為什么要進行調制？

在進行無線通信時，基帶產生的信號需要通過天線發送出去，需要滿足一個條件，即欲發射信號的波長與天線的尺寸可比擬（通常認為天線尺寸應大于波長的十分之一），這個信號才能通過天線發射出去。

有一個音頻信號的頻率范圍為20Hz~20KHz，則其最小波長為

顯然，這么長的天線是不現實的，所以需要采取的方法是將基帶信號的頻率提升到一個較高的頻率，這個過程就叫調制，又叫“頻譜搬移”。

模擬調制

調制分為幅度調制、頻率調制、相位調制，其中后面這兩者為統稱角調制。

對應的英文也就是AM（Amplitude Modulation）、FM（Frequency）、PM（Phase）。AM、FM看起來很熟悉，收音機上都見過。

調制還需要一個載波，載波通常是正弦信號，讓載波的某個參量（或幾個）隨調制信號（原始信號）的變化而變化的過程成為調制。本篇先只介紹AM，即幅度調制。

調制也叫頻譜搬移，載波一般是頻率較高的正弦信號，類似于A地是裝載貨物，把貨物通過一個運輸工具從A地到B地，B地是卸載貨物。裝載可以理解為調制，運輸工具理解為載波，卸載理解為解調。這樣的例子不夠嚴謹但是可以幫助理解。

調制

f(t)為原始信號，coswt為載波，Sm(t)為已調信號

上述方法為調幅

解調

通常用相干解調法

數字調制

利用模擬調制來理解調制的原理，目前主要應用都是數字調制。

使得載波的某個分量隨數字基帶信號的變化而變化的過程或方式稱為數字調制。

幅度調制對應幅移鍵控（ASK）， Amplitude Shift Keying

頻率調制對應頻移鍵控（FSK）， Frequency Shift Keying

相位調制對應相移鍵控（PSK）， Phase Shift Keying

本文要設計的是基于FPGA的2ASK，即二進制幅移鍵控，BASK。

利用二進制信號0和1來控制載波的幅度，載波在調制信號0或1的控制下或通或斷。OOK即通斷鍵控（On Off Keying）

MATLAB實現

clear allclose all N=2^20; dt=0.001; %ms df=1/(N*dt); %KHz T=N*dt; %截短時間 Bs=N*df/2; %系統帶寬 t=linspace(-T/2,T/2,N); %時域橫坐標 f=linspace(-Bs,Bs,N)+eps; %頻域橫坐標 fm=1; %模擬基帶信號頻率為1kHz fc=6; %余弦載波信號頻率為6kHz mt=cos(2*pi*fm*t); %模擬基帶信號 m(mt>0)=1; %發送比特m(mt<0)=0;c=cos(2*pi*fc*t); %余弦載波信號 s=m.*c; %ASK已調信號 點乘表示兩個矩陣對應位置元素相乘subplot(2,1,1) plot(t,m,'LineWidth',1.2)title('輸入信號');axis([-1,+1,-0.2,1.2*max(m)]) xlabel('t (ms)')ylabel('s(t) (V)') subplot(2,1,2) plot(t,s,'LineWidth',1.2) title('2ASK調制后波形');axis([-1,+1,1.2*min(c),1.2*max(c)]) xlabel('t (ms)')ylabel('s(t) (V)')

?上述MATLAB涉及到的部分陌生函數，下面鏈接有MathWorks官網詳解

MATLAB 運算符和特殊字符

MATLAB axis函數

MATLAB linspace函數

Verilog實現

本設計調用了Vivado自帶的DDS Compile IP Core，生成了一個0.625MHz的余弦信號，正弦和余弦其實在工程上貌似都叫正弦，二者只是相位不同而已。將基帶信號與載波相乘即可得到調制信號，對于數字調制而言就是用鍵控代替相乘，所以用一個選擇器來進行通斷鍵控操作。

由撥碼開關輸入8bit的數據，轉為串行信號模擬基帶信號輸入，發送bit由低到高。最后通過一個二選一選擇器數據ASK調制波形。