函数/任意波形发生器设计与实现

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随着电子科学技术的飞速发展,常常需要不同频率、不同幅度的各种规则或不规则的可调节电信号,产生这种电信号的仪器又被称作为信号发生器。信号发生器也是一种常用的信号源。它广泛应用于自动化控制,电子线路和科学性实验等领域。同万用表、频谱仪、示波器等仪器一样,是最普通、应用最广泛的电子测量仪器之一。大部分系统的电参量测量[1],都需要借助于信号发生器,将它产生的信号作为输入的激励信号,以观察其系统的响应。本论文作者通过对信号发生器的发展过程、现状以及趋势的研究,并对相关的文献资料进行了大量搜集和整理,并深入了解和研究了信号发生器的设计原理和相关的关键技术,提出了一种基于DDS(Direct Digital Synthesizer,简称DDS)技术,采用DSP+FPGA的硬件设计架构模式。其中数字信号处理器DSP采用Blackfin系列的BF531嵌入式处理器,利用它丰富的接口特性,完成键盘、显示屏、网口等外部接口电路的设计。与此同时,它还具有超强的数字信号处理和综合控制能力,可作为核心控制芯片。FPGA采用Cyclone III的EP3C16Q240C8N,完成波形的产生功能,并利用内部的RAM存储各种波形数据,通过DSP完成实时数据的更新。DSP接收控制命令,利用FPGA产生所需要的波形并经过D/A变换,将其送入滤波电路滤掉高频噪声然后送入信号调理电路,信号调理部分由一系列运放组成,经过处理以后的输出信号幅值和直流偏置最高均可达到?10V。在大量理论知识的基础上,该课题所实现的函数/任意波形发生器,即能通过上位机控制波形的输出也能利用预先架设好的波形发生器的网络服务器完成远程控制,还可以作为独立的测试仪器,完成指标内的波形的产生。并且提供了丰富的外围接口,满足试验和教学的各种要求。
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