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《基于fpga的波形發(fā)生器》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、基于FPGA的數(shù)字波形發(fā)生器作者：張清明林杰文方艾指導(dǎo)老師：王彥黃智偉摘要：系統(tǒng)基于FPGA設(shè)計，VHDL編程實現(xiàn)。系統(tǒng)集成于一片Xilinx公司的SpartanⅡ系列XC2S100-PQ208芯片上，核心技術(shù)是直接數(shù)字頻率合成技術(shù)，其中包括固定分頻器，正弦波合成器，三角波、矩形波、鋸齒波發(fā)生器，波形選擇模塊，鍵盤控制模塊，它們輸出的8位數(shù)據(jù)通過D/A轉(zhuǎn)換并經(jīng)功率放大后即得所需波形，通過改變相位步進(jìn)可調(diào)頻率，通過改變D/A電阻網(wǎng)絡(luò)的基準(zhǔn)電壓可調(diào)幅度。系統(tǒng)的頻率范圍寬，可從10Hz到10kHz之間
2、等步進(jìn)調(diào)節(jié)，最小步進(jìn)10Hz，幅度和頻率精度高。關(guān)鍵字：現(xiàn)場可編程邏輯門陣列直接數(shù)字頻率合成數(shù)模轉(zhuǎn)換Abstract:ThesystemisimplementedbyprogrammedwithVHDLbaseonFPGA.thesystemwhosebasictechniqueisDDFS(DirectDigitalFrequencySynthesis)isintegratedintoaXilinx’sSpartanⅡXC2S100-PQ208FPGAchipthatconsistedofaf
3、requencydivider,asinewavesynthesizer,atriangularwave,rectangularwaveandsawtoothwavegenerator,awaveselectingmoduleandakeyboardmodule.The8-bitoutputdataoftheFPGAareconvertedbyaD/ACandthenamplified.Byalteringthephaseincrement,thefrequencyoftheoutputwave
4、canbechanged.ByalteringthereferencevoltageoftheD/ACresistances,theamplitudeoftheoutputwavecanbeadjusted.Thesystemhasawidefrequencyrangeandisabletostepevenlywiththeminimumof10Hz.Thefrequencyandtheamplitudeareinhighaccuracy.Keywords:FPGADDFSD/AC初稿：Augu
5、st13,2003最后修改：September23,2003目錄第一章方案比較與論證……………………………………….31.1總體方案設(shè)計………………………………………………….31.2波形數(shù)據(jù)的產(chǎn)生………………………………………………..31.3頻率調(diào)節(jié)………………………………………………………..31.4幅度調(diào)節(jié)………………………………………………………..31.5總體設(shè)計………………………………………………………..3第二章單元電路設(shè)計………………………………………….42.1波形合成器的設(shè)
6、計……………………………………………...42.2頻率與幅度調(diào)節(jié)的原理及實現(xiàn)………………………………...42.3波形選擇模塊與鍵盤控制模塊設(shè)計…………………………...52.4FPGA接口與數(shù)模轉(zhuǎn)換電路設(shè)計………………………………..5第三章軟件設(shè)計……………………………………………….53.1正弦波合成器設(shè)計..…………………………………………….53.2三角波、矩形波、鋸齒波發(fā)生器…………………………………..63.3波形選擇模塊………………………………………………..….63.4鍵盤控制
7、模塊………………………………………………...…6第四章系統(tǒng)測試…………………………………………....…..6第五章結(jié)論……………………………………………….….....7參考文獻(xiàn)…………………………………………….……………7附錄…………………………………………………………….…8一、方案比較與論證1.1總體方案設(shè)計方案一：采用鎖相環(huán)鎖定頻率，穩(wěn)定度和精確度高，但是頻率調(diào)節(jié)不便且調(diào)節(jié)范圍小，只能得到方波和正弦波，對其它波形需外加整型電路，使得系統(tǒng)復(fù)雜。方案二：采用直接數(shù)字頻率合成，用單片機(jī)作
8、為核心控制部件，能達(dá)到較高的要求，實現(xiàn)各種波形輸出，但受限于運算位數(shù)及運算速度，產(chǎn)生的波形往往需通過濾波器才能達(dá)到滿意效果，并且頻率可調(diào)范圍小，很難得到較高頻率。方案三：采用直接數(shù)字頻率合成，用FPGA器件作為核心控制部件，精度高穩(wěn)定性好，得到波形平滑，特別是由于FPGA的高速度，能實現(xiàn)較高頻率的波形。控制上更方便，可得到較寬頻率范圍的波形輸出，步進(jìn)小。因此采用方案三。1.2波形數(shù)據(jù)的產(chǎn)生：方案一：使用VisualC++計算正弦波及指定函數(shù)波的N點采樣值，然后寫入到ROM中待用。方案二：使用Ma
