AM调制解调原理是什么？

一、FPGA工程搭建

1.采用的是Basys3开发板，芯片型号为：xc7a35tcpg236-1
2.调用block ram，生成IP，ram位宽为8bit，深度为1024.
3.采用matlab生成波形文件：

%---------------------------------%
width = 8;                %设置bram的位宽
depth = 1024;   %设置bram的深度
%---------------------------------%
x=linspace(0,2*pi,depth);       %在一个周期内产生depth个采样点
y_cos=cos(x);                   %生成余弦函数
%y_cos=sin(x);                  %生成正弦函数
%y_cos=round(y_cos*(2^(width-1)-1))*2^(width-1)-1;  %将数据转换成整数，生成无符号数
y_cos=round(y_cos*(2^(width-1)-1));                 %将数据转换成整数，生成有符号数


plot(x,y_cos);                  %绘图


fid = fopen('C:Users10242Desktop2018_1_21_DDScos_8_1024_signed.coe','wt');


fprintf(fid,'memory_initialization_radix = 10;n');
fprintf(fid,'memory_initialization_vector = ');
for i = 1 : depth
    if mod(i-1,8)==0
        fprintf(fid,'n');
    end
    fprintf(fid,'%6d,',y_cos(i)) ;
end


fclose(fid);                    %关闭文件










4.正弦波代码生成编写

module dds_cos(
        input                                                clk,
        input                                                rst_n,
        output        reg        [7:0]                        cos_a,
        output        reg        signed        [7:0]        cos_b
);


//---------------------------------------//
//FreqWord = 2^32 * freq  / sysclk
parameter freq_a                         = 32'd4294967;         //----->100k               
parameter freq_b                         = 32'd42949673;        //----->1M


parameter cnt_width                 = 8'd32;
parameter rom_addr_width        = 10;
//---------------------------------------//


//---------------------------------------//
reg                [cnt_width-1:0]                        cnt_a;
reg                [cnt_width-1:0]                        cnt_b;
wire         [rom_addr_width-1:0]        addr_a;
wire        [rom_addr_width-1:0]        addr_b;
always @(posedge clk or negedge rst_n) begin
        if(!rst_n)        begin
                cnt_a <= 0;
                cnt_b <= 0;
        end
        else        begin
                cnt_a <= cnt_a + freq_a;
                cnt_b <= cnt_b + freq_b;
        end
end


assign        addr_a = cnt_a[cnt_width-1:cnt_width-rom_addr_width];
assign        addr_b = cnt_b[cnt_width-1:cnt_width-rom_addr_width];
//------------------------------------------//


//-------------调用ROM核---------------------//
wire        signed        [7:0]        cos_a_r;
wire        signed        [7:0]        cos_b_r;


ROM                        ROM_inst(
  .clka                (clk),
  .addra        (addr_a),
  .douta        (cos_a_r),
  .clkb                (clk),
  .addrb        (addr_b),
  .doutb        (cos_b_r)
);
//-------------------------------------------//


//-------------------------------------------//
always @(posedge clk or negedge rst_n) begin
        if(!rst_n)        begin
                cos_a <= 0;
                cos_b <= 0;
        end
        else        begin
        //加128会将有符号数据变为无符号数据；
        //正常ILA看波形数据时都是看有符号数据才是正弦波，DA识别的也是有符号数据；
        //但是有时候数据在进行处理时是进行无符号数据的处理，此时就需要加128
                cos_a <= cos_a_r + 8'd128;
                cos_b <= cos_b_r;
        end
end


endmodule
二、AM调制原理

1.A0是一个直流分量，m(t)是需要调制的信号（AD采样进来的信号）,cos(wt)是载频（10M、50M的那种，FPGA内部产生的正弦波），载频是一个有符号型的





2.直流分量是有要求的，要求必须大于信号的1/2峰峰值，使得加入直流分量后整个信号都在x轴上方。否则解调出来的会不对，造成失真。





3.包络解波：
模拟电路的方法是：一个二极管加一个电阻、电容实现的包络解波。
数字电路的方法是：接收到信号进行取绝对值，将负信号转为正信号，然后经过低通滤波器将载频滤掉。





4.频域分量有一个w+wc和一个w-wc，解调的时候滤波器的截至频率要低于w-wc





三、FM调制原理

FM与AM的非官方定义：
AM：载波 幅度 随着调制信号 频率 的变化而变化；
FM：载波 频率 随着调制信号 幅度 的变化而变化；
1.




















2.FM：载波 频率 随着调制信号 幅度 的变化而变化…过程解析：
当调制信号的幅值为0时，载波的频率等于原载波的频率；
当调制信号的幅值为+1/2峰峰值时，载波的频率小于原载波的频率；
当调制信号的幅值为正峰值时，载波的频率达到最小；
当调制信号的幅值为负峰值时，载波的频率达到最大；





3.例子：
(图片中2的14次方与2的n次方，需要注意)，下图可以理解为一个14bit的AD，采集一个50khz的正弦波数据。最终得出来得N为在任意时刻得频率控制字
FreqWord = 2^32 * freq / sysclk





所以：freq_word为载波的频率控制字，N为任意时刻的频率控制字





4.解调