任意波形發(fā)生器的設計.pdf

1、信號源作為一種基本的電子設備,在通信、測量、科研及教學領域有著廣泛的應用。傳統(tǒng)的模擬信號源輸出波形有限,且輸出頻率和幅度不穩(wěn)定。隨著直接頻率合成技術(DDS)的發(fā)展,市面上出現(xiàn)了用專用DDS芯片實現(xiàn)的信號源,其頻率分辨率和幅度精度高,但輸出波形單一。采用FPGA與高速DAC相結合實現(xiàn)的DDS與專用的DDS源相比,最大的特點是可以由用戶隨時更新波形數(shù)據(jù),從而實現(xiàn)任意波形輸出。不同類型任意波形在現(xiàn)代電子通信領域的應用越來越廣泛,因而任意波形

2、發(fā)生器需求量也越來越大。
　　 本項研究的主要工作是設計實現(xiàn)這種可輸出任意波形的DDS模塊,并通過高速ARM單片機來傳遞用戶對DDS模塊的控制信息,從而實現(xiàn)了一個雙通道的任意波形發(fā)生器。本設計的獨特之處在于用單片機動態(tài)配置FPGA,在節(jié)約硬件成本的同時增強系統(tǒng)保密性;充分利用FPGA的高速數(shù)字信號處理特性,實現(xiàn)了AM、FM、ASK、PSK等各種數(shù)字調(diào)制;通過FPGA控制外部串行DA,為高速DAC提供參考電壓,從而實現(xiàn)輸出幅度的精

3、細調(diào)節(jié)。
　　 論文在綜述任意波形發(fā)生器發(fā)展現(xiàn)狀的基礎上,提出了任意波形發(fā)生器的設計方案。以該設計方案為基礎,介紹了系統(tǒng)硬件電路的設計,并對高速信號進行信號完整性分析。在硬件電路的基礎上,重點介紹了FPGA的內(nèi)部邏輯設計、DDS功能以及各種數(shù)字調(diào)制的實現(xiàn)方法。最后,根據(jù)系統(tǒng)的測試報告,表明該系統(tǒng)達到設計要求。
　　 本設計實現(xiàn)了一個頻率分辨率為1uHz、頻率范圍為1uHz到20MHz、幅度范圍為2mVp-p到20Vp-p