具有雙重結構的多通道任意波形發(fā)生器研究.pdf

1、任意波形發(fā)生器廣泛應用于數(shù)字電視，航空航天等領域。目前大多數(shù)任意波形發(fā)生器主要采用DDS技術實現(xiàn)，該技術從相位的角度出發(fā)進行頻率合成，具有頻率分辨率高、相位精確、頻率捷變等諸多優(yōu)點，因而得到廣泛應用。隨著電子技術的發(fā)展及應用需求的提高，對信號質量的要求越來越高，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域的應用需求。
　　本研究提出了一種具有雙重結構的多通道任意波形發(fā)生器設計，該設計具有 DDS輸出及數(shù)據(jù)順序輸

2、出功能，以滿足波形發(fā)生器的寬范圍應用。本設計主要包括：DDS輸出模塊、數(shù)據(jù)順序輸出模塊、人機交互模塊、通信模塊和模擬電路等模塊?；贒DS原理采用FPGA（Field－Programmable Gate Array，現(xiàn)場可編程邏輯門陣列）構建 DDS頻率合成器，對 FPGA內部 RAM塊進行整合，建立數(shù)據(jù)查找表單元，通過間隔尋址數(shù)據(jù)查找表以輸出波形數(shù)據(jù)，實現(xiàn) DDS信號輸出；利用 DDS頻率合成技術產生數(shù)據(jù)順序輸出模塊的數(shù)據(jù)輸出時鐘，采

3、用 SDRAM作為數(shù)據(jù)順序輸出的數(shù)據(jù)存儲器，根據(jù)輸出時鐘逐個輸出波形數(shù)據(jù)，并通過改變數(shù)據(jù)輸出時鐘來控制信號輸出頻率，實現(xiàn)頻率可調的數(shù)據(jù)順序輸出；利用 FPGA構建人機交互模塊的彩色液晶顯示驅動單元，并驅動片外顯示緩存 SRAM，基于 STM32F407進行人機交互界面設計，通過觸摸單元識別用戶操作，完成人機交互模塊的設計；采用 STM32F407外接 USB3300作為 USB通信單元以實現(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，完成兩個核心控制器之間的數(shù)據(jù)及控制命令傳輸；通過 D/A轉換電路、幅度調節(jié)電路和濾波電路等，對信號進行調理和轉換，實現(xiàn)模擬電路設計。通過對雙重結構的任意波形發(fā)生器的功能及性能測試實驗表明：該任意波形發(fā)生器可以實現(xiàn)多通道任意波形輸出，幅度調節(jié)范圍可以達到0Vpp~20Vpp。DDS最大輸出頻率達到10MHz，且具有良好的頻率調節(jié)特性；數(shù)據(jù)順序輸出最大輸出頻率可以達到5MHz，相對DDS輸出具有較好