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学兔兔 l lI5 化 基于FPGA的多功能信号发生器设计与实现 Design and implementation of the multi-functional signal generator based on FPGA 刘艳昌，左现刚，李国厚 LlU Yan-chang．ZUO Xian-gang．LI GUO—hou (河南科技学院信息工程学院，新乡453003) 摘 要：针对传统采用单片机和DDS芯片设计信号发生器的方法具有可移植性差、硬件结构和编写 DDS源程序复杂等问题，提出了基于FPGA的多功能信号发生器设计方法。采用MATLAB／ Simullnk和DSP Builder对DDS系统模型进行建模和仿真，并用Signal Compiler工具对模型进 行编译，产生Quartus ll能够识别的VHDL源程序，并在quartus I}环境中生成硬件符号，最终 将顶层文件编译、综合后下载到FPGA器件中，可产生频率、幅度相位均可调的基本波、AM 调制波和数字调制波。测试结果表明，该系统具有设计灵活、实现简单、参数易调整、可移 植性好、输出波形性能稳定和精度高等优点。 关键词：：FPGA；多功能信号发生器；DDS；MATLAB／DsP Builder 中图分类号：TN91；TP335 文献标识码：B 文章编号：1 009-01 34(201 4)1 O(下)-Ol 00-06 Doi：1 0．3969／J．issn．1 009-01 34．2014．1 0(下)．26 0 引言 个所需的DDS模块存在编制源程序复杂问题，本 文利用Altera公司推出的DSP Builder与MATLAB 信号发生器在工业、科技、教学等领域中已 配合使用可以很方便搭建DDS模块，然后通过 得到广泛应用，通常情况下使用较多的设计方案 SignalCompilerT_具对DDS模块进行编译，转化为 是利用FPGA、单片机等处理器芯片来控制专用信 可在QuartusII软件中使用的VHDL文件，最终将 号发生芯片，这种设计方案与传统采用模拟分立 该VHDL文件生成实体化模块，以便与控制模块 器件来设计信号发生器的方法相比，具有信号频 和D／A转换模块配合完成基于FPGA的多功能信号 率更稳定、精度更高、信号参数易调节等优点， 发生器的设计与实现。本文设计的多功能信号发 但存在电路设计复杂，成本较高等问题。随着电 生器，可输出正弦波、方波、三角波、锯齿波四 子技术和EDA技术的快速发展和深入研究，DDS 种基本波形及其对应调幅波性和2ASK、2FSK、 技术得到飞速发展…，使得信号发生器的设计和实 2PSK三种数字调制波波形，输出频率范围为 现更加容易和灵活。DDS即直接频率合