毕业论文--基于FPGA和锁相环的信号发生器设计

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1、基于FPGA和锁相环的信号发生器设计作者姓名信息专业电子信息工程指导教师姓名xxxx专业技术职务讲师目录摘要1ABSTRACT2第一章绪论31.1课题的背景和意义31.2国内外研究现状31.3论文主要工作内容4第二章开发环境和相关技术52.1FPGA52.2VHDL语言52.3QuartusⅡ设计平台6第三章总体方案设计63.1任意波形发生器简介63.2设计方案分析73.2系统总体设计7第四章基于FPGA和锁相环的任意波形发生器的设计84.1FPGA的开发流程84.2锁相环模块设计94.2.1锁相环的基本原理9

2、4.2.2锁相环设计94.3数字分频器模块104.3.1分频器简介104.3.2分频器设计104.3.1仿真结果114.4相位计数器模块114.4.1计数器简介114.4.2相位计数器设计124.4.3仿真结果124.5波形发生模块124.5.1波形发生器工作原理124.5.2设计步骤124.6波形选择模块144.6.1数据选择器简介144.6.2波形选择模块设计144.6.3仿真结果154.7顶层图及仿真154.8D/A转换模块174.8.1DAC芯片简介174.8.2DAC芯片与FPGA的连接18第5章硬件

3、配置185.1FPGA的配置185.2JTAG配置18第6章总结及展望196.1总结196.2工作展望19参考文献1附录2致谢5山东轻工业学院2011届本科生毕业设计（论文）摘要信号发生器是广泛应用于电子测量和科学研究实验中的通用信号源，随着现代测量和现代通信技术的发展，越来越需要有高稳定度、高纯度的信号源。而锁相频率合成器技术的提出和大规模可编程逻辑器件的发展为新一代函数信号发生器的设计与实现提供了理论依据和技术支持。本文主要讲述了如何通过锁相环与FPGA来设计频率及幅度都可调的信号发生器。通过对实现这种技术

4、的方案进行比较，本文选择以Altera公司的CycloneⅢ系列芯片EP3C40F48417为核心，以硬件描述语言VHDL为开发语言，设计了一款可以产生正弦波、三角波、锯齿波和方波的函数信号发生器，四种信号之间可以随意切换，并且输出波形的频率和幅度都可以调节。论文详细阐述了在QuartusⅡ环境中利用VHDL语言设计函数发生器的过程，并给出了相应的仿真结果和测试结果。实验表明，采用锁相环与FPGA设计函数信号发生器的设计方案是切实可行的，并且所设计的函数信号发生器具有频率稳定性高、体积小、成本功耗低等优点，是函

5、数信号发生器未来的发展方向。关键词信号发生器锁相环FPGAVHDL5山东轻工业学院2011届本科生毕业设计（论文）ABSTRACTSignalgeneratoriswidelyusedinelectronicmeasurementandscientificresearchexperimentsofgeneralsource.Withmodernmeasurementandmoderncommunicationstechnologydevelopment,Moreandmoreneedsahighdegreeof

6、stabilityandhighpuritysource.Butphase-lockedfrequencysynthesizertechnologywasproposedandlarge-scaleprogrammablelogicdevicesforthenewgenerationofthedevelopmentoffunctionsignalgeneratorprovidesthedesignandimplementationofthetheoryandtechnologysupport.Thispaper

7、mainlyintroduceshowtopassandphaselockloopandFPGAtodesignfrequencyandamplitudeareadjustablesignalgenerator.Basedontheschemetorealizingthistechnologycomparison,ThisarticlechoosestoCycloneⅢseriesofAlteracompanyEP3C40F48417ascorechip,HardwaredescriptionlanguageV

8、HDLlanguagefordevelopment,Designanewcanproducesinewave,trianglewave,thesawtoothwaveandsquare-wavefunctionsignalgenerator,Fourkindsofsignalswitchingbetweencanfreely.PaperdetailedpresentsusingVHDL