FPGA的数字信号发生器设计.docVIP

基于FPGA的数字信号发生器设计 摘 要 数字信号发生器是数字信号处理中不可缺少的调试设备，在生产生活中的应用非常广泛。本文所设计的内容就是基于Altera公司的现场可编程门阵列（FPGA）实现数字信号发生器的设计，FPGA具有密度高，功耗低，体积小，可靠性高等特点，设计时可以不必过多考虑具体硬件连接；本设计中应用VHDL硬件描述语言进行描述，使该数字信号发生器可以产生正弦波、方波、三角波、锯齿波四个独立的波形，并能对所产生的四种波形的频率和幅度进行调节。 关键词：直接数字频率合成；数字波形发生器；FPGA；DDS；VHDL Design Of FPGA-based Digital Signal Generator Yang Chunjian (College of Physics Science and Information Engineering, Jishou University,Jishou Hunan 416000) Abstract Digital signal transmitter as a test facility is an important part of information processing system. In the production of a wide range of application of life. This content is designed by Altera, based on field programmable gate array (FPGA) design of digital signal generator, FPGA has a high density, low power consumption, small size, high reliability, can not have too much to consider wher designing specific hardware connection; the design of the application of VHDL hardware description language to describe, so that the digital signal generator can produce sine, square, triangle, sawtooth waveforms of four independent,and is able to produce four waveforms by the frequency and amplitude adjustment. Key words：Direct Digital Frequency Synthesis；Digital Waveform Generator; FPGA;DDS;VHDL第一章 绪 论 1 1.1 背景与意义 1 1.2 国内外发展现状 1 第二章 相关资料 3 2.1 DDS技术 3 2.2 FPGA简介 4 2.3 VHDL简介 5 2.4 QuartusⅡ简介 7 第三章 系统硬件电路设计 9 3.1 数字信号发生器的系统组成 9 3.2 设计原理及要求 9 3.3 输入部分 10 3.3.1频率、幅值和波形转换部分 10 3.3.2系统时钟电路 12 3.3.3 电源电路的设计 12 3.4 FPGA部分 12 3.5 D/A转换部分 13 3.5.1 DAC0832转换器简介 14 3.6 滤波电路 15 第四章 系统软件设计 16 4.1软件系统流程图 16 4.2 数字信号发生器的软件设计 16 4.2软件各模块 17 4.2.1 主控制模块 17 4.2.2 波形数据产生模块 18 结束语 22 参考文献 23 附 录 24  绪 论 1.1 背景与意义 在电子技术领域，常常需要波形、频率、幅度都可调的电信号，用于产生这种电信号的电子仪器称作信号发生器。 信号发生器是一种常用的信号源，广泛运用于科学研究、生产实践和教学试验等领域。特别是在通信系统的科研实验中，常常需要用到不同频率和幅度的信号，如正弦波、三角波、方波和锯齿波等。作为一种为电子测量和计量提供电信号的设备，它和万用表、示波器、频率计等仪器一样，是最普通、最基本，也是运用最广泛的电子仪器之一，几乎所有电参量的测量都需要用到信号发生器。 传统的波形发生器多采用模拟分立元件实现，产生的波形种类要受到电路硬件的限制，体积大、灵活性和稳定性也相对较差。近年来，以数字技术为基础的数字信号发生器得到了飞速的发展，性能指标都达到了一个新的水平。现场可编程门阵列器件具有容量大、运算速度快、现场可编程等优点，使得许多复杂的