基于eda技术的函数信号发生器设计new

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1、万方数据山东省农业管理干部学院学报2010年第27卷第6期基于EDA技术的函数信号发生器设计陈祖武(福建师范大学协和学院，福建福州350108)摘要：基EDA技术的函数信号发生器可产生频率可调的正弦波、方波、三角波、锯齿波、递增斜波、递减斜波和不同占空比的矩形波等多种波形，可根据用户需要进行现场可编程，达到了预定的要求．关键词：电子设计自动4E；函数信号发生器；可编程逻辑器件中图分类号：TP30文献标识码：^文章编号：1008-7540(2010)06-0161—02一、引言函数信号发生器，能产生某些特定的周期性时间函数波形(正弦波、方波、三角波、锯齿波和脉冲波等)信号，频率范

2、围町从几个微赫到几十兆赫。函数信号发牛器在电路实验和设备检测中具有十分广泛的用途。例如在通信、广播、电视系统中，都需要射频(高频)发射，这里的射频波就是载波，把音频(低频)、视频信号或脉冲信号运载出去，就需要能够产生高频的振荡器。除供通信、仪表和自动控制系统测试用外，还广泛用于其他非电测量领域【1】。函数发生器在测量中作为信号源的应用也是非常广泛的。要得到一个频率稳定的正弦波、矩形波等多种波形的方法也很多，但是设备的成本都比较昂贵，本文在结合数字逻辑电路的应用，采用软硬件的方法来实现一个稳定性、可靠性较好，成本较低的函数发生器。为此，先对要产生的波形信号的一个周期进行采样，将采

3、样点信号顺序存储在EPROM中，再用控制电路调出所需信号，经D／A转换后，便能得到频率可调的各种波形。二、函数信号发生器的整体结构本次设计的函数发生器主要有几个模块组成：键盘扫描显示模块、FPGA控制模块、正弦波、三角波、锯齿波、递增斜波、递减斜波、多路选择器、D／A转换模块，还有供键盘使用的普通分频计和供各个波形模块使用的可调分频计。如图1所示。图l信号发生器整体设计三、各模块设计与仿真3．1正弦波信号发生模块设计本次设计采用的是取样的方法，以正弦波为例，一个周期的正弦波分成64个样点，每个样点用8位的二进制数表示，所以最大值为255，最小值是0，其中32个点是递增，32个点

4、递减，其增减关系满足公式：设A点函数值是Ya，相位值是Xa，B点函数值是Yb，相位值是xb，其中B点是A点的相邻的下一点，则A、B间满足：Ya／Yb=sin(Xa+180／32)／sinXa根据这个公式可分别计算，64个样点的值，并根据这些值建立．mif文件，如图2示：固zxb．-哥

5、Addt+oI+1I+2l+3l+4I+5I+‘l+710口551254‘2522492452392332258217207：：197186i174；162，15013716124112’9987t756425354324345261913：8。4110320。1i⋯■一一_j⋯。i9～j6一巍～

6、“I柏‘4353‘647587‘99112。124148137+150162174186197207217156●⋯225；233，239‘245249：252}254J255图2正弦波MIF表再利用MegaWizardPlug—InUanager定制正弦信号数据ROM宏功能块，并将以上的波形数据加载于此ROM中。通过编辑源程序，调用元件例化语句，将ROM中数据传送至数模转换模块中。例化语句如下：componentzxbport(address：instd—logic—vector(5downto0)：inclock：instd—logic：q：outstd～logic—vec

7、tor(7downto0))：作者简介：陈祖武(1979-)，男，硕士，专业方向通讯和可编程设计．·161·万方数据endcompon@flt．uI’zxbport∞ap【addre8s=>qI．q->dout，inclock=>#《序进行功能仿真，∞披*目仿#．∞F圈3正弦诚功能仿真罔由圈3W知．渡Ⅳ∞真无误．其dour皿与air文件里的值完全样．2扁Ⅲ日进{，接扭2仿真．由fDAC7513∞特性，姓12缸靠∞位．日尾单位精m．应在t弦渡程序中舔加程序．使“uL成为2个卒∞(”l6位=进∞5教)柏穆＆输m．EDAC75}3前耍一十I7倚干时钟删期的下降沿№发口号lmad，Ⅻ十

8、¨钟信9周期TcIkI，*时钟信qclkl柱锋☆横越时趄‘瑚m城*ⅫMT有一定∞关东：Tclkl●64●I7=T．稗序性am∞日能仿真目mT；幽{IE弦设加啦幔挫序后的仿真罔由Ⅲ知每一个Io“下降沿柬的时候．dour开始按也传进数据．自fnAC7513有教位是12位．所以姆16位的15～【2位数是作为无娥位或控制能．由于车次设日建盘mlf文件是采样目十A．每个^是8位=进制数．所“城大值是255(即“lIlIlllI“)．m且在程序中趄将镕#样点值丹Ⅻ乘H16井把塌终的敦转换为【6位一进制敷