基于LabVIEW和SOPC的智能型函数发生器的研究与设计

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1、西华大学硕士学位论文基于LabVIEW和SOPC的智能型函数发生器的研究与设计电力电子与电力传动专业研究生牟涛指导教师魏金成摘要函数发生器又名任意波形发生器,是一种常用的信号源,广泛应用于通信、雷达、导航等现代电子技术领域。信号发生器的核心技术是频率合成技术,主要方法有:直接模拟频率合成、锁相环频率合成(PLL)、直接数字合成技术(DDS)。DDS是开环系统,无反馈环节,输出响应速度快,频率稳定度高。因此直接数字频率合成技术是目前频率合成的主要技术之一,其输出信号具有相对较大的带宽、快速的相位捷变、极高的相位分辨率

2、和相位连续等优点。本文的主要工作是采用SOPC结合虚拟仪器技术,进行DDS智能函数发生器的研制。本文介绍了虚拟仪器技术的基本理论,简要阐述了仪器驱动程序、VISA等相关技术。对SOPC技术进行了深入的研究:SOPC技术是基于可编程逻辑器件的可重构片上系统,它作为SOC和CPLD/FPGA相结合的一项综合技术,结合了两者的优点,集成了硬核或软核CPU、DSP、锁相环、存储器、I/O接口及可编程逻辑,可以灵活高效地解决SOC方案,而且设计周期短,设计成本低,非常适合本设计的应用。本文还对基于DDS原理的设计方案进行了分

3、析,介绍了DDS的基本理论以及数学综合,在研究DDS原理的基础上,利用SOPC技术,在一片FPGA芯片上实现了整个函数发生器的硬件集成。本文就函数发生器的设计制定了整体方案,对软硬件设计原理及实现方法进行了具体的介绍,包括整个系统的硬件电路,SOPC片上系统和PC端软件的设计。在设计中,LabVIEW波形编辑软件和函数发生器二者采用异步串口进行通信。利用LabVIEW的强大功能,把波形的编辑,系统的设置放到计算机上完西华大学硕士学位论文成,具有人机界面友好、系统升级方便、节约硬件成本等诸多优势。同时充分利用了FPG

4、A内部大量的逻辑资源,将DDS模块和微处理器模块集成到一个单片FPGA上,改变了传统的系统设计思路。通过对系统仿真和实际测试,结果表明该智能型函数发生器不仅能产生理想的输出信号,还具有集成度高、稳定性好和扩展性强等优点。关键词:智能型函数发生器,虚拟仪器,可编程片上系统,直接数字合成技术,NiosII处理器。。堕兰奎堂堡主堂垡笙窒}TheDesignofArbitaryWaveformGeneratorusingLabVIEWandSOPCPowerEleetronieandPowerDriveCandidate:

5、MuTaoSupervisor:WeiJinchengAbstractArbitraryWaveforillGeneratoriSakindofcommonlyusedsignalsourcewith、杭deapplicationinthefieldofcommunications,radar,navigation,andothermodemelectronicfield.ThecoreofSignalGeneraterisfrequencysynthesisor,themainmethods,are:direct

6、analogfrequencysynthesis,PLLfrequencysynthesizer(PLL),directdigitalsynthesis(DDS).DDSisanopen-loopsystemwithoutfeedback,itsfrequencysynthesisspeedandfrequencystabilityareveryhigh.SoDDS(directdigitalsynthesis)technologyisoneofthemaintechniquestogeneratesignals、

7、析mrelativelylargebandwidth,fastphaseagility,fmeprecisionandcontinuousphase.ThesisintroducesamethodtodevelopahighpreciseDDSsignalsourcebased011LabVIEWandSOPC.Thesisintroducesthebasictheoriesofvirtualinstrumenttechnology,includingtheconcept,composition,classific

8、ation.Onthebasisofthis,thethesisintroducesthesoftwarestructureofvirtualinstrumentsystemandbrieflyintroducestherelevanttechnology,suchasinstrumentdriver,VISA,etc.SOPCtechnologyhasth

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