波形發(fā)生器實(shí)例篇，DDS任意波形發(fā)生器設(shè)計(jì)上篇

波形發(fā)生器是當(dāng)代常用器件之一，想必學(xué)習(xí)波形發(fā)生器或者對(duì)波形發(fā)生器存在一定興趣的朋友，對(duì)波形發(fā)生器或多或少具備一定的了解。本文對(duì)波形發(fā)生器的講解基于任意波形發(fā)生器，該類型波形發(fā)生器是現(xiàn)代電子測(cè)試領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛的通用儀器之一，它的功能遠(yuǎn)比函數(shù)發(fā)生器強(qiáng)，可以產(chǎn)生各種理想及非理想的波形信號(hào)，對(duì)存在的各種波雷達(dá)、導(dǎo)航、宇航等領(lǐng)域。形都可以模擬，廣泛應(yīng)用于測(cè)試、通信、雷達(dá)、導(dǎo)航、宇航等領(lǐng)域。

本文主要內(nèi)容是為大家介紹DDS任意波形發(fā)生器的設(shè)計(jì)，但本文僅為上篇，下篇將在后續(xù)文章中揭露。本文的目的在于提高大家對(duì)波形發(fā)生器的了解，并增強(qiáng)大家的動(dòng)手能力，詳細(xì)內(nèi)容如下：

一、任意波形發(fā)生器的功能

任意波形發(fā)生器既具有其他信號(hào)源的信號(hào)生成能力，又可以通過(guò)各種編輯手段產(chǎn)生任意的波形采樣數(shù)據(jù)，方便地合成其他信號(hào)源所不能生成的任意波形，從而滿足測(cè)試和實(shí)驗(yàn)的要求。任意波形發(fā)生器的主要功能包括：

(1)函數(shù)發(fā)生功能

基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中，為了驗(yàn)證電路功能、穩(wěn)定性和可靠性，需要給它施加理想波形，任意波形發(fā)生器能替代函數(shù)發(fā)生器提供正弦波、方波、三角波、鋸齒波等波形，還具有各種調(diào)制和掃頻能力。利用任意波形發(fā)生器的這一基礎(chǔ)功能就能滿足一般實(shí)驗(yàn)的信號(hào)需求。

(2)任意波形生成

出于各種干擾的存在以及環(huán)境的變化，實(shí)際運(yùn)行在實(shí)際電子環(huán)境中的設(shè)備，電路中往往存在各種信號(hào)缺陷和瞬變信號(hào)，例如過(guò)脈沖、尖峰、阻尼瞬變、頻率突變等。任意波形發(fā)生器可以模擬這些特殊信號(hào)，以測(cè)試系統(tǒng)的實(shí)際性能。

(3)信號(hào)還原功能

在一些軍事、航空等領(lǐng)域，有些電路運(yùn)行環(huán)境很難估計(jì)，在設(shè)計(jì)完成之后，在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中還需要更進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，而有些實(shí)驗(yàn)的成本很高或者風(fēng)險(xiǎn)性很大(如飛機(jī)試飛時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行情況)，人們不可能重復(fù)作實(shí)驗(yàn)來(lái)判斷所設(shè)計(jì)產(chǎn)品的可行性和穩(wěn)定性。此時(shí)，可以利用任意波形發(fā)生器的信號(hào)還原功能。在做一些高耗費(fèi)、高風(fēng)險(xiǎn)實(shí)驗(yàn)時(shí)，可以通過(guò)數(shù)字示波器把現(xiàn)實(shí)中的實(shí)際波形記錄下來(lái)，再通過(guò)計(jì)算機(jī)接口下載到任意波形發(fā)生器，通過(guò)任意波形發(fā)生器還原實(shí)驗(yàn)中的實(shí)際做進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證工作。

二、硬件結(jié)構(gòu)說(shuō)明

三、設(shè)計(jì)過(guò)程

在本系統(tǒng)中，DDS是任意波形實(shí)現(xiàn)的技術(shù)關(guān)鍵，其核心為相位累加器(全加器與數(shù)字寄存器)與ROM波形查詢表構(gòu)成。那么我們?cè)O(shè)計(jì)DDS的框圖如下

建立一個(gè)模塊實(shí)現(xiàn)從單片機(jī)接收來(lái)的頻率控制字的寄存功能，作為寄存器。全加器實(shí)現(xiàn)20位的相位累加，通過(guò)頻率控制字作為步長(zhǎng)進(jìn)行控制。由于FPGA內(nèi)輸出位數(shù)有限，因此建立一個(gè)模塊進(jìn)行高位截?cái)?，只取高十位，接收累加器輸出的?shù)據(jù)。然后再通過(guò)波形ROM完成波形的查找與輸出。這部分為固定的正弦波、三角波、方波與鋸齒波等常規(guī)波形的輸出部分。任意波形部分，則需要一個(gè)能隨時(shí)接受數(shù)據(jù)更新的RAM，其數(shù)據(jù)的寫入由單片機(jī)控制，接收上位機(jī)的下傳數(shù)據(jù)，其數(shù)據(jù)的讀取由DDS中的地址發(fā)生器控制，這樣即可產(chǎn)生任意波形輸出。

以上內(nèi)容便是小編此次帶來(lái)的“波形發(fā)生器”的所有相關(guān)內(nèi)容，本文主要講解了DDS任意波形發(fā)生器設(shè)計(jì)的部分內(nèi)容，希望大家對(duì)本文敘述的內(nèi)容有所了解。DDS任意波形發(fā)生器設(shè)計(jì)下篇，小編將在后期文章中給出。如果你對(duì)本文內(nèi)容感到滿意，抑或想了解DDS任意波形發(fā)生器的完整設(shè)計(jì)過(guò)程，不妨持續(xù)關(guān)注我們的網(wǎng)站哦。最后，十分感謝大家的閱讀，have a nice day!