任意波形發(fā)生器的設(shè)計(jì).pdf

1、信號(hào)源作為一種基本的電子設(shè)備,在通信、測(cè)量、科研及教學(xué)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。傳統(tǒng)的模擬信號(hào)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(shù)(DDS)的發(fā)展,市面上出現(xiàn)了用專用DDS芯片實(shí)現(xiàn)的信號(hào)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(jié)合實(shí)現(xiàn)的DDS與專用的DDS源相比,最大的特點(diǎn)是可以由用戶隨時(shí)更新波形數(shù)據(jù),從而實(shí)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(lǐng)域的應(yīng)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(xiàng)研究的主要工作是設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)這種可輸出任意波形的DDS模塊,并通過高速ARM單片機(jī)來傳遞用戶對(duì)DDS模塊的控制信息,從而實(shí)現(xiàn)了一個(gè)雙通道的任意波形發(fā)生器。本設(shè)計(jì)的獨(dú)特之處在于用單片機(jī)動(dòng)態(tài)配置FPGA,在節(jié)約硬件成本的同時(shí)增強(qiáng)系統(tǒng)保密性;充分利用FPGA的高速數(shù)字信號(hào)處理特性,實(shí)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(shí)現(xiàn)輸出幅度的精

3、細(xì)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(chǔ)上,提出了任意波形發(fā)生器的設(shè)計(jì)方案。以該設(shè)計(jì)方案為基礎(chǔ),介紹了系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì),并對(duì)高速信號(hào)進(jìn)行信號(hào)完整性分析。在硬件電路的基礎(chǔ)上,重點(diǎn)介紹了FPGA的內(nèi)部邏輯設(shè)計(jì)、DDS功能以及各種數(shù)字調(diào)制的實(shí)現(xiàn)方法。最后,根據(jù)系統(tǒng)的測(cè)試報(bào)告,表明該系統(tǒng)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
　　 本設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)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