基于CPLDFPGA的低频信号发生器设计 .doc

基于CPLD/FPGA的低频信号发生器设计 摘要 在现代通讯和电子技术的研究及应用领域中，常常需要高精度的信号源。随着技术的发展，高密集度，高精度、高稳定度的通信频率越来越被社会需要，因而也显得更加重要。 本课题的研究基于CPLD/FPGA的低频信号发生器的设计方案和具体实现。按照电子设计自动化开发流程，采用VHDL语言对CPLD/FPGA进行编程来实现信号发生器功能。用VHDL语言编写波形发生器的代码，进行了时序仿真，在逻辑综合工具QuartusⅡ下进行了综合试验，仿真波形，符合设计要求，并编程下载到芯片EPM240T100C5，经D/A转换器DAC0832将波形数据转换成模拟数据，再通过低通滤波器输出,并且可以能在示波器上观察到一定频率可调的正弦波信号。 关键词：CPLD；FPGA；VHDL；D/A转换器；正弦信号发生器 Design of the Low Frequency Signal Generator Based on CPLD/FPGA Abstract In the modern communication and electronic technology research and application field, often need high signal. With the development of technology, high concentration, high precision, high stability and social communication frequency was also need to be more important. This topic of research based on CPLD/FPGA frequency signal generator design and realization. According to the electronic design automation development process and using of language VHDL CPLD/FPGA for programming to realize the function signal generator. Use the waveform generator VHDL language writing code, the timing of the simulation, the module in logic synthesis QuartusⅡtools for the comprehensive test, simulation, and embedded waveform, fully comply with the design requirements and programming to chip, the EPM240T100C download D/A converter DAC0832 will waveforms converted into analog data, through the low-pass filter output. And can observe in the oscilloscope certain frequency adjustable sine wave. Keywords: CPLD, FPGA, VHDL, D/A Converter, Sine Signal Generator 引言 现代电子、计算机和信号处理等技术的发展，极大的促进了数字化技术在电子测量仪器中的应用，使原有的模拟信号处理逐步被数字信号处理所代替，从而扩充了仪器信号的处理能力，提高了信号测量的准确度、精度和变换速度，克服了模拟信号处理的诸多缺点，数字信号发生器随之逐渐发展起来。目前数字调制信号发生器的基础就是直接数字合成技术，用高速存储器做查询表，通过数字形式存入的波形，由高速数/模转换器产生所需要的信号。 采用高精度数字芯片设计数字信号发生器则成为当前比较流行的方式。可编程逻辑器件有FPGA(现场可编程门阵列)与CPLD(复杂可编程逻辑器件)，而最典型的数字芯片是Xi1inx公司的FPGA器件系列和Altera公司的CPLD器件系列。 本实验中也是以CPLD为核心，采用直接数字合成技术，以VHDL为开发语言，辅以必要的模拟电路，构成一个波形稳定的信号发生器。 DDS的原理 直接数字频率合成(DDS)技术是从相位概念出发，直接对参考正弦信号进行抽样，得到不同的相位，通过数字计算技术产生对应的电压幅度，最后滤波平滑输出所需频率。下面，通过从相位出发的正弦函数产生描述DDS的概念。 图2-1表示了半径R为1单位圆