电子测量技术课程设计

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1、 电子测量技术课程设计电子测量技术课程设计 本文从本文从 DDS 基本原理出发，利用基本原理出发，利用 FPGA来产生正弦波，可以实来产生正弦波，可以实 现频率和相位的控制和调节。相对于现在的现频率和相位的控制和调节。相对于现在的 DDS 芯片，芯片，FPGA更加更加 的灵活和方便。同时，也是未来得发展方向。的灵活和方便。同时，也是未来得发展方向。 一、设计要求一、设计要求 1基本要求 （1）制作完成一路正弦波信号输出，频率范围 20HzHz20k kHzHz； （2）具有频率设置和频率步进功能，频率步进 10HzHz； （3）输出信号频率稳定度优于 10 -5，用示波器观察时无明显失真； （

2、4） 输出电压幅度： 在 10kk 负载电阻上的电压峰-峰值V Vopp opp20V V； （5） 数字显示正弦波的电压有效值、 频率等， 电压有效值精度 5%， 频率精度 0.1%。 2 2发挥部分 （1）将正弦波输出信号扩展到三相输出，波形无明显失真，频率 可调范围扩展到 1HzHz30k kHzHz，频率步进 1HzHz； （2）在上述信号频率范围内，任两相间的相位差在 0359范 围内可任意预置，相位差步进 1； （3）在 1HzHz30k kHzHz 频率范围内，增加矩形波输出信号，频率可任 意预置，频率步进 2HzHz，频率精度 0.05%；矩形波信号的占空比可 以预置，占空比步

3、进 360 1 ，当占空比为 4 1 时，误差 360 2 ； （4）信号发生器能输出载波频率约为 10kHz 的调频信号输出，要求调制信号频率在 100Hz1kHz 频率范围内可变，用示波器观察载波信号无明显失真； 二、设计二、设计方案方案 方案一：用专用的 DDS 芯片 ADI 公司的 AD9959，AD9959 可以实现最 多 16 电平的 频率、相位和幅度调制，还可以工作在线性调频、调相或调幅模式。 AD9959 的应用范围包括相控阵列雷达卢纳系统、仪表、同步时钟 和 RF 信号源，并且有 4 路带 10 位 DAC 的 DDS 通道，最高取样频 率为 500 MSPS，完全可以满足题

4、目要求。 方案二：FPGA 实现 DDS 技术，把 DDS 中的 ROM 改用 SRAM， SRAM 作为一个波形抽样数据的公共存储器， 只要改变存储波形信息 的数据，就可以灵活地实现任意波形发生器。 方案比较：方案一中使用到专用的 DDS 芯片，利用专门 DDS 芯片 开发的信号源比较多，它们输出频率高、波形好、功能也较多，但它 们的 ROM 里一般都只存有一种波形（正弦波），加上一些外围电路 也能产生少数几种波形，但速度受到很大的限制， 因此使用不是很灵 活。用 FPGA 设计 DDS 电路比采用专用 DDS 芯片更为灵活。因为 只要改变 SRAM 中的数据，就可以产生任意波形，因而具有相当大 的灵活性。FPGA 芯片还支持在线升级，将 DDS 设计嵌入到 FPGA 芯片所构成的系统中， 并采用流水线技术， 其系统成本并不会增加多 少，而购买专用芯片的价格则是前者的很多倍。因此，采用 FPGA 来设计 DDS 系统具有很高的性能价格比。因此我们选择方案一。 三、单元模块设计三、单元模块设计