基于FPGA的相位连续的2FSK信号的设计与实现

摘 要： 传统的2FSK调制方法产生的信号频率稳定度不高或容易产生过多杂波，为了克服这两种不足，在传统调制方法的基础上，基于FPGA芯片，采用分频与波形生成分开的方法和DDS技术，设计了一种既能保持相位始终连续、两种频率直接切换、频率稳定度高的数字式2FSK调制方法。经过实际电路验证，能够有效避免杂波产生，提高信号传输的稳定性和识别率。

关键词： 2FSK； FPGA； 调制方法； 相位连续

中图分类号： TN911.72⁃34 文献标识码： A 文章编号： 1004⁃373X（2013）09⁃0079⁃03

0 引 言

数字信号的传输是数字通信系统设计中的关键一环。数字基带信号往往难以在远距离的信道中直接传输，因此需要在信号发送端用数字基带信号控制载波，把数字基带信号调制为带通信号，在接收端通过解调器把带通信号解调为基带信号，实现远距离数字信号传输。

数字信号只包含‘0’和‘1’，因此，二进制数字调制是数字信号调制常用的调制方式，常见的有二进制振幅键控（2ASK）、二进制频移键控（2FSK）、二进制相移键控（2PSK）[1]。其中，2FSK信号是采用两个不同频率的正弦波载波分别代表‘1’和‘0’，这样通过远距离传输时信号电压会产生衰减，但频率基本不会发生改变，是一种比较常用的调制方式。

本文结合传统的2FSK调制方法，基于FPGA设计了一种两种调制频率间无相位跳变的2FSK信号调制方法，减少杂波干扰，更有利于信号的可靠传输。

1 传统的2FSK调制方法

通常情况下，进行2FSK调制使用的方法是直接调频法和频率键控法。

直接调频法（又称模拟调频法）：当基带信号为‘1’时，改变振荡器谐振回路参数，产生振荡频率为[f1]，当基带信号为‘0’时，改变振荡器谐振回路参数，产生频率[f2]，这种方法实现简单，但频率稳定度不高，同时转换速率不能太快。

频率键控法：本身有两个独立的振荡器，数字基带信号控制转换开关，选择不同频率的高频振荡信号实现2FSK调制，这种方法产生的频率间没有过渡，转换速度快，波形好，但相位经常不连续，会产生很多不必要的杂波，影响正常信号的传输[2]。

2 相位连续的2FSK信号的设计

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