【正文】 1 課 程 設 計 題 目 多功能波形發(fā)生器的設計 學 院 信息工程學院 專 業(yè) 班 級 姓 名 指導教師 年 月 日 2 摘要 ................................................................................................................................. 3 Abstract ............................................................................................................................ 4 多功能波形發(fā)生器的設計 ................................................................................................. 4 ...................................................................................................................... 6 課設目的 ............................................................................................................ 6 課設要求 ............................................................................................................. 6 2設計方案 ....................................................................................................................... 8 方案選擇 ............................................................................................................. 8 設計原理 ............................................................................................................ 8 設計流程 ............................................................................................................. 9 3仿真結果 ..................................................................................................................... 15 編譯警告 ........................................................................................................... 15 編譯結果 ........................................................................................................... 16 建立仿真文件 .................................................................................................... 16 仿真結果 ........................................................................................................... 18 RTL 視 圖 ........................................................................................................... 19 4程序分析 ..................................................................................................................... 21 .................................................................................................. 21 主要函數(shù)語句分析 ............................................................................................. 21 5 小結 ........................................................................................................................... 23 6參考文獻 ..................................................................................................................... 24 7 附錄源程序代碼 .......................................................................................................... 25 3 摘要 多功能信號發(fā)生器已成 為現(xiàn)代測試領域應用最為廣泛的通用儀器之一，代表了信號源的發(fā)展方向。直接數(shù)字頻率合成 (DDS)是二十世紀七十年代初提出的一種全數(shù)字的頻率合成技術，其查表合成波形的方法可以滿足產(chǎn)生任意波形的要求。由于現(xiàn)場可編程門陣列 (FPGA)具有高集成度、高速度、可實現(xiàn)大容量存儲器功能的特性，能有效地實現(xiàn) DDS 技術，極大的提高函數(shù)發(fā)生器的性能，降低生產(chǎn)成本。 本文首先介紹了函數(shù)信號發(fā)生器的研究背景和 DDS 的理論。然后詳盡地敘述了利用 VHDL 語言 描述 DDS 模塊的設計過程，以及設計過程中應注意的問題。文中詳細地介紹了多種信號的 發(fā)生理論、實現(xiàn)方法、實現(xiàn)過程、部分 VHDL 代碼以及利用 Quartus 仿真的結果。 文中還介紹了 Altera 公司的 DE2 多媒體開發(fā)平臺的部分功能及使用，并最終利用 DE2 平臺完成了多功能信號發(fā)生器的大部分功能。包括由 LCD 顯示和按鍵輸入構成的人機界面和多種信號的發(fā)生。數(shù)字模擬轉換器是 BURRBROWN 公司生產(chǎn)的 DAC902。 該信號發(fā)生器能輸出 8 種不同的信號，并且能對輸出信號的頻率、相位以及調制信號的頻率進行修改設定。 關鍵詞： VHDL D/A 接口 4 Abstract Multi function signal generator has bee the most widely used in modern testing field of general instrument, and has represented one of the development direction of the source. Direct digital frequency synthesis (DDS) is a totaly digital frequency synthesis technology, which been put forward in the early 1970s. Using a lookup table method to synthetic waveform, it can satisfy any requirement of waveform produce. Due to the field programmable gates array (FPGA) with high integrity, high speed, and large storage properties, it can realize the DDS technology effectively, increase signal generator’ s performance and reduce production costs. Firstly, this article introduced the function signal generator of the research background and DDS theory. Then, it described how to design a DDS module by VHDL, and introduced various signal occurs theory, method and the implementation process, VHDL code and simulation results. This paper also introduces the function of DE2 multimedia development platform, and pleted most of the functions of multifunction signal generator on DE2 platform finally. Including the occurrence of multiple signal and the manmachine interface which posed by LCD display and key input. Digitaltoanalog converters is DAC902, which produced by pany BURRBROWN. This signal generator can output eight different kinds of signals, and the frequency of the output signal, phase and modulation frequency signal also can be modifyed. Keywords: VHDL D/A Interface 多功能波形發(fā)生器的設計 信號發(fā)生器又稱信號源或振蕩器，在生產(chǎn)實踐和科技領域中有著廣泛的應用。 它 能夠產(chǎn)生多種波形，如三角波、鋸齒波、矩形波（含方波）、正弦波 等， 5 在電路實驗和設備檢測中具有十分廣泛的用途。例如在通信、廣播、電視系統(tǒng)中，都需要射頻（高頻）發(fā)射，這里的射頻波就是載波，把音頻（低頻）、視頻信號或脈沖信號運載出去，就需要能夠產(chǎn)生高頻的振蕩器。在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生物醫(yī)學等領域內(nèi)，如高頻感應加熱、熔煉、淬火、超聲診斷、核磁共振成像等，都需要功率或大或小、頻率或高或低的 信號發(fā)生器 。 傳統(tǒng)的信號發(fā)生器主要有兩 類：正弦波和脈沖波 信號發(fā)生器，而函數(shù)發(fā)生器介于兩類之間。它能夠提供正弦波、鋸齒波 、方波、三角波等幾種常用標準波形，產(chǎn)生其它波形時，需要采用較復雜的電路和機電結合的方法。這個時期的波形發(fā)生器多采用模擬電子技術，但是模擬器件構成的電路存在著尺寸大、價格貴、功耗大等缺點。而且要產(chǎn)生的信號波形越復雜，則電路結構也會越復雜。同時還有兩個突出問題，一是通過電位器的調節(jié)來實現(xiàn)輸出頻率的調節(jié)，因此很難將頻率調到某一固定值；二是脈沖的占空比不可調節(jié)。