《虚拟/智能DDS任意信号发生器研制》设计说明书作者：张志坚杜应彪詹金星李贵仁钟伟群陈旭贵（电子工程系）指导老师：宋跃胡升平余炽业黎山峰林盛鑫2006年2月15日一、《虚拟与智能DDS任意信号发生器》设计思想本系统采用虚拟与智能兼容方式，以单片机为控制中心和总线转换、FPGA为系统核心和数字载体，在虚拟方式时，由Delphi编程产生的可视化虚拟控制软件界面，在PC机控制下虚拟地实现任意信号发生器的功能。智能方式时采用单片机P89LV51RD2为CPU,在FPGA内建键盘扫描电路，借助C51语言编程通过触摸按键和液晶显示器JHD12232实现人机对话,智能地实现任意信号发生器的功能。信号发生器设计中采用直接数字频率合成法（DDS），借用FPGA中内部可重构RAM实现两个4K×10bit的波形存贮功能，相位累加器为32位，存贮器为10位，时钟频率为100MHz(±0.5ppm)。2个信号输出通道，能输出0.01Hz～10MHz的正弦波、三角波、矩形波、锯齿波、数码流以及FM、AM、ASK、FSK自定义波，其频率、幅度、初相、占空比（方波）、码元速率（数码流）调幅指数、调频系数均步进可调。二、《虚拟与智能DDS任意信号发生器》设计特点及技术指标本仪器是一台精密的任意函数信号发生器，具有输出函数信号、调频、调幅、FSK、ASK、猝发、可编程数码流、频率扫描、幅度扫描及任意波形等信号的功能。本仪器是电子工程师、电子实验室、生产线及教学、科研的理想测试设备。“任意波形发生器”双通道输出，在与PC机相连时，设计出了具有自主知识产权的DELPHI仪器操作界面，用户通过界面用时域或频域输入方法产生任意波形，仪器核心具有柔性设计的特点，仪器功能可软件升级，仪器通过键盘和液晶实现智能工作方式，仪器的性价比高，可广泛应用于工程测试、科研、教学等领域。1、波形特性主波形：正弦波，方波，三角波，锯齿波，数码流，随机噪声任意波形：计算机界面输入波形幅度分辨率：10bits储存波形：正弦波，方波，三角波，锯齿波等4种波形波形长度：2048点波形幅度分辨率：10bits脉冲波占空系数：0-100%（频率≤100kHz），2、频率特性频率范围：主波形：100μHz-10MHz储存波形：100μHz-100kHz分辨率：100μHz频率误差：≤±5×10-6频率稳定度：优于±1×10-63、幅度特性幅度范围（频率≤10MHz）：10mV-18Vp-p（高阻），1mV-10Vp-p（50Ω）幅度误差：≤±1%+0.2mV(频率1KHz正弦波)输出阻抗：50Ω4、调幅特性载波信号：储存波形和任意波形（B通道波形），频率范围同主波形调制方式：内调制调制信号：储存波形和任意波形（A通道波形）调制信号频率：100μHz-1MHz失真度：≤2%调制深度：1%-100%ASK：载波频率为任意设定，数码流、码元速率都可编程5、调频特性载波信号：储存波形和任意波形（B通道波形），频率范围同主波形调制方式：内调制调制信号：储存波形和任意波形（A通道波形）调制信号频率：100μHz-1MHz频偏：最大频偏为载波频率的50%FSK：频率1和频率2任意设定，数码流、码元速率都可编程6、频率扫描特性信号波形：储存波形和任意波形扫描范围：扫描起始点频率（100цHz≤F≤10MHz）扫描终止点频率（100цHz≤F≤10MHz）扫描步进：（100цHz≤F≤10MHz）步进时间：1ms-20s扫描方式：线性扫描，向上或向下或来回扫描控制方式：自动7、幅度扫描特性信号波形：储存波形和任意波形扫描范围：扫描起始点频率（10mV≤V≤10V）。扫描终止点频率（10mVz≤V≤10V）。扫描步进：（10≤V≤10V）。步进时间：1ms-20s扫描方式：线性扫描，向上或向下或来回扫描控制方式：自动8、伪随机噪声：随机码元移位速率可调9、可编程数码流：码元：32位可编程输入波特率：1kbps—1000kbps电平：10mV—10V三、《虚拟与智能DDS任意信号发生器》系统设计1.结构设计简介本系统主要由FPGA、单片机、键盘、EPC2、FLASH、LCD、DA输出电路和计算机软件控制界面等组成。系统框图如下图2系统框图图2所示。2.系统运行设计系统上电后，首先是单片机和FPGA的自身初始化。单片机初始化主要是内部程序的初始化，如串口、中断、堆栈和一些相关的内部寄存器初始化。FPGA初始化是EPC2对FPGA系统的配置。单片机和FPGA的自身初始化完毕后，单片机就对LCD、键盘...
