任意波形發(fā)生器脈沖合成模塊設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、任意波形發(fā)生器是一種通用信號(hào)發(fā)生器，可以輸出不同種類的函數(shù)波形及調(diào)制波形，被廣泛應(yīng)用于需要豐富多樣測試信號(hào)的場合。脈沖波形是任意波形發(fā)生器所能提供的重要波形之一，在數(shù)字電路設(shè)計(jì)、調(diào)試和測試中發(fā)揮著重要的作用。根據(jù)脈沖波形形狀的不同，可以分為矩形脈沖和非矩形脈沖。
　　本文針對任意波形發(fā)生器所采用的 DDFS技術(shù)在產(chǎn)生矩形脈沖時(shí)無法精確控制脈沖寬度的問題，在現(xiàn)有1GSPS任意波形發(fā)生器硬件架構(gòu)的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了一種高脈寬分辨率的脈沖合

2、成模塊，主要完成的工作如下：
　　1.分析比較了多相位延遲、動(dòng)態(tài)相位延遲、IODELAY模塊延遲三種數(shù)字式脈寬調(diào)節(jié)方案。針對脈寬分辨率小于100ps的指標(biāo)要求，提出利用Xilinx Kintex-7系列FPGA的IODELAY模塊來控制脈沖前沿觸發(fā)與脈沖后沿觸發(fā)信號(hào)間的延遲時(shí)間，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)高分辨率的脈寬調(diào)節(jié)指標(biāo)；針對脈沖重復(fù)頻率調(diào)節(jié)范圍寬、分辨率高的要求，通過任意波形合成模塊輸出頻率范圍40MHz-45MHz的可變時(shí)鐘，經(jīng)FPGA內(nèi)

3、部鎖相環(huán)十倍頻，提供給計(jì)數(shù)器來產(chǎn)生頻率范圍1μHz-20MHz的觸發(fā)信號(hào)，滿足脈沖重復(fù)頻率的指標(biāo)要求。
　　2.分析了脈沖邊沿調(diào)整的原理和技術(shù)，針對脈沖上升/下降時(shí)間調(diào)節(jié)范圍寬、需要分別調(diào)節(jié)的要求，采用兩個(gè)恒流源對電容進(jìn)行充放電的方法，實(shí)現(xiàn)了上升/下降沿時(shí)間分別精密調(diào)節(jié)；采用基于電容陣列電路的方案來實(shí)現(xiàn)在大范圍內(nèi)對矩形脈沖上升及下降沿時(shí)間的控制，通過對5個(gè)電容的組合控制，實(shí)現(xiàn)了上升/下降沿時(shí)間在2.5ns-1ms范圍調(diào)節(jié)的指標(biāo)。<

4、br>　　3.分析了數(shù)字積分、模擬積分、DDFS技術(shù)合成等三角波合成方案的優(yōu)缺點(diǎn)。針對三角波對稱性精密調(diào)節(jié)的要求，采用 DDFS技術(shù)合成三角波，通過改變?nèi)遣ㄉ仙?下降沿波形點(diǎn)數(shù)，實(shí)現(xiàn)了0.5％的三角波對稱性分辨率；將所提供的調(diào)制波波形數(shù)據(jù)映射到脈寬粗調(diào)和精調(diào)模塊中，動(dòng)態(tài)地改變脈沖寬度，實(shí)現(xiàn)具備內(nèi)/外部調(diào)制源可選擇的脈沖寬度調(diào)制波形。
　　通過測試，本文所設(shè)計(jì)的脈沖合成模塊可以產(chǎn)生矩形脈沖、三角波和脈沖寬度調(diào)制波形，其中矩形脈沖的