基于fpga的任意波形发生器设计与实现(初稿)

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1、11第一章绪论代号分类号学号密级10701TP216+.1公开0611420822题（中、英文）目基于FPGA的任意波形发生器的设计与实现DesignandRealizationoftheArbitraryWaveformGeneratorBasedonFPGA作者姓名胡力坚指导教师姓名、职务胡方明教授学科门类工学提交论文日期二○○九年一月学科、专业电路与系统11第一章绪论西安电子科技大学学位论文创新性声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及

2、取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切的法律责任。本人签名：日期西安电子科技大学关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安电子科技大学

3、。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证，毕业后结合学位论文研究课题再攥写的文章一律署名单位为西安电子科技大学。（保密的论文在解密后遵守此规定）本学位论文属于保密，在年解密后适用本授权书。本人签名：日期导师签名：日期11第一章绪论摘要任意波形发生器是不断发展的数字信号处理技术和大规模集成电路工艺蕴育出来的一种新型测量仪器，能够满足人们对各种复杂信号或特殊信号的需求，代表了信号源的发展方向。可编程

4、门阵列（FPGA）具有高集成度、高速度、可重构等特性。使用FPGA来开发数字电路，可以大大缩短设计时间，减小印制电路板的面积，提高系统的可靠性和灵活性。本课题将DDS、USB接口和虚拟仪器技术有机地结合在一起，以FPGA为硬件基础，通过系统硬件电路设计、逻辑设计和软件设计，实现了一款基于FPGA的低成本、便携式、可扩展的即插即用任意波形发生器。本文系统的分析了DDS技术的基本组成、工作原理及其输出信号的频谱特性，给出了改善合成信号频谱纯度的方法，为任意波形发生器的设计与实现提供了理论指导。本课题从

5、总体上规划了任意波形发生器的硬件结构，结合DDS输出信号的频谱特性，设计了两种滤波器对信号进行滤波处理，并开发了硬件平台。以QuartusII软件作为开发工具，对CycloneII系列FPGA芯片EP2C5Q208C8实现的DDS结构中的数字部分及该部分与USB接口进行了设计，并实现了波形的调幅、调频及多种数字调制。在此基础上，使用当前流行的虚拟仪器设计软件LabWindows/CVI，利用计算机强大的计算和显示功能，设计了任意波形发生器的操作面板。通过在操作面板上选择正弦波、方波、三角波、锯齿波

6、、白噪声等常规波形或者手动绘制任意波形，并设置波形参数，进而控制硬件系统产生相应波形信号，充分体现了任意波形发生器的“任意性”。通过测试，证明本任意波形发生器达到了预期的设计要求。关键词：直接频率合成可编程门阵列通用串行总线虚拟仪器11第一章绪论AbstractWiththeunceasingdevelopmentofdigitalsignalprocessingtechniqueandVLSItechnology,anewmeasureinstrument—arbitrarywaveformge

7、nerator(AWG)comesintobeing.AWGcanmeetthedesireofcomplicatedandspecialsignal,whichrepresentsthedevelopingdirectionofsignalsources.Fieldprogrammablegatearray(FPGA)hasthefeaturesoflargescaleintegration,highworkingfrequencyandreconfiguration.Itcangreatlys

8、hortendesignperiod,reducethesizeofprintedcircuitboard(PCB)andimprovesystemreliabilityandflexibilitytodesigndigitalcircuitbyuseofFPGA.Bycombiningdirectfrequencysynthesis(DDS),universalserialbus(USB)andvirtualinstrumenteffectively,alowcost,porta