高速任意波形产生电路设计

摘要

在现代测试系统中,不可避免的需要用到信号源。传统的函数信号发生器具有简单、灵活的特点,但通常输出信号的频率较低,产生的信号种类少,调节不够方便。随着技术的发展,数字式信号发生器以其灵活的配置模式、多种信号输出能力以及用户可编程特性受到越来越多的欢迎。但由于受器件水平限制,通常的数字式信号发生器采样频率都不太高,因此在现有条件下尽可能地提高信号发生器的采样频率是目前工作中的重点。
　　本文利用FPGA内部并串转换实现与高速DAC芯片的接口,存储系统也采用FPGA内部的存储器资源实现,从而减轻了外围电路布局布线压力,实现了两路任意波形发生器的设计,同时对两路输出设计了同步电路,并设计了相应的模拟电路,对DAC输出采用了变压器与运放两种方案,测试结果表明,系统满足指标要求。系统采用USB接口与上位机进行通信,使用Matlab产生用户定义波形,外围电路控制系统均在FPGA内部实现,充分利用FPGA资源实现了多路信号源的同步及相关接口电路设计。针对后期开发需要,设计中提供了Flash存储器接口及其他功能接口。
　　由于本论文设计的电路为高速数模混合电路,因此在设计中对高速电路设计中需要注意的问题进行了分析,并就滤波器布局及信号布线进行了介绍,最后给出了系统调试中遇到的问题及相关调试结果,为进一步研究工作积累了经验。

目录

摘 要

Abstract

目 录

第1章 绪 论

1.1 课题背景及研究的目的和意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文主要研究内容及结构安排

第2章 系统设计方案

2.1 DDS简介

2.2 电路总体方案

2.3 电路主要技术指标

2.4 主要器件选型

2.5 本章小结

第3章 硬件电路设计

3.1 AD9739时钟电路

3.2 AD9739同步电路设计

3.3 DAC输出接口设计

3.4 滤波电路设计

3.5 电源系统设计

3.6 本章小结

第4章 FPGA及上位机软件设计

4.1 地址产生模块

4.2 FPGA与DAC接口设计

4.3 ADF4350与AD9739控制电路设计

4.4 USB接口模块设计

4.5 上位机软件设计

4.6 本章小结

第5章 PCB布局及相关调试结果

5.1 高速PCB设计

5.2 系统调试及结果分析

5.3 本章小结

结 论

参考文献

附 录

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致 谢