[實用新型]基于FPGA的DDS信號發(fā)生器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420656315.7
• 申請日: 2014-11-05
• 公開（公告）號: CN204131478U
• 公開（公告）日: 2015-01-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郭小霞;蘭朝鳳;劉金鳳;管鑫;賈添植
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱理工大學(xué)
• 主分類號: H03K3/02
• 分類號: H03K3/02;H03K5/135
• 代理公司: 哈爾濱市文洋專利代理事務(wù)所(普通合伙) 23210
• 代理人: 何強(qiáng)

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及DDS信號發(fā)生器。

背景技術(shù)

信號發(fā)生器作為一種基本電子設(shè)備廣泛的應(yīng)用于教學(xué)、科研中。隨著可編程邏輯器件(FPGA)的不斷發(fā)展，直接頻率合成(DDS)技術(shù)應(yīng)用的愈加成熟，使得基于DDS芯片的信號發(fā)生器得以廣泛應(yīng)用。

但目前基于DDS芯片的信號發(fā)生器存在輸出波形固定、缺乏遠(yuǎn)程控制及靈活性差的問題。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的是為了解決目前基于DDS芯片的信號發(fā)生器存在輸出波形固定、缺乏遠(yuǎn)程控制及靈活性差的問題，提供一種基于FPGA的DDS信號發(fā)生器。

基于FPGA的DDS信號發(fā)生器，它包括遠(yuǎn)程輸入、藍(lán)牙模塊、32位累加器、ROM、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路、電流轉(zhuǎn)電壓電路、二階有源低通濾波器和幅度調(diào)節(jié)電路，遠(yuǎn)程輸入與藍(lán)牙模塊通過無線信號通信，藍(lán)牙模塊的信號輸出端與32位累加器的信號輸入端連通，32位累加器的信號輸出端與ROM的信號輸入端連通，ROM的信號輸出端與數(shù)模轉(zhuǎn)換電路的信號輸入端連通，數(shù)模轉(zhuǎn)換電路的信號輸出端與電流轉(zhuǎn)電壓電路的信號輸入端連通，電流轉(zhuǎn)電壓電路的信號輸出端與二階有源低通濾波器的信號輸入端連通，二階有源低通濾波器的信號輸出端與幅度調(diào)節(jié)電路的信號輸入端連通，幅度調(diào)節(jié)電路的信號輸出端為DDS信號發(fā)生器的輸出端。

本實用新型利用DDS原理在FPGA平臺上實現(xiàn)了多種波形信號發(fā)生，并且通過遠(yuǎn)程輸入頻率控制字M，實現(xiàn)了能根據(jù)要求在線更新波形信號的發(fā)生，具有遠(yuǎn)程控制的特點，能產(chǎn)生不同頻率、幅度的正弦波、三角波、矩形波信號，滿足預(yù)定指標(biāo)的多波形輸出，仿真和實測結(jié)果均證實了其靈活性和可靠性。

附圖說明

圖1為本實用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為具體實施方式二數(shù)模轉(zhuǎn)換電路的電路圖，圖3為具體實施方式三的電流轉(zhuǎn)電壓電路的電路圖，圖4為具體實施方式四的二階有源低通濾波器的電路圖，圖5為具體實施方式五的幅度調(diào)節(jié)電路的電路圖，圖6為具體實施方式六的DDS程序流程圖，圖7為具體實施方式六的輸出正弦波時序仿真波形圖，圖8為具體實施方式六的輸出正弦波的波形圖，圖9為具體實施方式六的輸出三角波的波形圖，圖10為具體實施方式六的輸出方波的波形圖。

具體實施方式

具體實施方式一：結(jié)合圖1說明本實施方式，本實施方式所述基于FPGA的DDS信號發(fā)生器，它包括遠(yuǎn)程輸入1、藍(lán)牙模塊2、32位累加器3、ROM4、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路5、電流轉(zhuǎn)電壓電路6、二階有源低通濾波器7和幅度調(diào)節(jié)電路8，遠(yuǎn)程輸入1與藍(lán)牙模塊2通過無線信號通信，藍(lán)牙模塊2的信號輸出端與32位累加器3的信號輸入端連通，32位累加器3的信號輸出端與ROM4的信號輸入端連通，ROM4的信號輸出端與數(shù)模轉(zhuǎn)換電路5的信號輸入端連通，數(shù)模轉(zhuǎn)換電路5的信號輸出端與電流轉(zhuǎn)電壓電路6的信號輸入端連通，電流轉(zhuǎn)電壓電路6的信號輸出端與二階有源低通濾波器7的信號輸入端連通，二階有源低通濾波器7的信號輸出端與幅度調(diào)節(jié)電路8的信號輸入端連通，幅度調(diào)節(jié)電路8的信號輸出端為DDS信號發(fā)生器的輸出端。

本實用新型利用藍(lán)牙模塊2，將遠(yuǎn)程輸入1的頻率控制字M輸入到32位累加器3進(jìn)行累加運算，截取32位累加器3的第24到第30位作為ROM(只讀存儲器)4的地址，只讀存儲器ROM4中存儲8位的數(shù)字波形數(shù)據(jù)；ROM4在累加器的控制下，輸出8位的數(shù)字波形數(shù)據(jù)，經(jīng)過數(shù)模轉(zhuǎn)換電路5轉(zhuǎn)換為模擬量，因為數(shù)模轉(zhuǎn)換電路5輸出的是電流的形式，所以通過電壓轉(zhuǎn)電流電路6轉(zhuǎn)換為電壓形式的模擬波形，但其中還含有大量的高頻成分，為了輸出頻率純凈的信號波形，再通過一個二階的有源低通濾波器7，最后為了調(diào)節(jié)輸出信號的峰峰值，再引入一個幅度調(diào)節(jié)電路8，實現(xiàn)了滿足預(yù)定指標(biāo)的、可靠的多波形輸出。

根據(jù)直接數(shù)字頻率合成理論將系統(tǒng)的頻率分辨率及輸出頻率寫為：