[實用新型]一種基于FPGA的高速信號發(fā)生器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201820832429.0
• 申請日: 2018-05-31
• 公開（公告）號: CN208834132U
• 公開（公告）日: 2019-05-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳曉紅;李亞斌
• 申請（專利權(quán)）人: 四川鴻創(chuàng)電子科技有限公司
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 成都弘毅天承知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51230
• 代理人: 李龍

1.一種基于FPGA的高速信號發(fā)生器，包括人機交互模塊、FPGA信號產(chǎn)生模塊、D/A轉(zhuǎn)換模塊、濾波整形模塊和電源模塊，其特征在于：

人機交互模塊：用于向FPGA信號產(chǎn)生模塊輸入所需產(chǎn)生的信號頻率、波形等指令；

FPGA信號產(chǎn)生模塊：根據(jù)接收到的指令產(chǎn)生相應(yīng)的數(shù)字信號，并將所產(chǎn)生的數(shù)字信號傳輸至D/A轉(zhuǎn)換模塊；

D/A轉(zhuǎn)換模塊：包括兩個并行的數(shù)據(jù)鎖存器U1和U2，所述兩個數(shù)據(jù)鎖存器U1和U2同時接收來自FPGA信號產(chǎn)生模塊的數(shù)字信號，并將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號傳輸至濾波整形模塊；

濾波整形模塊：用于對D/A轉(zhuǎn)換模塊輸出的模擬信號進行整形濾波，濾除雜波和干擾，補償頻帶損耗和幅度損失，使最終輸出高質(zhì)量的信號；

電源模塊：用于為人機交互模塊、FPGA信號產(chǎn)生模塊、D/A轉(zhuǎn)換模塊和濾波整形模塊提供所需工作電壓。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于FPGA的高速信號發(fā)生器，其特征在于：所述FPGA信號產(chǎn)生模塊包括信號選擇電路、幅度/相位轉(zhuǎn)換電路和信號發(fā)生電路，所述信號選擇電路根據(jù)人機交互模塊輸入的指令，選擇所需生成的信號波形及頻率，并將選擇傳輸至幅度/相位轉(zhuǎn)換電路；

所述幅度/信號轉(zhuǎn)換電路根據(jù)信號選擇電路的輸出進行查找表操作，輸出需要生成的信號數(shù)據(jù)至信號發(fā)生電路；

所述信號發(fā)生電路根據(jù)接收到的來自幅度/信號轉(zhuǎn)換電路的信號數(shù)據(jù)生成所需信號，并送入D/A轉(zhuǎn)換模塊。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于FPGA的高速信號發(fā)生器，其特征在于：所述D/A轉(zhuǎn)換模塊還包括運算放大器A1，所述D/A轉(zhuǎn)換模塊的具體電路連接為：

數(shù)據(jù)鎖存器U1和U2連接有音頻IC U3，音頻IC U3的2～3腳和5～18腳分別與數(shù)據(jù)鎖存器U1和U2的輸出腳對應(yīng)連接，音頻IC U3的1腳連接有電阻R1，電阻R1的另一端連接有電位器RP1的一固定端，電位器RP1的另一固定端連接有電阻R2，電位器RP1的滑動端連接音頻ICU3的27腳，電阻R2的另一端與音頻IC U3的28腳連接；

音頻IC U3的28腳連接電源-VCC，音頻IC U3的26腳連接電源+VCC，并且音頻IC U3的28腳連接有電解電容C4，電解電容C4的另一端接地并與音頻IC U3的22腳連接，音頻IC U3的26腳連接有電解電容C3，電解電容C3的另一端接地并與音頻IC U3的26腳連接；

音頻IC U3的21腳、23腳和25腳短接，音頻IC U3的19腳和20腳連接，并且連接有電阻R3，電阻R3的另一端連接運算放大器A1的同相輸入端，運算放大器A1的同相輸入端還連接有電容C1，運算放大器A1的反相輸入端分別連接有電阻R4、電阻R5和電容C2，電阻R4的另一端接地，電阻R5的另一端連接有電位器RP2的一固定端，電位器RP2的另一固定端與運算放大器A1的輸出端連接，電容C2的另一端分別與電位器RP2的移動端和運算放大器A1的輸出端連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于FPGA的高速信號發(fā)生器，其特征在于：所述高速信號發(fā)生器還包括系統(tǒng)時鐘模塊，所述系統(tǒng)時鐘模塊采用外接40MHz晶體振蕩器的時鐘脈沖。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于FPGA的高速信號發(fā)生器，其特征在于：所述人機交互模塊包括鍵盤和顯示屏，所述鍵盤用于向FPGA信號產(chǎn)生模塊輸入指令，所述顯示屏用于顯示所輸指令。

6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于FPGA的高速信號發(fā)生器，其特征在于：所述濾波整形模塊包括電壓比較器A2和A3，所述濾波整形模塊的具體連接為：

D/A轉(zhuǎn)換模塊的信號輸出端連接有電阻R6，電阻R6的另一端分別連接有電容C5和電阻R7，電阻R7的另一端與電壓比較器A2的同相輸入端連接，電容C5的另一端與電壓比較器A2的反相輸入端連接，電壓比較器A2的同相輸入端還連接有電容C6，電容C6的另一端地；

電壓比較器A2的輸出端與電壓比較器A3的反相輸入端連接，電壓比較器A3的同相輸入端分別連接有電阻R8和R9，電阻R8的另一端連接到電源電壓VCC12V上，電阻R9的另一端接地，電壓比較器A3的輸出端分別連接有電阻R10和電阻R11，電阻R10的另一端連接到電源電壓VCC12V上，電阻R11的另一端連接有電阻R12，電阻R12的另一端接地。