首页 > 技术 > 内容

简易FM信号解调的FPGA实现过程讲解

时间:2026-01-02  作者:Diven  阅读:0

FM解调需要去掉载波得到基带的信号,考虑到FM的特殊性,使用参考资料1中的小角度近似解调算法。

简单来说,FM信号采样后,进行下变频后,传统方法需要对正交分量和同相分量进行反正切及差分运算,这样在FPGA中实现起来相对来说复杂且耗费资源。改进的小角度近似解调法利用了FM的恒包络特性,角度相似原理,得到的解调公式如下:如此,仅需对信号进行延时,相乘再相减的操作,运算过程简化且使用频率提升,优缺点如下图所示:解调的整体过程还包括下变频过程,本工程为简化流程,未使用载波恢复进行频偏补偿。整体过程流程图如下:

下变频

使用NCO IP核,设置好对应中心频率的频率控制字即可,如下图,NCO输出预设频率的正弦波信号,NCO的设置可见参考资料2及上篇文章。将采样信号分为两路,分别与cos,sin信号相乘,如下图,乘法器的IP核需要注意数据类型,需要选择为有符号数,最好使用流水线结构,其如数据位宽根据实际需求设置:时域混频对应频域频谱搬移,需要使用滤波器滤除高频分量。滤波器的参数设置见参考资料3,设置好对应的采样频率,截止频率,滤波器系数位宽和输入位宽参数即可。如下图,信号通过滤波器:至此,下变频过程结束。

小角度近似解调

使用D触发器将下变频后的信号延迟一个时钟周期,按照上述提到的公式,进行对应的乘法,最后做减法即可。这块没什么可说的,基本上就是照着公式调用乘法/减法IP核,设置好对应参数,可能需要截位,截位见参考资料4。

整体结构搭建起来并不复杂,实际出来的信号效果还需要使用Signaltap II进行板上验证,并调整滤波器参数和截位得到最好的效果。

最终得到的效果如下:第二个是原始基带信号,最后一个就是解调的信号,可以看到还是有部分载波信号在,这是因为我们所使用的FPGA芯片l里的资源比较少,滤波器的阶数和系数位宽不能设置过大,省资源导致的,其次下变频的本振信号与信号载波之间可能存在频偏,未进行补偿操作。

FPGA型号:Altera Cyclone EP4CE10F17C8

猜您喜欢


选择合适的贴片电阻,工作温度是一个关键因素。一般来说,贴片电阻的耐温能力与其材质和封装工艺有关。市面上常见的贴片电阻,如厚膜电阻,其工作温度范围通常在-55℃至...
2024-11-29 10:26:24
工具包是集成多种工具和资源的集合,旨在满足特定任务或需求。通常包含各种功能强大的工具,能够帮助用户高效地完成工作。例如,在软件开发中,工具包可能包含编程语言的库...
2019-07-16 00:00:00
随着信息时代高新技术的飞速发展,人们对及时获取并显示各类信息的欲望日益强烈,对传播媒体的要求也越来越高。而LED显示屏以亮度高。功耗小。视角广。故障率低。组合灵...
2018-05-22 04:06:00
贴片电阻上的字母表示其阻值,解读方法如下:三位数字表示法: 前两位数字是有效数字,第三位数字表示10的几次方。例如,「472」 表示 47 × 10² Ω = ...
2025-04-14 15:04:03
电源模块/电源供应器在现代电子设备中是非常重要的配件。主要作用是将电网中的交流电转换为设备所需的直流电,确保设备能够稳定运行。无论是计算机、家电还是工业设备,电...
2018-11-30 00:00:00
固态电容是新型的电容器,其内部电介质采用固态材料,通常是导电高分子或金属氧化物。与传统的电解电容相比,固态电容具有更高的稳定性和可靠性,能够在更的温度范围内工作...
2015-12-02 00:00:00
贴片电阻作为电子元器件中的重要组成部分,受到越来越多工程师和厂家的关注。市场上贴片电阻品牌众多,其中“奥斯特(OST)”作为一个受到关注的品牌,因其优良的品质和...
2012-07-06 03:08:30
电阻作为基础且不可少的元件,其质量和性能直接影响电子设备的稳定性和寿命。富之光(FUJICON)作为知名的电子元器件品牌,其铝壳电阻因很好的品质和优良的性能受到...
2018-02-02 13:41:04
贴片电阻代码查询工具是一种电子工具,主要用于快速解读贴片电阻上的标识代码,从而确定其阻值、容差等参数。由于贴片电阻体积微小,无法直接标注完整的阻值信息,通常采用...
2024-11-29 10:26:03
本文介绍了紫外波前传感器在半导体检测中的应用。详细阐述了其在晶圆检测、芯片检测、封装检测以及光学元件检测中的具体应用。指出紫外波前传感器能够提供高精度的检测数据...
2024-05-30 12:00:00