函數(shù)發(fā)生器又名任意波形發(fā)生器,是一種常用的信號源,廣泛應用于通信、雷達、導航等現(xiàn)代電子技術領域。信號發(fā)生器的核心技術是頻率合成技術,主要方法有:直接模擬頻率合成、鎖相環(huán)頻率合成(PLL)、直接數(shù)字合成技術(DDS)。DDS是開環(huán)系統(tǒng),無反饋環(huán)節(jié),輸出響應速度快,頻率穩(wěn)定度高。因此直接數(shù)字頻率合成技術是目前頻率合成的主要技術之一,其輸出信號具有相對較大的帶寬、快速的相位捷變、極高的相位分辨率和相位連續(xù)等優(yōu)點。本文的主要工作是采用SOPC結合虛擬儀器技術,進行DDS智能函數(shù)發(fā)生器的研制。 本文介紹了虛擬儀器技術的基本理論,簡要闡述了儀器驅動程序、VISA等相關技術。對SOPC技術進行了深入的研究:SOPC技術是基于可編程邏輯器件的可重構片上系統(tǒng),它作為SOC和CPLD/FPGA相結合的一項綜合技術,結合了兩者的優(yōu)點,集成了硬核或軟核CPU、DSP、鎖相環(huán)、存儲器、I/O接口及可編程邏輯,可以靈活高效地解決SOC方案,而且設計周期短,設計成本低,非常適合本設計的應用。本文還對基于DDS原理的設計方案進行了分析,介紹了DDS的基本理論以及數(shù)學綜合,在研究DDS原理的基礎上,利用SOPC技術,在一片F(xiàn)PGA芯片上實現(xiàn)了整個函數(shù)發(fā)生器的硬件集成。 本文就函數(shù)發(fā)生器的設計制定了整體方案,對軟硬件設計原理及實現(xiàn)方法進行了具體的介紹,包括整個系統(tǒng)的硬件電路,SOPC片上系統(tǒng)和PC端軟件的設計。在設計中,LabVIEW波形編輯軟件和函數(shù)發(fā)生器二者采用異步串口進行通信。利用LabVIEW的強大功能,把波形的編輯,系統(tǒng)的設置放到計算機上完 成,具有人機界面友好、系統(tǒng)升級方便、節(jié)約硬件成本等諸多優(yōu)勢。同時充分利用了FPGA內部大量的邏輯資源,將DDS模塊和微處理器模塊集成到一個單片F(xiàn)PGA上,改變了傳統(tǒng)的系統(tǒng)設計思路。通過對系統(tǒng)仿真和實際測試,結果表明該智能型函數(shù)發(fā)生器不僅能產(chǎn)生理想的輸出信號,還具有集成度高、穩(wěn)定性好和擴展性強等優(yōu)點。關鍵詞:智能型函數(shù)發(fā)生器,虛擬儀器,可編程片上系統(tǒng),直接數(shù)字合成技術,NiosⅡ處理器。
標簽:
LabVIEW
SOPC
智能型
上傳時間:
2013-07-09
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