基于FPGA的復(fù)雜函數(shù)發(fā)生器研究.pdf

1、函數(shù)發(fā)生器是一種在測試測量中廣泛應(yīng)用的多波形信號源，在各類研發(fā)、測試領(lǐng)域有著舉足輕重的地位。因此，設(shè)計(jì)一款精確度高、穩(wěn)定性好、靈活便捷的函數(shù)發(fā)生器具有很高的應(yīng)用價(jià)值。
　　 目前市面上已有的函數(shù)發(fā)生器種類很多，功能齊全，但是價(jià)格昂貴，且對于偽隨機(jī)信號等某些特殊需求的激勵(lì)信號無法實(shí)現(xiàn)。針對生物電子殺滅、食品安全檢測等項(xiàng)目的實(shí)際需求，本文設(shè)計(jì)了一種基于FPGA的復(fù)雜函數(shù)發(fā)生器，研究了設(shè)計(jì)方案的可行性，探討了利用直接數(shù)字頻率合成原理實(shí)

2、現(xiàn)任意波形輸出的方法，設(shè)計(jì)了系統(tǒng)外圍硬件電路，分析了2”系列偽隨機(jī)信號的特點(diǎn)并實(shí)現(xiàn)函數(shù)發(fā)生器的輸出，綜合圖像處理知識(shí)完成了任意手繪波形的還原輸出，進(jìn)行MATLAB與Quartus相結(jié)合的仿真驗(yàn)證。
　　 本文主要開展了如下幾方面的研究：
　　 分析了頻率合成技術(shù)的發(fā)展趨勢，介紹了可編程邏輯器件的發(fā)展與應(yīng)用現(xiàn)狀，說明了研制基于FPGA函數(shù)發(fā)生器的意義，指出了本文的研究背景和主要內(nèi)容。
　　 探討了直接數(shù)字頻率合成器

3、(Direct Digital Frequency Synthesizer，DDS)的基本結(jié)構(gòu)和實(shí)現(xiàn)原理，分析了DDS系統(tǒng)的主要性能，比較了實(shí)現(xiàn)頻率合成的不同方法，確定了本文的設(shè)計(jì)方案。
　　 研究了系統(tǒng)外圍硬件電路的設(shè)計(jì)，包括FPGA配置電路、數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊、選擇性濾波電路和功率放大電路。
　　 介紹了FPGA的邏輯控制部分，完成了時(shí)鐘控制模塊設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)了流水線相位累加器，最終實(shí)現(xiàn)了正弦波、三角波、鋸齒波、矩形波、2”系

4、列偽隨機(jī)信號、任意手繪波形等各種頻率信號的輸出。
　　 進(jìn)行了信號仿真驗(yàn)證，詳細(xì)分析了信號雜散和系統(tǒng)誤差，總結(jié)了各類誤差對系統(tǒng)輸出精度的影響。
　　 最后總結(jié)了本文的創(chuàng)新和不足。
　　 以直接數(shù)字頻率合成為基本原理，基于FPGA設(shè)計(jì)的復(fù)雜函數(shù)信號發(fā)生器針對生物電子殺滅和食品安全檢測等項(xiàng)目需求，實(shí)現(xiàn)2”系列偽隨機(jī)信號以及任意手繪波形的輸出，完善現(xiàn)有函數(shù)發(fā)生器的不足，還具有成本低、功耗低、開發(fā)周期短、設(shè)計(jì)靈活等優(yōu)點(diǎn)，