基于FPGA的函数信号发生器的设计初稿.doc
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学科分类号:___________
湖南人文科技学院
专科生毕业设计
题目(中文): 函 数 信 号 发 生 器
(英文): Function signal generator
学生姓名:贺 海 学号
系 部: 通信与控制工程系
专业年级:电子信息工程技术2006级
指导教师: 田 汉 平
职 称: 副教授
湖南人文科技学院教务处制
摘 要
数信号发生器是各种测试和实验过程中不可缺少的工具,在通信、测量、雷达、控制、教学等领域应用十分广泛。不论是在生产、科研还是教学上,信号发生器都是电子工程师信号仿真实验的最佳工具,而且,信号发生器的设计方法多,设计技术也越来越先进。随着我国经济和科技的发展,对相应的测试仪器和测试手段也提出了更高的要求,信号发生器己成为测试仪器中至关重要的一类,因此开发信号发生器具有重大意义。但传统的信号发生器大多采用专用芯片或单片机或模拟电路,成本高或控制方式不灵活或波形种类较少等不能满足要求。
本课题的目的是研究函数信号发生器的设计方法,克服传统方法的缺点,以更好的方法设计出比较复杂的调频、调幅功能的信号发生器。本文采用直接数字合成(DDS)技术,以现场可编程门阵列(FPGA)作为硬件基础,设计函数信号发生器,直接数字频率合成(DDS)就是先将所需要产生的信号波形的一个周期的若干个样点的的二进制信息存储在波形存储器中,再通过硬件电路依次从波形存储器中读取出来。经数/模转换以及滤波后得到所需信号的波形,他的查表合成波形的方法可以满足产生任意波形的要求。本文在设计中,运用了Altera公司的FPIC6Q240C8芯片作为波形产生的主芯片。以及利用他的实际工具,如:QuartusⅡ6.0、MATLAB7.0/DSP Builder6.0并结合VHDL语言,为多种波形信号发生器的设计提供了一种比较简单的方法。根据各种波形产生的基本原理,利用MATLAB/DSP Builder建立数学模型,然后利用Altera公司提供的SignalCompiler工具对其进行编译,产生QuartusⅡ能够识别的VHDL源程序,利用该VHDL源程序结合一些附加控制程序,给出了函数信号发生器的顶层原理图,经过波形仿真后,下在到目标器件中。通过实验表明,该函数信号发生器可产生可调幅波、正弦波、方波、三角波、锯齿波、调频波等多种波形,而且各波形的频率和幅度可调,可根据用户需要进行现场可编程,达到了预定的要求。
关键词 直接数字合成;现场可编程门阵列;函数信号发生器;数/模转换器;DSP Builder
Abstract
The number signal generating device is in each kind of test and the experimental process the essential tool, in domain applications and so on the correspondence, survey, radar, control, teaching is extremely widespread.No matter is in the production, the scientific research or the teaching, the signal generating device all is electronic engineer the signal simulation experiment best tool, moreover, the signal generating device design method are many, the design technology more and more is also advanced.Along with our country economy and the technical development, the paraphrase should the measuring instrument and the test method also proposed a higher request, signal generating device oneself becomes in the measuring instrument a very important kind, therefore the development signal generating device has the grea
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