多通道模數(shù)匹配任意波形產(chǎn)生系統(tǒng)的設計與實現(xiàn).pdf

1、隨著電子系統(tǒng)所需要的激勵信號日趨多樣化和復雜化，產(chǎn)生特定波形的信號發(fā)生器往往難以滿足研發(fā)和測試需求，而任意波形產(chǎn)生系統(tǒng)（Arbitrary Waveform Generator，AWG）因其高度的靈活性和可以產(chǎn)生任意復雜波形的優(yōu)點越來越受到工程技術人員的青睞。目前，以Agilent（安捷倫）、Tektronix（泰克）和RIGOL（北京普源精電）為代表的國內(nèi)外儀器生產(chǎn)商都在加大投入AWG的研發(fā)，并開發(fā)出了相應產(chǎn)品。但是這些產(chǎn)品普遍存在價

2、格高、輸出通道少、僅提供模擬輸出等缺點，從而限制了AWG的應用。
　　本文以現(xiàn)場可編程門陣列（Field Programmable Gate Array，F(xiàn)PGA）器件為核心配合D/A轉(zhuǎn)換電路和電平轉(zhuǎn)換電路實現(xiàn)了10通道任意模擬波形產(chǎn)生模塊，64通道任意數(shù)字序列產(chǎn)生模塊以及任意模數(shù)通道的同步模塊。系統(tǒng)的絕大多數(shù)設計都采用Verilog硬件描述語言在FPGA內(nèi)部實現(xiàn)，從而減少系統(tǒng)整體硬件的體積和復雜度，所做的工作如下：
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3、1）以直接數(shù)字合成（Direct Digital Synthesis，DDS）技術為基礎，通過對比分析DDS技術的兩種結(jié)構——直接數(shù)字波形合成（Direct Digital Wave Synthesis，DDWS）和直接數(shù)字頻率合成（Direct Digital Frequency Synthesis，DDFS）的優(yōu)缺點，整合兩種結(jié)構的優(yōu)點，實現(xiàn)了產(chǎn)生任意模擬波形的功能設計。而對于任意數(shù)字序列的產(chǎn)生，主要通過產(chǎn)生高精度的時間信號，控制數(shù)

4、字通道使其輸出信號可在一定時間內(nèi)的任意時刻進行跳變，從而實現(xiàn)滿足任意時序的數(shù)字序列的產(chǎn)生。
　?。?）制定了系統(tǒng)和PC端上位機通信的協(xié)議，并在FPGA內(nèi)部設計了數(shù)據(jù)幀解析電路，使得各通道控制電路可以準確獲取本通道的數(shù)據(jù)。同時還在FPGA內(nèi)部設計了任意模數(shù)通道的同步控制電路。
　?。?）給出了系統(tǒng)各功能模塊的測試方案，從測試結(jié)果可以看出，10個模擬通道都能產(chǎn)生正弦波、三角波、方波等常規(guī)波形，還能產(chǎn)生通過PC機上的波形編輯工具繪