基于FPGA的简易多功能信号发生器的设计与实现开题报告

 2021-08-08 10:56:35

1. 研究目的与意义

信号发生器就是能够产生各种测量信号的来源,它是一种常用的电子仪器可以用来产生被测电路所需特定参数的电测试信号,广泛应用于航空航天、电力电子、电子测量、生物医疗、环保、科研、机械运动、新型材料等领域。信号发生器诞生开始,就在电子测试、电子设计、模拟仿真工作中扮演着重要角色,加快了电子测试与设计工作的发展。

目前我国在信号发生器的发展还不容乐观,产业结构不合理,技术密集型产品明显落后于发达国家。因此,开发高性价比的信号发生器对我国的电子产业有重大意义。所以研究基于FPGA的简易多功能信号发生器很有必要。

2. 国内外研究现状分析

目前市场上已有的任意信号发生器有很多种,其电路形式有采取运放及分立元件构成;也有采用单片集成的函数发生器;以及以单片机和FPGA为核心,辅以必要的模拟电路构成的DDS数字信号发生器。在保证信号发生器的稳定性、频率范围、幅值范围等指标的同时,实现对输出信号的频率、相位和幅值的数字控制是现代发生器的发展方向。

传统的信号发生器用专用芯片设计,如国外推出了的新一代函数信号发生器MAX038,具有输出频率高、精度高、调节方式灵活等优点,但是其外围电路复杂且成本高。而将DDS设计设计嵌入到FPGA芯片所构成的系统中,其系统成本不会增加多少,而购买专用芯片的价格比前者多很多倍。因而采用FPGA设计的信号发生器有很高的性价比,并能够简化电路设计,提高系统可靠性。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容

实现基于fpga的简易多功能信号发生器,产生稳定的正弦波、三角波、方波或锯齿波输出,并且频率、幅度均可调,频率为100hz~1khz可调,分十档,步进频率为100hz;幅度从0~10v连续可调。

整个系统中主要有以下几个模块:波形生成模块、波形选择模块、控制模块、d/a转换模块。

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4. 研究创新点

实现基于FPGA的简易多功能信号发生器,它的设计简单,功能齐全,而且价格便宜。

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