8.9二进制振幅键控(ASK)调制器与解调器设计

注：a.基带码长等于载波f的6个周期。 b. 输出的调制信号y滞后于输入基带信号x一个clk时间。
ASK解调VHDL程序及仿真
ASK解调VHDL程序
--文件名：ASK2
--功能：基于VHDL硬件描述语言，对ASK调制信号进行解调
--最后修改日期：2004.2.12
library ieee;
--最后修改日期：2004.3.16
library ieee;
use ieee.std_logic_arith.all;
use ieee.std_logic_1164.all;
use ieee.std_logic_unsigned.all;
entity ASK is
port(clk :in std_logic;
signal f :std_logic;
--载波信号
begin
process(clk)
begin
if clk'event and clk='1' then
if start='0' then q<=0;
elsif q<=1 then f<='1';q<=q+1;
--改变q后面数字的大小，就可以改变载波信号的占空比
--系统时钟
start:in std_logic;
--开始调制信号
x :in std_logic;
--基带信号
y :out std_logic);
--调制信号
end ASK;
architecture behav of ASK is
signal q:integer range 0 to 3; --分频计数器
--if语句完成q的循环计数
elsif q=11 then q<=0;
--寄存x信号
signal m:integer range 0 to 5;
--计xx的脉冲数
begin
process(clk)
--对系统时钟进行q分频，
begin
if clk'event and clk='1' then xx<=x; --clk上升沿时，把x信号赋给中间信号xx
if start='0' then q<=0;
和 的交点的横坐标值，如 图中
，
称为最佳门限，经分析，得到
当信噪比 （即大信噪比）时，
ASK调制VHDL程序及仿真
ASK调制方框图
注：图中没有包含模拟电路部分，输出信号为数字信号。
ASK调制电路符号
ASK调制VHDL程序
--文件名：ASK.vhd
--功能：基于VHDL硬件描述语言，对基带信号进行ASK振幅调制
（ASK包络解调方框图）
发“1”码时的情况
包络检波器的输入 为，为信号加窄带 高斯噪声，输出为 信号加窄带高斯噪 声的包络，它服从 莱斯分布，如左图 所示。
其概率密度为
发“0”码时的情况
包络检波器输入为
，输出 则为的包络，
即噪声的包络，它服从瑞利分布，如上页图所示。
其概率密度为
与同步解调相似，为使误码率最小，判决电平应
8.9二进制振幅键控（ASK） 调制器与解调器设计
ASK调制方法
数字信号对载波振幅调制称为振幅键控 即 ASK（Amplitude－Shift Keying）。
ASK有两种实现方法： 1.乘法器实现法 2.键控法
1.乘法器实现法
乘法器实现法的输入是随机信息序列，经过 基带信号形成器，产生波形序列，乘法器用 来进行频谱搬移，相乘后的信号通过带通滤 波器滤除高频谐波和低频干扰。
种形式的受基带信号控制的电子开关来实现，代替电键产生
ASK信号，上图所示就是以数字电路实现键控产生ASK信号的实
例。该电路是用基带信号控制与非门的开闭，实现ASK调制，
产生
信号。
ASK解调方法有两种
1. 同步解调法 2. 包络解调法。
1.同步解调
同步解调也称相干解调，
信号经过带通滤波器
抑制来自信道的带外干扰，乘法器进行频谱反向搬
经过低通滤波器后，输出信号为x（t），
x（t）也是取样判决器的输入信号。 综合上面的分析，可得
下面讨论判决问题。 若没有噪声，上式简化为
此时判决电平取0～A的中间值A/2，大于A/2判为 “1”码，小于A/2判为“0”码。在无噪声时，判 决一定是正确的。
2.包络解调
包络解调是一种非相干解调
--同步信号
x :in std_logic;
--调制信号
y :out std_logic);
--基带信号
end ASK2;
architecture behav of ASK2 is
signal q:integer range 0 to 11; --计数器
signal xx:std_logic;
use ieee.std_logic_arith.all;
use ieee.std_logic_1164.all;
use ieee.std_logic_unsigned.all;
entity ASK2 is
port(clk :in std_logic;
--系统时钟
start :in std_logic;
elsif q=3 then f<='0';q<=0;
--改变q后面数字的大小，就可以改变载波信号的频率
else f<='0';q<=q+1;
end if;
end if;
end process;
y<=x and f;
--对基带码进行调制
end behav;
ASK调制VHDL程序仿真图及注释
带通滤波器的输出是振幅键控信号。
乘法器常采用环形调制器。
2.键控法
键控法是产生ASK信号的另一种方法。二元制ASK 又称为通断控制（OOK）。最典型的实现方法是 用一个电键来控制载波振荡器的输出而获得。
uASK (t)
（键控法产生ASK信号原理框图 ）
数字电路实现键控产生ASK信号的实例
为适应自动发送高速数据的要求，键控法中的电键可以利用各
移，以恢复基带信号。低通滤波器用来抑制相乘器
产生的高次谐波干扰。
（1）发“1”码时情况
发“1”码时，输入的ASK信பைடு நூலகம்为
，它能顺利
地通过带通滤波器。 为零均值的高斯白噪声，经
过带通滤波器后变为窄带高斯噪声，用 表示。
经过低通滤波器后，输出信号为x（t），
也就是取样判决器的输入信号。
（2）发“0”码时情况 发“0”码时，ASK信号输入为0，噪声仍然存在，