[發(fā)明專利]一種任意信號發(fā)生器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200610063064.1
• 申請日: 2006-10-12
• 公開（公告）號: CN101162398A
• 公開（公告）日: 2008-04-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 宋躍;張志堅;余熾業(yè);胡升平;杜應(yīng)彪
• 申請（專利權(quán)）人: 東莞理工學(xué)院
• 主分類號: G06F1/03
• 分類號: G06F1/03
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種波形發(fā)生器，特別是指一種具有頻域輸入法的任意信號發(fā)生器。

背景技術(shù)

目前的任意信號發(fā)生器，在任意信號的輸入方法上都是時域輸入法，即是和時間有關(guān)的輸入法，沒有和頻率有關(guān)的頻域輸入法，即在給用戶提供畫板，讓用戶在畫板上畫他所需的波形；或給用戶提供一些時域函數(shù)，再進行函數(shù)的運算組合，這兩種輸入方法都是在時域上進行；當(dāng)用戶只知道某信號的頻譜和相譜信息，要產(chǎn)生相應(yīng)的時域波形，目前的信號發(fā)生器是沒辦法的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種具有頻域輸入法的任意信號發(fā)生器。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的解決方案為：一種基于FPGA的任意信號發(fā)生器，包括PC、USB控制器、MCU、MCU接口模塊、晶振、EPC2、時鐘控制器、雙通道DA輸出電路，所述的PC分別與USB控制器、MCU、MCU接口模塊及EPC2串行配置芯片相連，用于運行控制軟件，完成任意波形數(shù)據(jù)的輸入、波形參數(shù)調(diào)節(jié)、顯示波形及控制波形的產(chǎn)生；USB控制器是PC與系統(tǒng)的USB通信控制器，控制軟件的數(shù)據(jù)與指令都是通過USB傳送到儀器的硬件裝置中；MCU為控制中心和總線轉(zhuǎn)換，進行系統(tǒng)控制、數(shù)據(jù)運算、數(shù)據(jù)傳送和總線轉(zhuǎn)換功能；MCU接口模塊是FPGA與單片機的接口、總線擴展模塊，完成總線擴展、地址譯碼功能，主要輸出8位數(shù)據(jù)信號、24位地址信號、256個片選信號、讀/寫控制信號；晶振的輸出端與時鐘控制器相連，用于輸出一個精確的時鐘信號，作為時鐘控制器的基準(zhǔn)信號；EPC2為串行配置芯片，用于FPGA上電轉(zhuǎn)載文件；時鐘控制器是系統(tǒng)的時鐘發(fā)生模塊，它完成系統(tǒng)的時鐘分頻、倍頻功能，輸出一系列系統(tǒng)所需的時鐘；雙通道DA輸出電路，由數(shù)模轉(zhuǎn)換器、運算放大器組成，完成波形數(shù)據(jù)的DA轉(zhuǎn)換、放大、濾波輸出；其特征在于，其還包括：頻率控制器、寄存器矩陣單元、鍵盤、鍵盤掃描模塊、FLASH、FLASH控制模塊、TFT顯示器、TFT控制模塊、DDS信號產(chǎn)生器、波形合成模塊；頻率控制器與時鐘控制器、寄存器矩陣單元、DDS信號產(chǎn)生器相連，完成調(diào)頻、掃頻、頻率控制功能，輸出DDS信號產(chǎn)生單元所需的頻率控制字；寄存器矩陣單元是整個FPGA系統(tǒng)的內(nèi)部狀態(tài)字、控制字的鎖存模塊，它完成系統(tǒng)的狀態(tài)字的寫操作和寄存功能，單片機對FPGA的控制及對整個系統(tǒng)的控制都是通過對寄存器矩陣單元的讀寫來完成，F(xiàn)PGA內(nèi)部的其它模塊都是通過數(shù)據(jù)總線連接到寄存器矩陣單元；鍵盤是智能工作方式時用戶的操作區(qū)，采用行列式鍵盤，在FPGA內(nèi)建的鍵盤掃描模塊的控制下完成按鍵的識別與編碼；鍵盤掃描模塊內(nèi)建鍵盤掃描電路，自動地實現(xiàn)鍵盤掃描的功能，當(dāng)有按鍵按下時，自動地產(chǎn)生中斷信號向單批片機請求中斷以進行鍵盤處理；FLASH是系統(tǒng)的波形存儲器，存儲一些常規(guī)波形及存儲用戶操作時新產(chǎn)生的任意波形數(shù)據(jù)；FLASH控制模塊根據(jù)波形選擇自動地從FLASH讀入4K波形到內(nèi)部RAM中；TFT顯示器是智能工作方式時人機交互的操作窗口，顯示當(dāng)前用戶的操作項目并提示下一步用戶應(yīng)該操作的內(nèi)容；TFT控制模塊，是TFT液晶顯示屏的控制器，完成TFT顯示數(shù)據(jù)的傳送和控制；DDS信號產(chǎn)生器是信號發(fā)生器的核心模塊，根據(jù)DDS原理完成DDS信號的產(chǎn)生功能；波形合成模塊完成波形的選擇與合成的功能。

所述的MCU是采用8位單片機作為系統(tǒng)的控制中心。

所述的晶振為40MHz的TCXO晶振。

所述的頻率控制器是DDS信號發(fā)生器的頻率控制模塊，由頻率字選擇模塊、調(diào)頻模塊、掃頻模塊組成。

所述的鍵盤為5*5鍵盤，鍵盤掃描模塊內(nèi)建5*5鍵盤掃描電路。

所述的FLASH為NOR?FLASH。

所述的基于FPGA的任意波形發(fā)生器，其還包括其它波形產(chǎn)生器，是產(chǎn)生其它非周期性波和數(shù)碼流的模塊，主要完成非周期信號的合成功能，包括模擬調(diào)幅、隨機信號、數(shù)碼流、ASK、FSK。

所述的DDS信號產(chǎn)生器主要包括A通道DDS產(chǎn)生器和B通道DDS產(chǎn)生器。