EDA信号源设计报告.doc

EDA信号源设计 研究报告（论文） 实验要求： 使用VHDL语言设计一个输出波形可在正弦波，三角波，方波之间切换并且可以改变输出频率，幅度的信号源发生器。 设计思路及结果： 1 总体设计方案 系统控制模块、波形产生模块和D/A转换模块共同组成了信号发生器。 系统控制模块负责处理按键的读入和数码管的显示。 波形发生模块包括地址发生器（本次设计中选择了10位）和信号数据ROM，含有64个8位数据，波形发生模块产生三角波和正弦波作为D/A的输入。 D/A转换模块负责将输入的数字信号转换为模拟信号。 2、直接数字频率合成原理 直接数字频率合成技术是根据相位间隔对正弦信号进行取样、量化、编码，然后储存在EPROM中构成一个正弦查询表。频率合成时，相位累加器在参考时钟的作用下对时钟脉冲进行计数，同时将累加器输出的累加相位与频率控制字K预置的相位增量相加，以相加后的形成正弦查询表的地址；取出表中与该相位对应的单元中的幅度量化正弦函数值，经D／A转换器输出模拟信号，再经低通滤波器平滑得到符合要求的模拟信号。相位累加器的最大计数长度与正弦查询表中所存储的相位分隔点数相同，由于相位累加器的相位增量不同，将导致一周期内的取样点数不同，在取样频率(由参考时钟频率决定)不变的情况下，输出信号的频率也相应变化。n=10） 3、按键控制模块 按键读取模块设计思路：由于按键按下时有一段时间的低电平，而按下时A、B、C、D的输入键值始终是高电平，故可以通过在20M时钟的每个上升沿来检测按键输入端的电平变化，经过消抖后就可以判断是哪个按键按下。 4、按键处理和显示模块设计思路 外接的四个按键的分配： Key1、key2：数码管频率显示:key1频率增加，key2频率减小； Key3、key4：波形之间的切换（用ds7、ds8对应显示）； 5、波形产生模块 三角波和正弦波的顶层文件都在FPGA中实现，包含两个部分：ROM的地址信号发生器，由六位计数器担任；正弦数据ROM，由LPM_ROM模块组成。LPM_ROM底层是FPGA中的EAB或M9K等模块。 6、波形选择模块 7、编译产生框图 总体框图 dss_sanjiao dss_sin Sanjiao_room Sin_room 8、 D/A转换模块 这是一个同相求和运算电路 根据公式u0=Rf(ui1/R1+ui2/R2+ui3/R3+…)，可以计算出 R43=2*R44=4*R45=8*R46=16*R47=32*R48=64*R49=128*R50 R43=2*R42 因此可以选取 R40=1 kΩ R41=1 kΩ R42=1 kΩ R43=256kΩ(取240K) R44=128kΩ(取128K) R45=64 kΩ R46=32 kΩ(取30K) R47=16 kΩ R48=8 kΩ(取8.2K) R49=4kΩ(取3.9K) R50=2 kΩ 9、输出波形 正弦波，三角波，方波 三角波 方波 10位计数器 地址信号发生器 波数据存储ROM 8位D/A 波形选择器 正弦波 三角波 方波