[實用新型]一種基于FPGA的高速信號發生器

有效

• 申請號: 201820832429.0
• 申請日: 2018-05-31
• 公開（公告）號: CN208834132U
• 公開（公告）日: 2019-05-07
• 發明（設計）人: 陳曉紅;李亞斌
• 申請（專利權）人: 四川鴻創電子科技有限公司
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 成都弘毅天承知識產權代理有限公司 51230
• 代理人: 李龍

本實用新型公開了一種基于FPGA的高速信號發生器，涉及信號發生器技術領域，本實用新型包括人機交互模塊、FPGA信號產生模塊、D/A轉換模塊、濾波整形模塊和電源模塊，人機交互模塊用于向FPGA信號產生模塊輸入所需產生的信號頻率、波形等指令；FPGA信號產生模塊根據接收到的指令產生相應的數字信號，將所產生的數字信號傳輸至D/A轉換模塊；D/A轉換模塊包括兩個并行的數據鎖存器U1和U2，兩數據鎖存器U1和U2同時接收來自FPGA信號產生模塊的數字信號，將數字信號轉換為模擬信號傳輸至濾波整形模塊，本實用新型通過兩數據鎖存器U1和U2同時接收來自FPGA信號產生模塊的數字信號，能夠減少串行輸入數據時由于存在時間差而引起的噪聲，提高了產生得到的信號的質量。

技術領域

本實用新型涉及信號發生器技術領域，更具體的是涉及一種基于FPGA的高速信號發生器。

背景技術

在電子技術領域，常常需要波形、頻率、幅度都可調的電信號，用于產生這種電信號的電子儀器稱作信號發生器。

信號發生器又稱信號源或振蕩器，是一種常用的信號源，廣泛應用于科學研究、生產實踐和教學實驗等領域，特別是在通信系統的科研試驗中，常常需要用到不同頻率和幅度的信號，如三角波、鋸齒波、方波、正弦波等。作為一種為電子測量和計量提供電信號的設備，它和萬用表、示波器、頻率計等儀器一樣，是最普通、最基本，也是運用最廣泛的電子儀器之一，幾乎所有的電參量的測量都需要用到信號發生器。

傳統的信號發生器的實現方法通常是采用分立元件或單片專用集成芯片，采用分立元件實現的信號發生器產生的波形種類受到硬件電路的限制，且體積較大，靈活性和穩定性也不理想；采用單片專用集成芯片實現的信號發生器頻率范圍較窄，并且不易調試，開發啊和使用上都受到較大限制。

隨著可編程邏輯器件FPGA的不斷發展，直接頻率合成DDS技術也愈加成熟，DDS是從相位的概念直接合成所需波形的一種頻率合成技術，利用DDS原理在FPGA平臺上開發高性能的信號發生器越來越受到人們的重視，這相較于傳統的信號發生器來說，具有成本更低，操作更加靈活并且擴展性能佳的優點，但現有的信號發生器由于D/A轉換模塊的數據輸入是串行輸入的，存在時間差，容易導致信號中夾雜著噪聲。

實用新型內容

本實用新型的目的在于：為了解決現有的信號發生器由于DA轉換電路的數據輸入是串行輸入的，存在時間差，容易導致信號中夾雜著噪聲的問題，本實用新型提供一種基于FPGA的高速信號發生器。

本實用新型為了實現上述目的具體采用以下技術方案：

一種基于FPGA的高速信號發生器，包括人機交互模塊、FPGA信號產生模塊、D/A轉換模塊、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信號產生模塊輸入所需產生的信號頻率、波形等指令；

FPGA信號產生模塊：根據接收到的指令產生相應的數字信號，并將所產生的數字信號傳輸至D/A轉換模塊；

D/A轉換模塊：包括兩個并行的數據鎖存器U1和U2，所述兩數據鎖存器U1和U2同時接收來自FPGA信號產生模塊的數字信號，并將數字信號轉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，使最終輸出高質量的信號；

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

進一步的，所述FPGA信號產生模塊包括信號選擇電路、幅度/相位轉換電路和信號發生電路，所述信號選擇電路根據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/相位轉換電路；