» ГЛАВНАЯ > К содержанию номера
» Все публикации автора
Журнал научных публикаций
«Наука через призму времени»
Июль, 2020 / Международный научный журнал
«Наука через призму времени» №7 (40) 2020
Автор: Шабарчин Валентин Владиславович, Студент
Рубрика: Технические науки
Название статьи: Разработка амплитудного модулятора на базе программируемой логической интегральной схемы
Дата публикации: 05.07.2020
УДК 004.45
РАЗРАБОТКА
АМПЛИТУДНОГО МОДУЛЯТОРА НА БАЗЕ ПРОГРАММИРУЕМОЙ ЛОГИЧЕСКОЙ ИНТЕГРАЛЬНОЙ СХЕМЫ
Шабарчин Валентин Владиславович
студент
Аверченко
Артём Павлович
старший преподаватель
Омский государственный технический
университет, г. Омск
Аннотация.
При
передаче информации по радиоканалам используют различные виды модуляции.
Амплитудная модуляция - один из самых простых и распространённых способов
модуляции. В статье рассмотрена технология простейшего амплитудного модулятора
на программируемой логической интегральной схеме.
Ключевые
слова: амплитудная модуляция, программируемая логическая
интегральная схема, модулятор, верилог, простой
технология.
Амплитудной модуляцией (АМ) называют
образование сигнала путём изменения амплитуды гармонического колебания («несущей»)
пропорционально мгновенным значениям напряжения или тока другого, более низкочастотного
электрического сигнала (сообщения)[3, с.26]. Её можно описать с помощью формулы
(1).
В описываемой работе несущим и
информационным сигналами будут выступать два синуса разной частоты (частота
несущей на порядки больше частоты информационного сигнала). Амплитуда синусов
будет равна 255. Глубина модуляции m
-
0.25. В итоге, формула (1), после всех упрощений, примет вид формулы (2).
Чтобы не переполнять разрядную
сетку был введён параметр Up.
Переполнение не происходит, если выполняется условие (3).
На основании выше изложенного,
был написан код на языке Verilog HDL амплитудного модулятора, изображённый на
рисунке 1.
Рисунок
1.
Код амплитудного модулятора
Данный код реализует
амплитудную модуляцию двух синусоидальных сигналов, используя формулу (2).
Был спроектирован модуль, для генерации синусоидального
сигнала изображённый на рисунке 2.
Рисунок
2.
Код генератора синусоидального сигнала
Здесь частотой синуса выступает
частота тактовой схему, подключённого к порту «clk». При этом частота синусоиды
будет в 25 раз меньше частоты этой схемы.
Сам синусоидальный сигнал
формируется путём поочерёдного вывода значений из памяти. Значения берутся
каждый 15 градусов, начиная с нуля и заканчивая 90 градусами (включительно).
Полученные значения синусов были умножены на 255 и округлены в меньшую сторону.
Взаимосвязь двух вышеописанных
модулей показана на рисунке 3.
Рисунок
3.
Код модуля описания взаимодействий.
Конечный результат представляет
из себя модуль с двумя входами отвечающими за частоты
информационного и несущего сигнала и одним выходом, выдающий готовый результат
в виде сигнала с амплитудной модуляцией.
После компиляции и синтеза
проекта была составлена схема подключений из логических вентилей, изображённая
на рисунке 4.
Рисунок
4.
Синтезированная логическая схема
В ходе симуляции были получены
данные и по ним построен график амплитудно-модулированного сигнала изображённый
на рисунке 5.
Рисунок
5. Результаты моделирования амплитудного
модулятора
Данная статья выполнялась с
целью спроектировать амплитудный модулятор на базе программируемой логики.
Спроектированный модулятор был протестирован с использованием программных сред Quartus
II и Simulink.
Используя один сигнал как
несущее колебание, а другой - как информационный сигнал, данный модуль изменяет
амплитуду несущей, по закону изменения амплитуды информационного сигнала.
Список литературы:
- Стешенко, В.Б. ПЛИС фирмы ALTERA: проектирование устройств обработки сигналов / В.Б. Стешенко. - Москва: Додэка, 2000. — 128 с.
- Попок, А.Ю. Проектирование цифровых устройств с использованием ПЛИС / А.Ю. Лукаш. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2009. – 80 с.
- Горюнов А. Г. Телеконтроль и телеуправление: учебное пособие / С.Н. Ливенцов, Ю.А. Чурсин; Томский политехнический университет – Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2011. – 139 с.
- DE2-115 User Manual
Комментарии:
