一00、01、10、11 ;不同的碼元選擇不同的頻率控制字，00對應于載頻f\，01對應于載頻f2，10對應于載頻f3，11對應于載頻f4。在本專利技術實施例中，3FSK調制方式略有不同，基帶信號的O碼元對應于載頻fl，l碼元交替的對應于載頻f2和載頻f3。也就是，O碼元被映射為00，I碼元交替的映射為01、10。當然，基帶信號的O、I碼元的位置也可以互換，I碼元被映射為00，O碼元交替的映射為OlUO0交替映射的是O碼元還是I碼元，可由軟件設置。函數信號發生單元203，用于接收所述的頻率控制字，根據所述的頻率控制字生成頻移鍵控調制信號。在本專利技術實施例中，頻率控制字決定了輸出信號的頻率，如果基帶信號能夠控制頻率控制字的切換，也就實現了 MFSK調制。函數信號發生單元203可以為基于DDS的任意函數發生器，其輸出頻率由基帶信號控制的頻率控制字決定。在本專利技術實施例中，無論3FSK、4FSK，還是更多頻率的MFSK，采用FPGA實現上述映射關系是比較容易的。圖3是本專利技術實施例提供的映射單元201的框圖，如圖3所示，映射單元201包括:調制方式設置模塊301，用于設置本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種頻移鍵控調制裝置，其特征在于，所述的頻移鍵控調制裝置包括：映射單元，用于接收二進制的基帶信號，并將所述的基帶信號串并轉換為多進制的數字碼元；頻率字選擇單元，用于接收所述的數字碼元，根據所述的數字碼元選擇一個頻率字作為頻率控制字；函數信號發生單元，用于接收所述的頻率控制字，根據所述的頻率控制字生成頻移鍵控調制信號。

【技術特征摘要】
1.一種頻移鍵控調制裝置，其特征在于，所述的頻移鍵控調制裝置包括: 映射單元，用于接收二進制的基帶信號，并將所述的基帶信號串并轉換為多進制的數字碼元； 頻率字選擇單元，用于接收所述的數字碼元，根據所述的數字碼元選擇一個頻率字作為頻率控制字； 函數信號發生單元，用于接收所述的頻率控制字，根據所述的頻率控制字生成頻移鍵控調制信號。2.根據權利要求1所述的頻移鍵控調制裝置，其特征在于，所述的映射單元還包括: 調制方式設置模塊，用于設置所述的映射單元的調制方式； 所述的映射單元根據所述的調制方式將所述的基帶信號串并轉換為多進制的數字碼J Li ο3.根據權利要求1所述的頻移鍵控調制裝置，其特征在于，所述的函數信號發生單元為基于DDS的任意函數發生器。4.根據權利要求1所述的頻移鍵控調制裝置，其特征在于，所述的映射單元將所述的基帶信號的O、I碼元的每2個進行順序分組，得到四種碼元分組結果，分別為00、01、10和11。5.根據權利要求1所述的頻移鍵控調制裝置，其特征在于，所述的函數信號發生單元包括: 時鐘模塊，用于提 供時鐘脈沖，所述的時鐘脈沖的頻率為fc ； 頻率控制字模塊，用于接收所述的頻率字選擇單元提供的頻率控制字K ； N位相位累加器模塊，用于累加所述的頻率控制字K，得到相碼； 相位寄存器模塊，用于對所述的相碼進行尋址； 波形內存模塊，用于對尋址后的相碼進行相碼-幅碼變換，得到不同的幅度編碼； 數模變換模塊，用于對所述的幅度編碼進行數模變換，得到階梯波； 模擬輸出電路模塊，用于對所述的階梯波進行處理，得到連續變化的輸出波形信號。6.根據權利要求5所述的頻移鍵控調制裝置，其特征在于，所述的模擬輸出電路模塊包括低通濾波器。7.根據權利...

【專利技術屬性】
技術研發人員：丁新宇，王悅，王鐵軍，李維森，
申請(專利權)人：北京普源精電科技有限公司，
類型：發明
國別省市：