[實用新型]一種基于FPGA的多波形信號發生器

有效

• 申請號: 201320052639.5
• 申請日: 2013-01-30
• 公開（公告）號: CN203054516U
• 公開（公告）日: 2013-07-10
• 發明（設計）人: 盧超
• 申請（專利權）人: 陜西理工學院
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：

本實用新型涉及一種信號發生器，具體來說為一種基于FPGA的多波形信號發生器。?

背景技術：

隨著現代電子技術和大規模集成電路的發展，DDS技術是一種新穎的頻率合成技術，并得到了飛速的發展，已成為最重要的頻率合成技術，其具有易于控制、相位連續、輸出頻率穩定度高、頻率轉換速度快和分辨率高等優點。SOPC(system?on?a?programmable?chip)片上可編程系統是一種靈活、高效的SOC解決方案，它具有雙重含義，首先是片上系統，有單個芯片完成整個系統的主要的邏輯功能，其次他是可編程的系統，具有靈活的設計方式，可裁減、可擴充、可升級，并具有軟硬件在系統可編程的功能。通過NiosII嵌入式系統實現SOPC，設計一種基于FPGA的多波形發生器，可以輸出正弦、余弦、方波、三角波和鋸齒波等常見波形，同時可以完成AM調制、FM調制、FSK調制等多種調制信號，具有很強的實用價值。?

發明內容：

針對上述現有技術存在的問題，本實用新型提供一種基于FPGA的多波形信號發生器。?

為了實現上述目的，本實用新型采用的技術方案是：一種基于FPGA的多波形信號發生器，包括FPGA、觸摸屏顯示和輸入模塊、片外存儲模塊、D/A轉換器和JTAG接口，FPGA中配置NiosII軟核CPU、信號發生模塊和相關的接?口控制邏輯電路，所述觸摸屏顯示和輸入模塊、片外存儲模塊、D/A轉換器和JTAG接口均與FPGA相連，FPGA通過JTAG接口和PC機連接，FPGA通過D/A轉換器后波形輸出。?

作為優選，觸摸屏顯示和輸入模塊為TFT液晶觸摸屏，負責界面顯示和外部輸入控制。?

作為優選，片外存儲模塊為SDRAM存儲器。?

與現有技術相比，本實用新型的優點在于：采用DDS技術，在相對帶寬、頻率轉換時間、相伴連續性、正交輸出、高分辨率及集成化的性能方面較好，同時基于NiosII的SOPC系統可以根據用戶需要自由定制CPU及其個性，具有較強的靈活性和通用性。?

附圖說明：

圖1為本實用新型所述一種基于FPGA的多波形信號發生器的結構示意圖。?

具體實施方式：

下面結合附圖對本實用新型進一步說明。?

作為本實用新型的一種實施方式，參閱圖1，本實用新型包括FPGA、觸摸屏顯示和輸入模塊、片外存儲模塊、D/A轉換器和JTAG接口，FPGA中配置NiosII軟核CPU、信號發生模塊和相關的接口控制邏輯電路，所述觸摸屏顯示和輸入模塊、片外存儲模塊、D/A轉換器和JTAG接口均與FPGA相連，FPGA通過JTAG接口和PC機連接，FPGA通過D/A轉換器后波形輸出。觸摸屏顯示和輸入模塊為TFT液晶觸摸屏，負責界面顯示和外部輸入控制。片外存儲模塊為SDRAM存儲器。?

使用時，在PC機中用集成于Matlab中的DSPBuilder工具在Simulink環境下通過模塊編程實現多波信號的產生，并配置到FPGA中，合成正弦、余弦、?方波、三角波和鋸齒波等常見波形，同時可以完成AM調制、FM調制、FSK調制等多種調制信號，D/A轉換器完成數字輸出轉換為模擬輸出、放大和幅度控制的功能，在PC機中通過Matlab編程實現，完成用戶界面、編輯產生波形數據、頻率控制和與片上系統通訊等功能。?

所述FPGA中配置NiosII軟核通過SOPC?Builder中調用IP庫組建實現，主要由NiosII?CPU、SDRAM控制器、通用IO、EPCS控制器、system?ID、JTAG?UART，與外部鏈接的端口主要五個部分，分別是系統時鐘與復位、TFT?LCD控制信號線、觸摸屏控制信號線、SDRAM接口控制線、序列信號發生器控制信號線等，構成了整個系統的軟件底層硬件平臺部分，系統時鐘100MHZ。?

所述D/A轉換器主要由D/A轉換、濾波、幅值調節和電源模塊組成采用AD9764芯片，是一種高性能、低功耗14位分辨率的數模轉換器，支持最高125MSPS的更新速率，具有靈活的單電源工作和低功耗特性，采用先進的CMOS工藝制造，分段電流源架構與專有開關技術相結合，可減小雜散分量，并增強了動態性能。?

盡管已經結合當前認作是一個最為實用和優選的實施例來描述了本實用新型，但應當理解，本實用新型不限于所公開的實施例，而相反是旨在涵蓋包括在所附權利要求的精神和范圍內的多種修改和同等布置。?