【正文】 頻率精度和穩(wěn)定度高，但快速切換頻率比較困難，同時輸出信號的頻率分辨率較差。早期的調諧信號發(fā)生器采用的是模擬電子技術，由調諧振蕩器和調幅放大器加上一些指示電路構成，僅能產(chǎn)生正弦波、三角波、方波等幾種簡單的波形，其電路結構復雜、尺寸大且功耗大，并且頻率不高，由于模擬電路溫漂大而使得其波形穩(wěn)定性差，且難以產(chǎn)生精準的頻率信號，不易調試。在我國，高精度的標準信號源產(chǎn)品較少并且產(chǎn)品落后，可靠性較差，并且研究起步較晚，與國外發(fā)達國家比較水平差距比較大，所以現(xiàn)在研究基于直接數(shù)字頻率合成技術與FPGA相結合的函數(shù)發(fā)生器并且研制出相關的產(chǎn)品將對我國國防、科研、教育起到深遠的意義。由于FPGA實現(xiàn)DDS技術在一些方面存在著DDS芯片不能取代的優(yōu)勢，并且可以實現(xiàn)多個DDS芯片的功能，除了能滿足用戶對特殊功能的要求外，還可以在器件選擇上有更大的選擇余地，所以本文提出基于FPGA實現(xiàn)采用直接數(shù)字頻率合成技術實現(xiàn)可編程函數(shù)信號發(fā)生器的實現(xiàn)方案，并給出了詳細的設計方法。與此同時，器件所具有的靜態(tài)可重復編程和動態(tài)在系統(tǒng)重構的特性，使得系統(tǒng)設計周期大大縮短，降低了設計費用和設計風險，極大的提高了電子系統(tǒng)設計的靈活性和通用性。目前，大規(guī)?？删幊踢壿嬈骷?PLD)得到越來越廣泛的應用，其強大的功能也逐步從各種器件中顯露出來。為了適應現(xiàn)代電子技術的發(fā)展和市場要求，研究制作高性能的函數(shù)信號發(fā)生器則具有重大的意義。函數(shù)信號發(fā)生器在工業(yè)生產(chǎn)、產(chǎn)品開發(fā)、科學研究等實驗測試中起著十分重要的作用，除供通信、儀表和自動控制系統(tǒng)測試用外，還廣泛用于生物醫(yī)學等各個領域的測試. 隨著電子技術的不斷發(fā)展與進步，現(xiàn)代的電子測量、通信系統(tǒng)越來越需要有高精度和靈活的信號發(fā)生器進行測量和調試。 FPGA。關鍵詞 信號發(fā)生器 鎖相環(huán) FPGA VHDLABSTRACTSignal generator is widely used in electronic measurement and scientific research experiments of general source. With modern measurement and modern munications technology development, More and more needs a high degree of stability and high purity source. But phaselocked frequency synthesizer technology was proposed and largescale programmable logic devices for the new generation of the development of function signal generator provides the design and implementation of the theory and technology support. This paper mainly introduces how to pass and phase lock loop and FPGA to design frequency and amplitude are adjustable signal generator. Based on the scheme to realizing this technology parison, This article chooses to Cyclone Ⅲ series of Altera pany EP3C40F48417 as core chip, Hardware description language VHDL language for development, Design a new can produce sine wave, triangle wave, the sawtooth wave and squarewave function signal generator, Four kinds of signal switching between can freely. Paper detailed presents using VHDL language design function generator process in Quartus Ⅱ environment .and given the corresponding simulation results and test results. Experiments show that, Using phase locked loop and the FPGA design function signal generator design scheme is feasible, And the design of the function signal generator has high frequency stability, small volume, low power dissipation cost advantages, Is function signal generator future development direction.Key words: Function generator。論文詳細闡述了在QuartusⅡ環(huán)境中利用VHDL語言設計函數(shù)發(fā)生器的過程，并給出了相應的仿真結果和測試結果。本文主要講述了如何通過鎖相環(huán)與FPGA來設計頻率及幅度都可調的信號發(fā)生器?；贔PGA和鎖相環(huán)的信號發(fā)生器設計目 錄摘 要 1ABSTRACT 2第一章 緒論 3 3 3 4第二章 開發(fā)環(huán)境和相關技術 5 FPGA 5 VHDL語言 5 QuartusⅡ設計平臺 6第三章 總體方案設計 6 6 7 7第四章 基于FPGA和鎖相環(huán)的任意波形發(fā)生器的設計 8 FPGA的開發(fā)流程 8 鎖相環(huán)模塊設計 9 9 鎖相環(huán)設計 9 數(shù)字分頻器模塊 10 10 分頻器設計 10 11 相位計數(shù)器模塊 11 11 12 12 波形發(fā)生模塊 12 波形發(fā)生器工作原理 12 12 14 14 14 15 15 D/A轉換模塊 17 17 18第5章 硬件配置 18 FPGA的配置 18 JTAG配置 18第6章 總結及展望 19 總結 19 工作展望 19參考文獻 1附 錄 2致 謝 5摘 要 信號發(fā)生器是廣泛應用于電子測量和科學研究實驗中的通用信號源，隨著現(xiàn)代測量和現(xiàn)代通信技術的發(fā)展，越來越需要有高穩(wěn)定度、高純度的信號源。而鎖相頻率合成器技術的提出和大規(guī)?？删幊踢壿嬈骷陌l(fā)展為新一代函數(shù)信號發(fā)生器的設計與實現(xiàn)提供了理論依據(jù)和技術支持。通過對實現(xiàn)這種技術的方案進行比較，本文選擇以Altera公司的CycloneⅢ系列芯片EP3C40F48417為核心，以硬件描述語言VHDL為開發(fā)語言，設計了一款可以產(chǎn)生正弦波、三角波、鋸齒波和方波的函數(shù)信號發(fā)生器，四種信號之間可以隨意切換，并且輸出波形的頻率和幅度都可以調節(jié)。實驗表明，采用鎖相環(huán)與FPGA設計函數(shù)信號發(fā)生器的設計方案是切實可行的，并且所設計的函數(shù)信號發(fā)生器具有頻率穩(wěn)定性高、體積小、成本功耗低等優(yōu)點，是函數(shù)信號發(fā)生器未來的發(fā)展方向。 Phaselocked loop。 VHDL第一章 緒論 課題的背景和意義 函數(shù)信號發(fā)生器是廣泛應用于系統(tǒng)檢測調試、自動測量控制和教學實驗等領域的多波形信號源，它可以產(chǎn)生正弦波、三角波、鋸齒波、方波等多種波形，由于其輸出的波形均可用數(shù)學函數(shù)描述，故命名為函數(shù)信號發(fā)生器。原有的信號發(fā)生器的性能己經(jīng)難以滿足現(xiàn)在的要求，現(xiàn)在不僅要求能產(chǎn)生標準的波形，而且要求函數(shù)發(fā)生器的輸出波形質量好，輸出頻率范圍寬，頻率轉換速度快并且頻率轉換時波形的相位需要連續(xù)。雖然現(xiàn)在各大芯片制造商都推出了采用先進CMOS工藝生產(chǎn)的高性能專用直接數(shù)字頻率合成 (DDS)芯片，為電路設計者提供