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基于FPGA的多功能信号发生器设计与实现
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
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