200MSa_s任意波形发生器的设计与实现.pdf

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1、电子科技大学UNIVERSITYOFELECTRONICSCIENCEANDTECHNOLOGYOFCHINA专业学位硕士学位论文MASTERTHESISFORPROFESSIONALDEGREE（电子科技大学图标）论文题目200MSa/s任意波形发生器的设计与实现专业学位类别工程硕士学号201222020636作者姓名杨帆指导教师唐广副教授分类号密级注1UDC学位论文200MSa/s任意波形发生器的设计与实现（题名和副题名）杨帆（作者姓名）指导教师唐广副教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士专业学位类别工程硕士工程领域名称电子与通信工程提

2、交论文日期2015.03.30论文答辩日期2015.5.21学位授予单位和日期电子科技大学2015年6月答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。电子科技大学硕士学位论文DESIGNANDINMPLEMENTATIONOF200MSA/SARBITRARYWAVEFORMGENERATORAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:Electronics&CommunicationEngineeringAuthor:YangFan

3、Advisor:Prof.TangGuangSchool:SchoolofElectronicEngineering-3-电子科技大学硕士学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，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作了明确的说明并表示谢意。作者签名：日期：年月日论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有

4、权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）作者签名：导师签名：日期：年月日-4-摘要摘要任意波形发生器以直接数字频率合成技术（DDS）作为理论基础而具备了DDS技术的基本特征，它具备频率稳定度高、切换时间短以及分辨率高且可由用户自定义波形等特性，这使得它能被广泛应用在测试系统中。目前电子技术已经达到非常高的水平，人们对于测试的要求也越来越高，这使得任意波形发生器需要达

5、到更高的性能。另一方面，目前能够直接产生双指数函数波形的任意波形发生器还比较少见。正是基于上述这些原因，本文设计了一款能够直接产生双指数函数的200MSa/s任意波形发生器，本课题主要的工作内容如下所述：本论文首先对DDS技术的研究背景作了一定的了解，之后对其原理及输出特性进行了较为详细的分析，并对任意波形发生器的性能改善方法作出了研究。之后对其硬件电路进行了设计，包括以CycloneIII系列FPGA为开发平台的FPGA系统的设计，数模转换电路和相应的滤波器以及放大电路的设计。并且对FPGA逻辑系统进行了研究，完成了时钟模块、相位累加模块、波形存储模块、串口模

6、块及各调制模块的设计。最后基于WindowsMFC平台开发出了该系统的上位机应用程序，该应用程序可通过用户的设置产生相应的波形数据点，并能对其进行FFT变换，还能调节该波形的幅度、频率、相位以及调制方式等信息，最后由本文设计的串口应用程序将这些波形数据信息输送给下位机。本课题所设计的任意波形发生器不仅能够产生出一些标准波形，还可产生双指数函数波形，该波形能够模拟标准雷电波形，另外还可通过手动绘制产生相应的任意波形，并实现了各种模拟调制方式，以及各种二进制数字调制方式。最后通过设置波形的参数，以及对硬件电路系统的控制产生出相应的波形信号，操作简单。最终实验结果显示

7、，所实现的任意波形发生器的采样率能够达到200MHz，且具有12位的垂直分辨率以及1Hz的频率分辨率，具有较高的频率精度，能够产生上述各种波形和完成各种调制，证明了设计的可行性。关键词：任意波形发生器，双指数函数波形，直接数字频率合成技术，FPGAIABSTRACTABSTRACTThearbitrarywaveformgenerator(AWG)takesadvantageofdirectdigitalfrequencysynthesistechnology(DDS)asthetheoreticalbasis.Ithasthecharacteristicsof

8、DDStechnolog