VXI总线自动测试系统中任意波形器的研究

摘要

以任意波形发生器为代表的通用信号源，是现代测试领域内应用最为广泛的通用仪器之一，它可以产生包括各种理想及非理想的波形信号，不但可以产生纯净的正弦波、方波、三角波等常规波形，而且可以产生线性调频、调相、调幅信号，更为重要的是能够根据用户需求生成任意波形。 本课题的主要任务是VXI总线任意波形发生器模块的研究。VXI总线任意波形发生器是VXI测试系统中一个基础的激励源模块。作为一种基于VXI总线的寄存器基模块化仪器，它可以很方便地与VXI总线其它模块组成VXI测试系统，最大限度地发挥计算机和微电子技术在当今测试领域中的应用，是自动测试系统中重要组成单元之一。 本文主要是从硬件设计和软件设计两方面介绍了VXI总线的任意波形发生器的研究。在硬件设计方面，主要研究采用直接数字合成(Direct DigitalFrequency Synthesis，简称DDS)技术实现任意波形发生器，该波形发生器同时具有波形合成与数字调制的功能。在软件设计方面，使用当前流行的虚拟仪器编程语言Labv Windows/CVI开发了任意波形发生器的软面板和波形编辑器。通过软面板用户可以设置各种波形参数，进而控制硬件模块产生相应的波形信号。这使得仪器能够根据需要产生各种常规波形及非常规波形。

目录

文摘

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第1章绪论

1.1 VXI总线概述

1.2任意波形发生器的发展概况

1.3本课题的来源、目的和意义

1.4主要研究内容

第2章VXI总线任意波形发生器技术论证

2.1信号重构理论

2.1.1采样理论

2.1.2信号重构

2.2直接数字合成波形(DDS)原理

2.2.1 DDS的数学原理

2.2.2 DDS的工作原理

2.3 DDS的噪声分析

2.3.1 DDS的理想输出频谱

2.3.2实际DDS输出噪声问题

2.4抗干扰设计

2.4.1 VXI总线电磁兼容性要求

2.4.2提高电磁兼容性的措施

2.5本章小结

第3章VXI任意波形发生器的硬件设计

3.1设计思路

3.2主要芯片介绍

3.2.1直接数字合成器AD9851介绍

3.2.2 FPGA简介

3.2.3 IT9010芯片介绍

3.3硬件实现方案

3.3.1硬件组成结构

3.3.2标准波形产生

3.3.3任意波形产生

3.3.4 VXI接口电路

3.3.5信号调理电路

3.4本章小结

第4章任意波形发生器软件设计

4.1虚拟软件结构(VISA)技术介绍

4.2利用VISA技术编写驱动程序

4.2.1仪器驱动程序结构模型

4.2.2任意波形发生器驱动程序的设计

4.3 LabWindows/CVI概述

4.4波形的产生方式

4.4.1用波形库生成波形

4.4.2用数学方程式生成波形

4.4.3用鼠标手动绘制波形

4.4.4波形数据文件导入生成波形

4.5任意波形发生器软面板程序设计

4.5.1软面板的编制过程

4.5.2任意波形发生器主控面板设计

4.5.3标准波形软面板设计

4.5.4任意波形软面板设计

4.6本章小结

第5章实验分析

5.1实验结果

5.2尚待改进之处

5.3本章小结

结 论

参考文献

攻读硕士学位期间已发表的学术论文

致 谢