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(yīng)用于通信、雷達(dá)、導(dǎo)航等現(xiàn)代電子技術(shù)領(lǐng)域。信號發(fā)生器的核心技術(shù)是頻率合成技術(shù),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(shù)(DDS)。DDS是開環(huán)系統(tǒng),無反饋環(huán)節(jié),輸出響應(yīng)速度快,頻率穩(wěn)定度高。因此直接數(shù)字頻率合成技術(shù)是目前頻率合成的主要技術(shù)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(jié)合虛擬儀器技術(shù),進(jìn)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(shù)的基本理論,簡要闡述了儀器驅(qū)動程序、VISA等相關(guān)技術(shù)。對SOPC技術(shù)進(jìn)行了深入的研究:SOPC技術(shù)是基于可編程邏輯器件的可重構(gòu)片上系統(tǒng),它作為SOC和CPLD/FPGA相結(jié)合的一項綜合技術(shù),結(jié)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(shè)計周期短,設(shè)計成本低,非常適合本設(shè)計的應(yīng)用。本文還對基于DDS原理的設(shè)計方案進(jìn)行了分析,介紹了DDS的基本理論以及數(shù)學(xué)綜合,在研究DDS原理的基礎(chǔ)上,利用SOPC技術(shù),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(shè)計制定了整體方案,對軟硬件設(shè)計原理及實現(xiàn)方法進(jìn)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(shè)計。在設(shè)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(jìn)行通信。利用LabVIEW的強(qiáng)大功能,把波形的編輯,系統(tǒng)的設(shè)置放到計算機(jī)上完 成,具有人機(jī)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(nèi)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(shè)計思路。通過對系統(tǒng)仿真和實際測試,結(jié)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(kuò)展性強(qiáng)等優(yōu)點。關(guān)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(shù),NiosⅡ處理器。
標(biāo)簽:
LabVIEW
SOPC
智能型
上傳時間:
2013-07-09
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