正弦信號發(fā)生器設(shè)計

7.2萬字 82頁 有設(shè)計圖和程序代碼
摘要
采用FPGA＋DAC來實現(xiàn)DDS。這樣通過FPGA在數(shù)字域?qū)崿F(xiàn)頻率合成然后通過DAC形成信號波形。由于信號都是由FPGA在數(shù)字域進(jìn)行處理，可以很方便的將FM和AM等調(diào)制在數(shù)字域?qū)崿F(xiàn)。所有調(diào)制電路的功能都由FPGA片內(nèi)的數(shù)字邏輯電路來實現(xiàn)，整個系統(tǒng)的電路設(shè)計大為簡化，同時由于數(shù)字調(diào)制避免了模擬調(diào)制帶來的誤差和干擾，大大提高了調(diào)制的性能，而且硬件電路設(shè)計的軟件化，使得電路設(shè)計的升級改進(jìn)工作大為簡化。本系統(tǒng)由FPGA、單片機(jī)控制模塊、鍵盤、LCD液晶顯示屏、DAC輸出電路和末級放大電路構(gòu)成。僅用單片F(xiàn)PGA就實現(xiàn)了直接數(shù)字頻率合成技術(shù)（DDS），產(chǎn)生穩(wěn)幅正弦波，并在數(shù)字域?qū)崿F(xiàn)了AM、FM、ASK、PSK等四類調(diào)制信號。調(diào)制信號既可由用戶輸入?yún)?shù)由FPGA內(nèi)部生成，也可以從外部輸入。整個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，電路簡單，功能強(qiáng)大，可擴(kuò)展性強(qiáng)。
Abstract
This system is composed by FPGA, MCU controller, keyboard, LCD, DAC and amplifier modules. The DDS, Direct Digital Synthesizer, which is implemented by a unique FPGA IC, can provide the stable sine signal with digital AM, FM, ASK, PSK modulation. The modulation signal can be provided NOT only by FPGA, which will receive parameters from user, but also from external input. This system features in compact module, simple circuit, powerful functions and flexible expansion.

關(guān)鍵詞: FPGA、DDS、AM、FM、ASK、PSK、單片機(jī)、SPCE061A、累加寄存器
目 錄

一、方案論證與比較………………………………………………………………3
(一)、正弦信號輸出方案………………………………………………………………4
（二）、信號調(diào)制方案…………………………………………………………………4
（三）、單片機(jī)方案論證………………………………………………………………6
二、總體設(shè)計……………………………………………………………………………6
（一）、總體設(shè)計簡述……………………………………………………………………6
1． 統(tǒng)框圖…………………………………………………………………………………6
2． 單片機(jī)小系統(tǒng)…………………………………………………………………………7
3． DDS（數(shù)字頻率合成）及調(diào)制電路模塊……………………………………………7
4． 濾波及放大電路………………………………………………………………………7
5． 電源設(shè)計………………………………………………………………………………7
（二）、理論分析與參數(shù)設(shè)計……………………………………………………………7
1． 載頻參數(shù)計算…………………………………………………………………………7
2． AM調(diào)制參數(shù)設(shè)計………………………………………………………………………7
3． FM調(diào)制參數(shù)設(shè)計…………………………………………………………………………8
4． ASK/PSK調(diào)制參數(shù)設(shè)計…………………………………………………………………8
5． 濾波電路參數(shù)計算………………………………………………………………………8
6． 放大電路參數(shù)計算………………………………………………………………………8
(三）、主要電路設(shè)計與分析………………………………………………………………8
1.基于FPGA的DDS設(shè)計……………………………………………………………………8
2．M調(diào)制信號的產(chǎn)生電路設(shè)計……………………………………………………………18
3．AM調(diào)制信號設(shè)計…………………………………………………………………………20
4．PSK、ASK信號的產(chǎn)生電路設(shè)計…………………………………………………………22
5．ASK信號的產(chǎn)生電路設(shè)計………………………………………………………………23
三、數(shù)字邏輯設(shè)計……………………………………………………………………26
四、次要電路設(shè)計……………………………………………………………………26
（一）、控制模塊……………………………………………………………………………26
（二）、信號產(chǎn)生模塊………………………………………………………………………27
1．DAC模塊…………………………………………………………………………………27
2．濾波部分…………………………………………………………………………………28
3．放大部分…………………………………………………………………………………28
4．鍵盤設(shè)計…………………………………………………………………………………30
五 、軟件設(shè)計…………………………………………………………………………32
（一）、設(shè)計目的…………………………………………………………………………32
（二）、設(shè)計思路…………………………………………………………………………32
（三）、程序編寫…………………………………………………………………………34
1．AD9850程序編寫…………………………………………………………………………35
2．ADC程序編寫……………………………………………………………………………38
3．AGC程序編寫……………………………………………………………………………40
4．ADC程序編寫……………………………………………………………………………44
5．SPCE061V004程序編寫…………………………………………………………………46
6．鍵盤程序編寫……………………………………………………………………………59
7．LCD程序編寫……………………………………………………………………………62
六、指標(biāo)測試……………………………………………………………………………78
（一）、基本要求測試……………………………………………………………………78
1．正弦波頻率范圍測試……………………………………………………………………78
2．頻率步進(jìn)設(shè)置測試………………………………………………………………………78
（二）、發(fā)揮部分測試………………………………………………………………………79
1．調(diào)制信號調(diào)制度 測試………………………………………………………………79
2．調(diào)制度 步進(jìn)測試……………………………………………………………………79
3．頻率調(diào)制信號頻偏測試…………………………………………………………………80
4．PSK、ASK調(diào)制測試………………………………………………………………………80
（三）、擴(kuò)展部分測試………………………………………………………………………80
七、總結(jié)………………………………………………………………………………………80
參考文獻(xiàn)………………………………………………………………………………………81