基于SoPC的双边带调幅波系统设计

摘要：针对双边带调幅波系统的一些具体问题，如提高速度、降低成本等，应用QuartusⅡ和NiosⅡ软件工具，在SoPC环境下利用FPGA(ALTERA EP2A35F48418)芯片构建DDS信号，设计双边带调幅波系统，该系统具有调频、调相和调幅功能，参数便于调节。重点阐述系统设计方案、硬件实现、主要单元设计，并对整个系统进行仿真，测试结果符合设计要求。由于采用了SoPC系统，该系统具有较高的工作速度、集成度和灵活性，值得推广应用。
关键词：SoPC；NiosⅡ；DDS；DSB

0 引言
调幅就是用低频调制信号去控制高频波信号的振幅。经过振幅调制的高频载波称为调幅波，它保持着高频载波的频率特性，但包络线的形状和信号波形相似。产生调幅波的主要方法是利用波形合成技术。目前波形合成技术主要有两种通用的方法，一种是使用专用的数字频率合成DDS芯片，另一种是基于SoPC的解决方案。专用DDS芯片的功能比较多，但控制方式固定、不灵活。而在FPGA芯片上利用DDS信号可以很容易地实现各种比较复杂的调频、调相和调幅信号，具有良好的实用性。

1 DSB的基本原理与调制模型
当调制信号为单频信号时，若设调制信号为uΩ(t)=UΩmcosΩt，载波信号为uc(t)=Ucmcosωct，通常要求ωc>>Ω，则双边带调幅信号的数学表示式为：

式中：A为乘积电路的电路常数；AUΩmUcmcosΩt为双边带调幅信号的振幅，它与调制信号成正比。
双边带调幅信号由图1所示框图来实现，其核心部分在于实现调制信号与载波相乘。

2 系统具体设计
2．1 硬件电路
2．1．1 DDS信号源
双边带调幅波的调制模型中的载波和调制波是通过DDS信号源实现的。其DDS结构原理图如图2所示，DDS是由频率合成器、相位累加器、波形ROM、D／A转换器和低通滤波器LPF构成。