具有雙重結(jié)構(gòu)的多通道任意波形發(fā)生器研究.pdf

1、任意波形發(fā)生器廣泛應(yīng)用于數(shù)字電視，航空航天等領(lǐng)域。目前大多數(shù)任意波形發(fā)生器主要采用DDS技術(shù)實(shí)現(xiàn)，該技術(shù)從相位的角度出發(fā)進(jìn)行頻率合成，具有頻率分辨率高、相位精確、頻率捷變等諸多優(yōu)點(diǎn)，因而得到廣泛應(yīng)用。隨著電子技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用需求的提高，對(duì)信號(hào)質(zhì)量的要求越來(lái)越高，而 DDS輸出頻譜中含有較多雜散分量，不能很好地滿足一些特殊領(lǐng)域的應(yīng)用需求。
　　本研究提出了一種具有雙重結(jié)構(gòu)的多通道任意波形發(fā)生器設(shè)計(jì)，該設(shè)計(jì)具有 DDS輸出及數(shù)據(jù)順序輸

2、出功能，以滿足波形發(fā)生器的寬范圍應(yīng)用。本設(shè)計(jì)主要包括：DDS輸出模塊、數(shù)據(jù)順序輸出模塊、人機(jī)交互模塊、通信模塊和模擬電路等模塊。基于DDS原理采用FPGA（Field－Programmable Gate Array，現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯門陣列）構(gòu)建 DDS頻率合成器，對(duì) FPGA內(nèi)部 RAM塊進(jìn)行整合，建立數(shù)據(jù)查找表單元，通過(guò)間隔尋址數(shù)據(jù)查找表以輸出波形數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn) DDS信號(hào)輸出；利用 DDS頻率合成技術(shù)產(chǎn)生數(shù)據(jù)順序輸出模塊的數(shù)據(jù)輸出時(shí)鐘，采

3、用 SDRAM作為數(shù)據(jù)順序輸出的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，根據(jù)輸出時(shí)鐘逐個(gè)輸出波形數(shù)據(jù)，并通過(guò)改變數(shù)據(jù)輸出時(shí)鐘來(lái)控制信號(hào)輸出頻率，實(shí)現(xiàn)頻率可調(diào)的數(shù)據(jù)順序輸出；利用 FPGA構(gòu)建人機(jī)交互模塊的彩色液晶顯示驅(qū)動(dòng)單元，并驅(qū)動(dòng)片外顯示緩存 SRAM，基于 STM32F407進(jìn)行人機(jī)交互界面設(shè)計(jì)，通過(guò)觸摸單元識(shí)別用戶操作，完成人機(jī)交互模塊的設(shè)計(jì)；采用 STM32F407外接 USB3300作為 USB通信單元以實(shí)現(xiàn)本系統(tǒng)與PC之間波形數(shù)據(jù)的傳輸，基于FPGA與

4、STM32F407之間的FSMC通信總線，完成兩個(gè)核心控制器之間的數(shù)據(jù)及控制命令傳輸；通過(guò) D/A轉(zhuǎn)換電路、幅度調(diào)節(jié)電路和濾波電路等，對(duì)信號(hào)進(jìn)行調(diào)理和轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)模擬電路設(shè)計(jì)。通過(guò)對(duì)雙重結(jié)構(gòu)的任意波形發(fā)生器的功能及性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)表明：該任意波形發(fā)生器可以實(shí)現(xiàn)多通道任意波形輸出，幅度調(diào)節(jié)范圍可以達(dá)到0Vpp~20Vpp。DDS最大輸出頻率達(dá)到10MHz，且具有良好的頻率調(diào)節(jié)特性；數(shù)據(jù)順序輸出最大輸出頻率可以達(dá)到5MHz，相對(duì)DDS輸出具有較好