武汉理工大学《能力拓展训练》课程设计说明书 1 简易信号发生器 1 引言 信号发生器又称信号源或振荡器，在生产实践和科技领域中有着广泛的应用。它能够产生多种波形，如三角波、锯齿波、矩形波（含方波）、正弦波等，在电路实验和设备检测中具有十分广泛的用途。例如在通信、广播、电视系统中，都需要射频（高频）发射，这里的射频波就是载波，把音频（低频）、视频信号或脉冲信号运载出去，就需要能够产生高频的振荡器。在工业、农业、生物医学等领域内，如高频感应加热、熔炼、淬火、超声诊断、核磁共振成像等，都需要功率或大或小、频率或高或低的信号发生器。 本设计采用FPGA 来设计制作多功能信号发生器。该信号发生器可以产生锯齿波、三角波、方波等波形。 2 FPGA 简介 FPGA（Field－Programmable Gate Array ）即现场可编程门阵列，它是在PAL、GAL、CPLD 等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路（ASIC）领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。 与传统们阵列和掩模可编程门阵列 (MPGA)相比，FPGA 具有很多的优点，传统门阵列可以用来设计任何电路，但是只能在工厂中一次性编程，而且还需要针对该电路的特定的掩模。FPGA 是标准通用器件。使用其代替 MPGA，可以将设计时间由几个月缩短至几小时，并且使设计更加简单，从而减少了错误修改和设计指标变更的花费。 FPGA 器件在结构上，由逻辑功能块排列为阵列，它的结构可以分为三个部分：可编程快 CLB（Configu rable Logic Blocks）、可编程I/O 模块 IOB（Inpu t Block）和可编程内部连线 PI（Programmable Interconnect）。CLB 在器件中排列为阵列，周围有环形内部连线，IOB分布在四周的管脚上。 FPGA 也存在缺点，FPGA 中，每个可编程的点都有电阻和电容。电阻和电容的使用减慢了信号的传输速度，所以 FPGA 的速度比传统门阵列要低，而且，FPGA 中互联延迟是武汉理工大学《能力拓展训练》课程设计说明书 2 不可预测的。 FPGA 的基本特点主要有： 一、采用 FPGA 设计ASIC 电路，用户不需要投片生产，就能得到合用的芯片。 二、FPGA 可做其它全定制或半定制 ASIC 电路的中试样片。 三、FPGA 内部有丰富的触发器和 I／O 引脚。 四、FPGA 是 ASIC 电路中设计周期最短、开发费用最低、风险最小的器件之一。 五、FPGA 采用高速 CHMOS 工艺，功...
