基于FPGA的智能函数发生器设计.pdf

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1、第6卷第1期黑龙江大学工程学报Vo1．6，No．12015年3月JournalofEngineeringofHeilongjiangUniversityMar．，2015IX)I：10．13524／j．2095—008x．2015．01．016基于FPGA的智能函数发生器设计孙晓昕，陈凡非，吴鹏飞，曲(黑龙江大学电子工程学院，哈尔滨15OO8O)摘要：针对传统函数发生器设计的缺点，提出了一种智能函数发生器设计方法。该方法采用Qt设计上位机程序与USART串行通信技术相结合，实现对下位机的实时控制，兼顾了系统的灵敏度和鲁棒性。利用该方法设计了智能函数发生器模数转换模块、外部调制电路模块和滤波电路

2、模块，并基于EP4CE6F17C8型FPGA芯片实现频率调制、幅度调制、偏置调制、波形调制以及占空比调制等功能。测试结果表明：该函数发生器能产生正弦波、方波、三角波、锯齿波等4种函数波形，其调频范围为1Hz～1MHz，调幅范围为一1OV～+1OV。关键词：现场可编程门阵列；直接数字频率合成；智能仪表；串行通信中图分类号：TP212．6文献标志码：A文章编号：2095—008X(2015)01—0080—07DesignofsmartfunctiongeneratorbasedonFPGASUNXiao—Xin，CHENFan-Fei，WUPeng—Fei，QUWei(SchoolofElect

3、ronicEngineering，HeilongjiangUniversity，Harbin150080，China)Abstract：Aintelligentfunctiongeneratordesignmethodwasproposedaccordingtotheshortcomingsoftraditionalfunctiongenerator．ThemethodusedQttodesignuppercomputerprogramandusedUSARTserialcommunicationcometruethereal—timecontroltothelowercomputer．The

4、sensitivityandrobustnessofthesystemweretakenintoaccount．Theanalog—digitalconvertermodular，theexternalmodulationcircuitmodularandthefiltercircuitmodularweredesignedbythismethod，andfunctionsoffrequencymodulation，amplitudemodulation，offsetmodulation，waveformmodulation，dutycyclemodulationandSOonwerereal

5、izedbasedonFPGAchip(EP4CE6F17C8)．Fromtheexperimentalresults：thisfunctiongeneratorcanproducesinewave，squarewave，triangularwaveandsawtoothwave．Thefrequencyrangewas1Hzto1MHzandtheamplitudemodulationrangewas一10Vto+10V．Keywords：FPGA；DDS；intelligentinstruments；serialcommunications一种具有频率、幅度、偏置等调制功能的多波形信0引言

6、号源，可以产生特定波形信号用于测试、校准、甚至为其他电路提供能源等工作。随着现代通信技术函数发生器是一种历史悠久的测量仪器，它是的不断发展，人们对函数发生器的性能提出了更高收稿日期：2014—08—20网络出版地址：http：／／wwⅥcnki．net／kcms／detail／23．1566．T．20150119．1618．005．html基金项目：2012年黑龙江省研究生创新科研项目(YJSCX2012317HLJ)；2014年黑龙江大学研究生创新科研项目(YJSCX2014074HLIU)作者简介：孙晓昕(1988)，女，山东郓城人，硕士研究生，研究方向：电路分析与测试，E-mail：SX

7、Xszcb@126．corn；*通讯作者：曲伟(I970一)，女，黑龙江哈尔滨人，教授，硕士研究生导师，研究方向：电路分析与测试，E-mail：quweiT0@163．com。第1期孙晓昕，等．基于FPGA的智能函数发生器设计·81·的要求，不仅能产生任意波形，且要求操作方便快捷，输出波形稳定度好，频率精确度高。为了适应现代通信电子技术的发展和市场的需求，研究函数发生器具有非常重要的理论意义和应用