基于fpga的多用途信号发生器的设计

《基于fpga的多用途信号发生器的设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、基于FPGA的多用途信号发生器的设计　　摘要：为了获得适用于光纤传感及光纤通信系统的各种调制及驱动信号，提出了一种基于FPGA的多用途信号发生器的设计方案。以FPGA器件为硬件平台，应用分频技术和DDS技术产生任意中低频信号并能同时输出一种脉冲信号和一种DDS信号及直流信号。脉冲信号的脉冲宽度和重复频率均可键控调节，其最小脉宽可达8ns，且其脉宽偏差小于0.5ns，重复频率为0.05Hz～100MHz可调；DDS信号的输出频率范围为0.0582Hz～100kHz，其频率分辨率可达0.0582Hz。实验结果表明，该信号发生器产生的各

2、种信号稳定性好、精度高且适用于多种场合。　　关键词：信号发生器；分频技术；脉冲信号；FPGA；DDS　　中图分类号：TN911?34文献标识码：A文章编号：1004?373X（2016）13?0072?05　　Abstract：Toobtaindifferentmodulatinganddrivingsignalssuitingforopticalfibersensingandopticalfibercommunicationsystem，adesignschemeofthemultipurposesignalgeneratorb

3、asedonFPGAisproposed.Inthescheme，theFPGAdeviceistakenasthehardwareplatform，andthefrequencydivisiontechnologyandDDStechnologyareusedtogeneratethearbitrarylowandmediumfrequencysignal，andoutputapulsesignal，aDDSsignalandDCsignalatthesametime.Bothpulsewidthandrepetitionfre

4、quency11ofthepulsesignalcanberegulatedbycontrolkeys.Theminimumpulsewidthofpulsesignalcanreachupto8ns，theminimunpulsewidthdeviationislessthan0.5ns，andtherepetitionfrequencyisadjustedfrom0.05Hzto100MHz.TheoutputfrequencyrangeoftheDDSsignalis0.0582Hz～100kHz，andtheminimum

5、frequencycanreachupto0.0582Hz.Theexperimentalresultsshowthatallsignalsgeneratedbythesignalgeneratorhavegoodstabilityandhighprecision，andthegeneratorissuitableforvariousfields.　　Keywords：signalgenerator；frequencydivisiontechnology；pulsesignal；FPGA；DDS　　0引言　　在光纤传感与光纤通信技

6、术中，常需要对在光纤中传输的光载波信号做相应的调制处理以便能在信号接收端接收到按一定规律变化的光信号，以便有利于在信号接收端容易进行信号解调。例如，在分布式光纤传感技术中，常需要在AOM或EOM的射频端加载脉冲调制信号对窄线宽激光器输出的连续激光做脉冲宽度调制以便获得脉冲激励光信号[1?2]；此外，在光纤通信领域的信道监测技术中，常需要在发射机发出的信号上叠加一个小幅度的低频正弦信号作为标记，对于不同的信道采用不同的调制频率，通过在各中继端检测不同频率的调制信号辨别相应光信号的功率电平变化[3?4]。11　　然而，无论是对在光纤中

7、传输的光载波做相应的信号调制处理，还是对相关的调制器加载驱动信号以使调制器正常工作，都必须解决调制信号和驱动信号的产生问题，尤其是产生稳定性好、高精度以及频率和幅度等参数可调的各种脉冲信号、正弦信号、锯齿波和方波等调制和驱动信号，对在信号接收端做信号的接收、转换与解调处理至关重要。而传统的信号发生设备往往功能单一、可产生的信号类型少或者仪器体积大而笨重且价格昂贵、使用环境受限制。鉴于近年来蓬勃发展的FPGA器件具有低成本、高度集成化与小型化、灵活的接口方式和控制方式、高速的运算能力和高性能等优势，采用FPGA为硬件平台，借助Qua

8、rtusⅡ开发软件和VerilogHDL硬件描述语言设计信号发生器更显灵活和方便，且可用于多种工作场合，同时也缩减了相应仪器的体积和成本[5?6]。　　1多功能信号发生器的总体设计　　该多功能信号发生器是基于FPGA设计的，以Altera公司生产的