用DSP编程spwm波形的产生

用DSP编程spwm波形的产生
用DSP编程spwm波形的产生

采用不对称规则采样算法生成SPWM波的部分源程序:

#include "lf2407regs.h"

#include "math.h"

//#define N 81

#define N 234

#define pi 3.1415926

float M=1.0;

float f=50;

int i;

unsigned int k1=0,k2=N/3,k3=2*N/3;

float lw_sin[N];

int FOOT=1;

#define T 40000000/(2*f*N)//f*2N=fc

void inline disable()

{asm(" setc INTM");}

void inline enable()

{asm(" clrc INTM");}

// 系统初始化子程序

int initial()

{ asm(" setc INTM");

asm(" setc SXM"); // 符号位扩展有效

asm(" clrc OVM"); // 累加器中结果正常溢出

asm(" clrc CNF"); // B0被配置为数据存储空间

*SCSR1=0x00FE; //CLKIN=1,CLKOUT=4*CLKIN=40M *WDCR=0x0E8; // 不使能看门狗,因为SCSR2中的WDOVERRIDE,即WD

保护位复位后的缺省值为1,故可以用

软件禁止看门狗

*IMR=0x0000; // 禁止所有中断

*IFR=0x0FFFF; // 清除全部中断标志,"写1清0"

WSGR=0X00; // 禁止所有的等待状态

*MCRC=0x0000;

}

// EV A模块的PWM初始化程序

int spwminitial()

{

*MCRA=*MCRA|0X0fc0; // IOPE1-6被配置为基本功能方式,PWM1-6 *ACTRA=0X0666; // PWM6,4,2 低有效,PWM5,3,1 高有效*DBTCONA=0X01f0; // 使能死区控制,死区时间1.2us

*T1PER=T;

*COMCONA=0x8200;

*T1CON=0XC800; // 定时器3为连续增减计数模式*T1CNT=0;

asm(" clrc INTM");

*IMR=*IMR|0x02;//INT2 中断使能

*EV AIMRA=*EV AIMRA|0x0200; //定时器1下溢中断使能

*EV AIFRA=0xffff;

for(i=0;i

{lw_sin[i]=sin(2*i*pi/N)+sin(2*(i+1)*pi/N);

}

*CMPR1=(*T1PER/2)*(1-M/2*lw_sin[k1]);

*CMPR2=(*T1PER/2)*(1-M/2*lw_sin[k2]);

*CMPR3=(*T1PER/2)*(1-M/2*lw_sin[k3]);

}

// 该中断服务程序主要是为了防止干扰,不做任何其它操作

void interrupt nothing()

{ enable();

return; // 中断直接返回

}

void interrupt Timer1_UFINT()

{

k1+=FOOT;

k2+=FOOT;

k3+=FOOT;

if(k1>=N)

{

k1=0;

*PEDATDIR=0xff00;

*PEDATDIR=*PEDATDIR|led++;

if(led>=0xff)

}

if(k2>=N) k2=0;

if(k3>=N) k3=0;

*CMPR1=(*T1PER/2)*(1-M/2*lw_sin[k1]);

*CMPR2=(*T1PER/2)*(1-M/2*lw_sin[k2]);

*CMPR3=(*T1PER/2)*(1-M/2*lw_sin[k3]);

*EV AIFRA=0x0200;

enable();

return;

}

// 主程序

main( )

{

disable(); // 总中断禁止

initial(); // 系统初始化

spwminitial();// PWM输出初始化

*T1CON=*T1CON|0x0040; // 启动定时器1 while(1);

}

国产函数、任意波形发生器大比拼

国产函数、任意波形发生器大比拼 典型的DDS原理框图如图所示。 其实质是数模转换,仍然要遵循奈奎斯特采样定理。即输出的频率不超过采样率的一半,事实上商用的采用DDS技术的函数/任意波形发生器由于受到低通滤波器设计以及杂散分布的影响限制,输出波形的最高频率均不超过采样率的40%。相对于直接模拟频率合成,锁相频率合成,其优点如下: ·频率分辨率高。若时钟频率不变,DDS频率分辨率仅由相位累加器位数来决定,也就是理论上的值越大,就可以得到足够高的频率分辨率。目前,大多数DDS的分辨率在1Hz数量级,许多都小于1mHz甚至更小,这是其他频率合成器很难做到的。 ·工作频带较宽。根据Nyquist定律,只要输出信号的最高频率分辨率分量小于或等于fclk/2就可以实现。而实际当中由于受到低通滤波器设计以及杂散分布的影响限制,仅能做到40% fclk左右。 ·超高速频率转换时间。DDS是一个开环系统,无任何反馈环节,这种结构使得DDS的频率转换时间极短。DDS 的频率转换时间可达到纳秒数量级,比使用其它的频率合成方法都要小几个数量级。 ·相位变化连续。改变DDS输出频率,实际上改变的是每一个时钟周期的相位增量,相位函数的曲线是连续的,只是在改变频率的瞬间其频率发生了突变,因而保持了信号相位的连续性。 ·具有任意输出波形的能力。只要ROM中所存的幅值满足并且严格遵守Nyquist定律,即可得到输出波形。例如三角波、锯齿波和矩形波。 ·具有调制能力。由于DDS是相位控制系统,这样也就有利于各种调制功能。 同时DDS合成技术也有一些固有的缺点,如下: ·杂散分量丰富。这些杂散分量主要由相位舍位、幅度量化和DAC的非理想特性所引起。因为在实际的DDS电路中,为了达到足够小的频率分辨率,通常将相位累加器的位数取大。但受体积和成本的限制,即使采用先进的存储方法,ROM的容量都远小于此,因此在对ROM寻址时,只是用相位累加器的高位去寻址,这样不可避免地引起误差,即相位舍位误差。另外,一个幅值在理论上只能用一个无限长的二进制代码才能精确表示,由于ROM的存储能力,只采用了有限比特代码来表示这一幅值,这必然会引起幅度量化误差。另外,DAC的有限分辨率以及非线性也会引起误差。所以对杂散的分析和抑制,一直是国内外研究的特点,因为它从很大程度上决定了DDS的性能。 ·频带受限。由于DDS内部DAC和ROM的工作速度限制,使得DDS输出的最高频率有限。目前市场上采用CMOS、TTL等工艺制作的DDS芯片工作频率一般在几十MHz至几百MHz左右。但随着高速GaAs器件的出现,频带限制已明显改善,芯片工作频率可达到2GHz范围左右。 以上摘自:《现代DDS的研究进展与概述》一文,https://www.360docs.net/doc/de130525.html,/event/emag/20080226.htm。 将DDS应用于波形发生器,能非常方便的产生任意波形。一般除了具备常规函数发生器所具备的正弦波、方波、锯齿波、脉冲、噪声外,还有指数上升、指数下降、Sinc波、心电图波、直流,以及地震波等任意波形。能采用直接在仪器上手动编辑或windows 下软件编辑的方式产生任意波形,用于模拟电路或应用环境中可能发生的情况,此外还具备非常丰富的调制功能,甚至有些调制功能是以往只能在高端信号源上才能看到的。 下面找出主要以国产厂商为主的函数/任意波形发生器做一个对比,以此来了解国内DDS的应用水平,并给出一个大概的选购指南,以便您在需要的时候能够快捷的找到合手的信号源。Agilent在很早之前就推出了33200系列

使用任意波形发生器-Tektronix

使用任意波形发生器 创建无线信号 入门手册

使用任意波形发生器创建无线信号入门手册 2 https://www.360docs.net/doc/de130525.html,/signal_generators

使用任意波形发生器创建无线信号 入门手册 目 录 摘要??????????????????????????????????????????????4简介??????????????????????????????????????????????4无线应用与数字调制??????????????????????????????????????5-12无线发射面临的挑战?????????????????????????????????????5为什么要数字调制??????????????????????????????????????6什么是数字调制???????????????????????????????????????7数字调制应用????????????????????????????????????????12数字无线测试?????????????????????????????????????????12-19发射机-I-Q调制器测试???????????????????????????????????13 IF滤波器效率和损伤测试???????????????????????????????????14发射机-RF功率放大器线性度?????????????????????????????????15接收机-IF解调器测试????????????????????????????????????16接收机-RF功能测试????????????????????????????????????17接收机-平衡器特性评估???????????????????????????????????18接收机-干扰灵敏度?????????????????????????????????????18 RF频谱环境仿真???????????????????????????????????????19使用任意波形发生器(AWG)生成调制信号????????????????????????????19-25生成基带I-Q信号??????????????????????????????????????19 IF生成???????????????????????????????????????????20 RF生成???????????????????????????????????????????21编译复合信号????????????????????????????????????????23回绕式考虑?????????????????????????????????????????24展望??????????????????????????????????????????????26 https://www.360docs.net/doc/de130525.html,/signal_generators 3

任意波形发生器

基于CPLD和单片机的任意波形发生器设计 在电子工程设计与测试中,常常需要一些复杂的、具有特殊要求的信号,要求其波形可任意产生,频率方便可调。通常的信号产生器难以满足要求,市场上出售的任意信号产生器价格昂贵。结合实际需要,我们设计了一种任意波形发生器。电路设计中充分利用MATLAB的仿真功能,将希望得到的波形信号在MATLAB中完成信号的产生、抽样和模数转换,并将得到的数字波形数据存放在数据存储器中,通过单片机和CPLD控制,将波形数据读出,送入后向通道进行A/D转换和放大处理后得到所需的模拟信号波形。利用上述方法设计的任意波形发生器,信号产生灵活方便、功能扩展灵活、信号参数可调,实现了硬件电路的软件化设计。具有电路结构简单、实用性强、成本低廉等优点。 任意波形发生器的设计思想,是利用MATLAB的强大仿真功能,方便、快捷的生成给定频率、周期、脉宽的任意波形数据;并将数据预存在数据存储器中。在单片机控制下,利用CPLD电路产生地址读出数据,送入D/A转换电路,得到所需的任意波形信号。系统结构框图如图1;图中分频电路和地址发生器由CPLD实现。 图1 系统框图 单片机采用AT89C52芯片,通过软件编程产生所要求的控制信号。主要的控制参数包括:信号周期、脉宽;分频电路的开始信号、地址发生器的复位信号;E2PROM的选通信号;D/A转换电路的选通信号。在具体电路中,端口P1.0控制分频电路的启动、P1.1控制地址发生器的清零,P2.0控制 28C256和AD7545的选通信号。单片机工作在定时器0方式,软件设计利用C语言实现。流程图如图2所示。 图2 软件流程图 MATLAB作为一款优秀的数学工具软件,具有强大的运算功能;可以方便的产生各种信号波形,在软件中实现波形信号的产生、抽样和模数转换。设计的任意波形发生器,数据存储器选用28C256芯片,信号波形通过MATLAB仿真产生;得到的波形数据存放在数据存储器28C256中。具体设计中,我们要求产生周期为200ms,脉宽为5ms的单/调频混合信号,其中单频信号的脉宽为4ms,频率为 30KHz;调频信号的脉宽为1ms,频率为30KHz_35KHz。在MATLAB中设定抽样率为500KHz,得到了

任意波形函数发生器

任意波形/函数发生器 1.目的:规范设备操作,确保检测质量和人身安全。 2.适用范围:适用于任意波形/函数发生器。 3.责任人:设备操作人员。 4.程序: 4.1 仪器开机和关机 4.1.1 开机 4.1.1.1将交流电源线插入后面板上的电源插座中。 4.1.1.2使用前面板电源按钮打开仪器电源。请等待前面板显示屏显示仪器己通过所有开机自检。4.1.2 关机 使用前面板电源按钮关闭仪器电源。 4.2 更改开机时的仪器设置 仪器开机时将恢复默认设置。可将开机设置更改为上次关机时的设置。使用Utility (辅助功能)菜单更改开机设置。 4.2.1 按下前面板Utility (辅助功能)按钮。 4.2.2 接下System (系统) bezel 钮。 4.2.3 按下Power 00 (开机) bezel钮,选择开机设置。 4.2.3.1 Default (默认)选择默认,仪器开机时将恢复默认设置。 4.2.3.2 Last (上次)选择上次,将恢复到仪器上次关机时的设置。 4.3 自检和自我校准 任意波形/函数发生器在开机时执行一部分有限的硬件检测。也可以使用Utility (辅助功能〉菜单进行手工诊断和/或自我校准。 诊断(自检) :执行自检,验证您的仪器是否正常工作。 校准(自我校准) : 自我校准主要通过内部校准例程检查直流精度。 4.3.1 按下前面板Utility (辅助功能)按钮。 4.3.2 按下-more- ( -更多- ) bezel 钮。 4.3.3 按下bezel 钮Diagnostics/Calibration(诊断/校准〉。

4.3.4 要执行仪器诊断,请按下ExecuteDiagnostics (执行诊断) bezel 钮。要执行自我校准,请 按下ExecuteCalibration (执行校准) bezel 钮。 4.3.5 如果诊断顺利完成,则将显示"PASSED" ("通过" )信息。 4.3. 5.1执行自我校准前,要确保环境混度在+20 0 C 到+30 0 C (+68 OF 到+8 6 0 F) 之间请在执 行自我校准前暖机20 分钟。 4.3. 5.2在执行自测或自校正时,请从仪器断开所有电缆的连接。 4.3. 5.3至少每年进行一次自我校准,从而保持直流精度。建议应在定期检查时一起执行自我校准。 4.4 ArbExpress的基本操作 4.4.1 要新建波形,请使用Fi le 菜单。 4.4.2 Blank sheet 将在窗口中打开一个具有1024 点波形长度的空表单。在Wavefonn 菜单中通 过Properties... 可更改点数。 4.4.3 使用Standard Waveform 对话框创建可用的任何标准波形。使用Settings选择所需波形和 仪器类型。 4.4.4 使用Vertical 设置波形垂直参数。 4.4.5 使用Horizontal 设置波形水平参数。 4.4.6 单击Preview 查看波形 4.4.7 也可以使用Equation Editor 创建波形。应用程序提供了一组公式范例,可直接使用或对其 进行修改。 4.4.8 使用Command List 选择命令、函数、仪器和操作。 4.4.9 使用Preview 查看编译公式后的波形。 4.4.10 也可以使用波形数学运算工具。在Math 菜单中,选择WaveformMath…' ,显示Waveform Math 对话框。 4.4.11 在Waveform Library 中选择一个数学信源。此示例中选择Noise 。 4.4.12 计算结果显示在ResultantWaveform 窗格中。这是一个将噪声附加到方波的示例。 4.4.13 可以使用ArbExpress 远程控制Tektronix AWG/AFG 仪器。在Communication 菜单中,选择 AWG/AFG File Transfer &Control…,显示其对话框。 4.4.14 所连接的仪器将列在Arb List 中。 4.4.15 Instrument Control 窗格仅在仪器连接后才会出现,否则会隐藏。 4.5 保护DUT

任意波形信号发生器

目录 一、题目要求及分析 (1) 1.1题目要求 (1) 1.2题目分析 (1) 二、任意波形信号发生器方案设计 (3) 2.1系统设计框图与思路 (3) 2.2 系统设计原理图 (5) 2.3 相关芯片介绍 (6) 三、相关模块具体程序实现 (10) 四、仿真及实际结果与分析 (16) 4.1波形选择及仿真结果 (16) 4.2波形选择及实际结果 (18) 4.3结果分析与相关问题解决 (23) 五、总结与体会 (24) 参考文献 (25) 附录 (26)

一、题目要求及分析 1.1题目要求 任意波形信号发生器 利用FPGA器件产生控制信号及数据信号,经DAC0832和TL082转换产生以下波形: 1)正斜率斜波; 2)正弦波; 3)锯齿波; 4)任意波形。 用示波器观察输出波形。 硬件电路内容和要求:用DAC0832实现数模转换电路,用TLC082实现电流-电压转换电路,画出电路原理图。 软件设计内容和要求:VHDL编程实现任意波形的信号控制器。要求可以用开关切换不同的波形数据输出。 扩展:增加衰减控制信号,通过开关控制衰减倍数,并在数码管显示。 1.2题目分析 VHDL语言是随着集成电路系统化和高度集成化的发展而逐步发展起来的,是一种用于数字系统的设计和测试的硬件描述语言。相比传统的电路系统的设计方法,VHDL 具有多层次描述系统硬件功能的能力,支持自顶向下和基于库的设计的特点,因此设计者可以不必了解硬件结构。从系统设计入手,在顶层进行系统方框图的划分和结构设计,在方框图一级用VHDL对电路的行为进行描述,并进行仿真和纠错,然后在系统一级进行验证,最后再用逻辑综合优化工具生成具体的门级逻辑电路的网表,下载到具体的CPLD器件中去,从而实现可编程的专用集成电路(ASIC)的设计。 在本次课程设计中,函数发生器的设计采用自顶向下的系统设计的方法,通过MAX+plusⅡ开发环境进行编辑、综合、波形仿真,并下载到CPLD器件中,采用模块化

任意波形发生器方案

任意波形发生器的设计方案 12电信1 张晓航 1200301108 一,选择课题: 电子测量仪器设计——任意波形发生器设计 二,设计要求: 能产生方波、三角波、正弦波、锯齿波信号。主要技术指标: (1)输出频率范围100HZ~1KHZ、1~10KHZ (2)输出电压:方波UPP=6V,三角波UPP=6V,正弦波UPP>1V,锯齿波UPP=6V。 三,仪器仪表清单: 1.直流稳压电源 1台 2.双踪示波器 2台 3.运放741(LM324n)*3 4.二极管 1N4154*2 1N4680*2 5.电位器50K*2 1K*1 6.电容1μF 47nF *1 7.电阻 100k 10k 5k 3k 4k 96k若干 8.面包板 1块 9.剪刀1把 10.仪器探头线 2根 11.电源线若干 四,设计考虑因素: 信号发生器可以通过多种方法设计产生,但是考虑到如果使用芯片去完成可能所需要的成本比较高,但如果用单片机等则设计太复杂,还需要嵌入相应代码,有点大材小用,综合多方面的因素考虑该方案是可行性比较高,性价比比较高的一种方案,同时,能够让我对于一些专业基础知识有了更深的了解。元器件可重复利用,符合现在可持续发展的绿色思想。 该电路具有结构、思路简单,运行时性能稳定且能较好的符合设计要求,对原器件要求不高,且成本低廉、调整方便. 五,函数发生器的总方案: 为进一步掌握电路的基本理论及实验调试技术,本课题采用由集成运算放大器与晶体管差分放大器共同组成的方波—三角波(锯齿波)—正弦波函数发生器的设计方法。 本课题中函数发生器电路组成框图如下所示: 函数发生器电路组成框图 由比较器和积分器组成方波—三角波产生电路,比较器输出的方波经积分器得到三角波,三角波到正弦波的变换电路主要由差分放大器来完成。差分放大器具有工作点稳定,输入阻抗高,抗干扰能力较强等优点。特别是作为直流放大器时,可以有效地抑制零点漂移,因此可将频率很低的三角波变换成正弦波。波形变换的原理是利用差分放大器传输特性曲线的非线性。

任意波形发生器

1绪论 1.1任意波形发生器的发展历程 任意波形发生器(Arbitrary Wave Generator)是在1975年开发成功的,从此,信号发生器产品增加了一个新品种。在任意波形发生器作为测量用信号激励源进入市场之前,为了产生非正弦波信号,已使用函数发生器提供三角波、斜波、方波和余弦波等几种特殊波形。声音和振动分析需要复杂调制的信号源,以便仿真真实的信号,只有借助任意波形发生器,例如医疗仪器测试往往需要心电波形,任意波形发生器很容易产生各种非标准的振动信号。 早期的任意波形发生器主要着重音频频段,现在的任意波形发生器已扩展到射频频段,它与数字示波器(DSO)密切配合,只要数字示波器捕获的信号,任意波形发生器就能复制出同样的波形。在电路构成上,数字示波器是模拟/数字转换,任意波形发生器是数字/模拟的逆转换,目前任意波形发生器的带宽达到2GHz,足够仿真许多移动通信、卫星电视的复杂信号。 生产数字示波器的仪器公司一般都供应任意波形发生器,如安捷伦、力科、泰克公司,也有只生产任意波形发生器的公司,如雷科、斯坦福公司。仪器有台式、PC机虚拟、VXI总线、PXI总线等多种方式,大部分产品只有1路输出,有的高达16路输出。仪器采样率从最低的100KS/s到4GS/s,相当实时带宽50kHz到最高的2GHz。产生任意波形的方法主要有两种:即存储器和直接数字合成(DDS),前者电路比较简单,分两种形式:相位累加器式与计数器式,但需要较深的存储容量。任意波形发生器的波形定义主要有面板设定、方程式设定、波形下载、软件设定、数字示波器下载、内置编辑器等多种。 1.2任意波形发生器的发展趋势及应用 任意波形发生器的应用非常广泛,在原理上可仿真任意波形,只要数字示波器或其它记录仪捕捉到的波形,任意波形发生器都可复制出,特别有用的是仿真单次偶发的信号,例如地震波形、汽车碰撞波形等等。 任意波形发生器的发展趋势是更高取样率,更高分辨率和更大存储量,目前实时带宽超过1GHz的产品比较少,而且分辨率只有8位,不能满足快速发展的移动通信和高速网络的测量要求。与数字存储示波器相比,任意波形发生器的全面指标存在明显差距,前者的取样率达到20GS/s和带宽6GHz,后者的取样率是4.8GS/s 和带宽2GHz。任意波形发生器首先要赶上数字存储示波器,然后再往前发展,因为在电路构成方面,任意波形发生器的核心部件是高速数/模转换器,它的工艺潜力还很大,显然缺少的是市场需求。 任意波形发生器在通信系统、测试系统等方面得到广泛应用。任意波形发生器的另一重要应用领域是低频,例如心电图、汽车点火、防撞气囊、医疗仪器等。

函数任意波形发生器全攻略

函数/任意波形发生器用来做什么的? 一、函数功能,仿真基础实验室设计人员的环境函数信号源是使用最广的通用信号源,它能提供正弦波、锯齿波、方波、脉冲串等波形,有的还同时具有调制和扫描能力,众所周知,在我们的基础实验中(如大学电子实验室、科研机构研究实验室、工厂开发实验室等),我们设计了一种电路,需要验证其可靠性与稳定性,就需要给它施加理想中的波形以辨别真伪。如我们可使用信号源的DC补偿功能对固态电路控制DC偏压电平;我们可对一个怀疑有故障的数字电路,利用信号源的方波输出作为数字电路的时钟,同时使用方波加DC补偿产生有效的逻辑电平模拟输出,观察该电路的运行状况,而证实故障缺陷的地方。总之利用任意波形发生器这方面的基础功能,能仿真您基础实验室所必须的信号。二、任意波形,仿真模拟更复杂的信号要求众所周知,在我们实际的电子环境所设计的电路在运行中,由于各种干扰和响应的存在,实际电路往往存在各种信号缺陷和瞬变信号,例如过脉冲、尖峰、阻尼瞬变、频率突变等,这些情况的发生,如在设计之初没有考虑进去,有的将会产生灾难性后果。例如图1中的a处过尖峰脉冲,如果给一个抗冲能力差的电路,将可能会导致整个设备“烧坏”。确认电路对这样一个状况敏感的程度,我们可以避免不必要的损失,该方面的要求在航天、军事、铁路和一些情况比较复杂的重要领域尤其重要。由于任意波形发生器特殊的功能,为了增强任意波形生成能力,它往往依赖计算机通讯输出波形数据。在计算机传输中,通过专用的波形编辑软件生成波形,有利于扩充仪器的能力,更进一步仿真模拟实验。同时由于编辑一个任意波形有时需要花费大量的时间和精力,并且每次编辑波形可能有所差异这样有的任意波形发生器,内置一定数量的非易失性存储器,随机存取编辑波形,有利于参考对比;或通过随机接口通讯传输到计算机作更进一步分析与处理。三、下载传输,更进一步实时仿真在一些军事、航空、交通制造业等领域中,有些电路运行环境很难估计,在实验设计完成之后,在现实环境还需要作更进一步实验,有些实验的成本很高或者风险性很大(如火车高速实验时铁轨变换情况、飞机试机时螺旋桨的运行情况等),人们不可能长期作实验判断所设计产品(例如高速火车、飞机)的可行性和稳定性等;我们就可利用有些任意波形发生器波形下载功能,在作一些麻烦费用高或风险性大的实验时,通过数字示波器等仪器把波形实时记录下来,然后通过计算机接口传输到信号源,直接下载到设计电路,更进一步实验验证。将DDS应用于波形发生器,能非常方便的产生任意波形。一般除了具备常规函数发生器所具备的正弦波、方波、锯齿波、脉冲、噪声外,还有指数上升、指数下降、Sinc波、心电图波、直流,以及地震波等任意波形。能采用直接在仪器上手动编辑或windows下软件编辑的方式产生任意波形,用于模拟电路或应用环境中可能发生的情况,此外还具备非常丰富的调制功能,甚至有些调制功能是以往只能在高端信号源上才能看到的。 您能够在可能比较困难或者不能生成复杂输出波形的各种应用环境中使用任意波形发生器,能够非常容易地在可控制的情况下模拟一些非理想的信号,例如上升时间振铃毛刺噪声和随机时变,物理,化学,生物,医学,电子,机械,以及其他领域都可以从任意波形发生器的多功能性中获益。无论是振动抽运脉冲起泡猝发或以任何方式相对于时间的变化,您都可以使用任意波形发生器。只受您指定波形数据的能力的限制,调制是用低频信息(称为调制信号)调整高频信号(称为载波信号)的过程。载波信号和调制信号可以具有任何波形,但是载波通常是正弦波,两个常用的调制类型是调幅(AM) 和调频(FM)。这两种调制形式根据调制信号的瞬时值分别调整载波的振幅或频率。第三种调制类型是频移键控(FSK),在这种调制中输出频率根据数字调制信号的状态在两个频率间移动。调制波形相对于载波频率的频率变化称作频率偏移,频率偏移小于调制信号带宽的1% 的波形称为窄带, FM具有较大偏移的波形被称为宽带,FM已调制信号的带宽可由下列等式进行近似计算 BW=2x(调制信号带宽)对于窄带 FM BW=2x(偏移 + 调制信号带宽)对于宽带 FM

函数信号发生器和任意波形发生器对比

函数信号发生器和任意波形发生器对比 1、函数信号发生器 函数发生器是使用最广的通用信号源信号发生器,提供正弦波、锯齿波、方波、脉冲波等波形,有的还同时具有调制和扫描功能。 函数波形发生器在设计上分为模拟式和数字合成式。众所周知,数字合成式函数信号源(DDS)无论就频率、幅度乃至信号的信噪比(S/N)均优于模拟式,其锁相环(PLL)的设计让输出信号不仅是频率精准,而且相位抖动(phaseJitter)及频率漂移均能达到相当稳定的状态,但数字式信号源中,数字电路与模拟电路之间的干扰始终难以有效克服,也造成在小信号的输出上不如模拟式的函数信号发生器,如今市场上的大部分函数信号发生器均为DDS信号源。 2、任意波形发生器 任意波形发生器,是一种特殊的信号源,不仅具有一般信号源波形生成能力,而且可以仿真实际电路测试中需要的任意波形。在我们实际的电路的运行中,由于各种干扰和响应的存在,实际电路往往存在各种缺陷信号和瞬变信号,如果在设计之初没有考虑这些情况,有的将会产生灾难性后果。任意波发生器可以帮您完成实验,仿真实际电路,对您的设计进行全面的测试。 由于任意波形发生往往依赖计算机通讯输出波形数据。在计算机传输中,通过专用的波形编辑软件生成波形,有利于扩充仪器的能力,更进一步仿真实验。另外,内置一定数量的非易失性存储器,随机存取编辑波形,有利于参考对比,或通过随机接口通讯传输到计算机作更进一步分析与处理。有些任意波形发生器有波形下载功能,在作一些麻烦费用高或风险性大的实验时,通过数字示波器等仪器把波形实时记录下来,然后通过计算机接口传输到信号源,直接下载到设计电路,更进一步实验验证。 泰克推出的AFG3000系列三合一信号源,可以完成以上提到的功能,并且在波形输出的精度、稳定性等方面都有较大提高,是走在行业前列的新一代任意波发生器。 信号源的主要技术指标 传统函数发生器的主要指标和新近研发的任意波形发生器的主要指标有一些不同,我们这里分开介绍。 (一)普通函数发生器的主要指标: 带宽(输出频率范围) 仪器的带宽是指模拟带宽,与采样速率等无关,信号源的带宽是指信号的输出频率的范围,并且一般来讲信号源输出的正弦波和方波的频率范围不一致,例如,某函数发生器产生正弦波的频率范围是1mHz~240MHz,而输出方波的频率范围是1mHz~120MHz。 频率(定时)分辨率 频率分辨率,即最小可调频率分辨率,也就是创建波形时可以使用的最小时间增量。

任意波形发生器介绍

1、什么是任意波形发生器,与函数发生器的区别,如何产生任意波形信号,“任 意”如何理解 2、任意波形发生器的基本原理 答:以DDS技术为基础,通过改变DDS中的查找表的数据,来实现任意波形。根据所采用DDS的结构不同,采用DDFS结构的叫做函数/任意波形发生器,以Agilent的33250和Tektronix的AFG3000系列为典型代表,采用DDWS结构的叫做任意波形发生器,以Tektronix的AWG5000和AWG7000系列为代表 3、任意波形发生器的形式 答:大体上分为两种——台式仪器和模块式仪器,台式仪器如Agilent的33250,33120,tektronix的AFG和AWG系列等,模块化仪器包括VXI、PXI、cPCI、LXI(部分LXI模块也提供键盘、显示,可划归为台式仪器)、USB接口模块仪器等 4、任意波形发生器的结构,每部分的作用,完成的功能,以及相应的对外接口 信号? 答:主要包括CPU模块、任意波形合成模块、模拟通道、电源四大组成部分 1)CPU模块 a)主控制器(包括单片机、ARM嵌入式处理器、PC机等,有板载CPU 和非板载CPU之分,如台式仪器、VXI模块是板载CPU,而PXI模块 是非板载CPU) b)键盘模块(台式仪器所特有,包括功能键、数字键以及飞梭) c)程控接口模块(一般为台式仪器特有,包括USB,LAN,GPIB,RS232 等) d)显示模块(一般为台式仪器特有,有些模块化仪器也提供VGA接口, 支持外接显示器的功能) 2)任意波形合成模块

a)时钟发生模块 ●在参考时钟(一般为10MHz,其准确度决定了采样时钟及输出频率 的准确度)的作用下,产生波形DAC模块所需的采样时钟。如果为 DDFS架构,采样时钟为固定频率,如果为DDWS架构,采样时钟 为可变频率。 ●提供外部参考时钟和内部参考时钟的切换功能(有两种方法,一种 是参考时钟内外源自动切换,当有外部参考时钟接入时,自动切换 到外部参考时钟;一种是手动切换,并且当外部参考时钟超过一定 范围时,自动切换到内部参考时钟) ●提供内/外部采样时钟的切换功能(不是所有的仪器都有,一般在高 档仪器上才有) ●提供仪器内部所需的一些时钟信号,如调制模块中ADC所需的采样 时钟、触发模块中所需的触发信号产生器的计数时钟等思考:1、为什么要提供外部采样时钟,作用是什么? 2、如何用参考时钟产生采样时钟?方法有哪些? b)地址产生模块——产生波形存储器模块所需的寻址信号 ●累加器模块——对送入的频率控制字进行累加操作,产生相应的寻 址信号;累加器模块应提供清零信号输入,通过控制清零信号,可 产生Burst调制波形输出 ●相位加法器模块 ●频率控制字生成模块——产生累加器所需的频率控制字,可实现调 频、扫频、FSK调制 ●相位控制字生成模块——产生相位加法器所需的相位控制字,可实 现调相、PSK调制 ●地址位数选择模块——选择输出地址的位数,一般来说,当任意波 形发生器工作在函数模式时,地址位数选择为16位,有利于在保证 波形质量的前提下提供切换速度;当工作在任意波形模式时,将提 供最大的地址输出能力(视存储容量而定) c)存储器模块 ●存储器(目前一般采用ZBT SRAM,也有采用DDR SDRAM,QDR SRAM或异步SRAM的),根据所要实现的采样率不同,也分为单

任意波形信号发生器

一、题目要求及分析 1.1题目要求 任意波形信号发生器 利用FPGA器件产生控制信号及数据信号,经DAC0832和TL082转换产生以下波形: 1)正斜率斜波; 2)正弦波; 3)锯齿波; 4)任意波形。 用示波器观察输出波形。 硬件电路内容和要求:用DAC0832实现数模转换电路,用TLC082实现电流-电压转换电路,画出电路原理图。 软件设计内容和要求:VHDL编程实现任意波形的信号控制器。要求可以用开关切换不同的波形数据输出。 1.2题目分析 VHDL语言是随着集成电路系统化和高度集成化的发展而逐步发展起来的,是一种用于数字系统的设计和测试的硬件描述语言。相比传统的电路系统的设计方法,VHDL具有多层次描述系统硬件功能的能力,支持自顶向下和基于库的设计的特点,因此设计者可以不必了解硬件结构。从系统设计入手,在顶层进行系统方框图的划分和结构设计,在方框图一级用VHDL对电路的行为进行描述,并进行仿真和纠错,然后在系统一级进行验证,最后再用逻辑综合优化工具生成具体的门级逻辑电路的网表,下载到具体的CPLD器件中去,从而实现可编程的专用集成电路(ASIC)的设计。 在本次课程设计中,函数发生器的设计采用自顶向下的系统设计的方法,通过MAX+plusⅡ开发环境进行编辑、综合、波形仿真,并下载到CPLD器件中,采用模块化的设计,对功能的修改和增加,只要修改VHDL源程序,而不必更改硬件电路。实现数字系统硬件的软件化。 任意信号发生器体现在它能选择输出四个波形,即正斜率斜波、正弦波、锯齿波、任意波形; 还可以改变波形的某些表征参量,从而控制输出的波形。其主要问题是波形的选择和准备与输出的模拟信号波形相对应的数字信号,前者可以通过外接开关从而选择输出什么样的波形,后者可以通

基于DDWS的任意波形发生器的设计

基于DDWS的任意波形发生器 的设计

基于DDWS 的任意波形发生器的设计 随着科学实验和研究需求的不断发展,传统的信号发生器在一些特定的场合已经不能满足要求,因为在许多应用及研究领域,不但需要一些规则的信号,同时还需要一些不规则信号用于系统特性的研究,如某些电子设备的性能指标测试、系统中各种瞬变波形和电子设备中出现的各种干扰的模拟研究,就需要能提供一些非常规测试信号甚至是任意信号的信号源,即能产生现场所需波形的任意波形发生器。 任意波形发生器在电子测量、雷达、通信、遥测遥感以及电子等领域有着不可或缺的优势,它可以通过数字方式精确地控制和发生模拟有限带宽信号,通过相位累加功能使相位与波形采样点数据产生关联,并可通过相位的方式以一定的频率查找输出波形数据,经过数模转换获得用户所需要的待合成模拟信号,而对相位的控制和运算可以通过数字的方法较方便的实现。直接数字合成(DDS-Digital Direct Synthesis )芯片是研究开发任意波形发生器的核心器件。运用DDS 技术生产的任意波形发生器不仅能够产生正弦波、方波、三角波等固定波形,还可以产生任意编辑的波形。 1 原理介绍 1.1 DDS 基本结构 奈奎斯特定理告诉我们,对一个有限带宽时间连续的模拟信号进行采样时,如果采样频率大于该模拟信号最高频率的两倍时,可通过采样后的数字信号还原出原始模拟信号。而 DDS 技术解决的是将已数字化的模拟信号通过一种数字合成方法模拟化的问题,即它解决的是将基于奈奎斯特定理数字化了的模拟信号以数字的方式合成后恢复原始模拟信号的问题。 典型的DDS 系统由相位累加器、波形ROM 、数字/模拟信号(D/A )转换器以及低通滤波器 (LPF) 组成,如图 1所示。 相位累加器波形ROM D/A 转换器低通滤波器K c f N 0f 图 1 DDS 基本结构 图1中的相位累加器结构如图 2所示。

初识任意波形发生器

初识任意波形发生器方浩深圳市鼎阳科技有限公司

初识任意波形发生器 在产品调试的过程中,大多数的电路需要输入某种幅度随时间变化的信号,在这样的应用场景中,一个完整的测试测量系统一般会包含激励源,被测件和采集仪器三个部分。采集仪器通常使用的是示波器和逻辑分析仪,而信号源在系统中则扮演了激励源的角色,任意波形发生器就是种类众多的信号源中的一种,在电子测试测量领域应用广泛。 信号源何时诞生?经历了怎样的发展历程? 信号源是一种古老的测试测量仪器,伴随着整个仪器的发展周期,世界上第一台信号源诞生于20世纪20年代。随着通信和雷达技术的发展,20世纪40年代出现了主要用于测试各种接收机的标准信号发生器,使信号源的应用范畴从定性分析演进到了定量分析的范畴,同一时期还出现了可用作脉冲调制器的脉冲信号发生器。 早期的信号源机械结构复杂,功率较大,电路比较简单,发展速度非常慢。这种窘境直到1964年世界上出现了第一台全晶体管的信号源之后才得到改观。此后出现了函数发生器,扫频信号发生器,合成信号发生器,程控信号发生器等新种类,信号源的各项指标都得到了大幅提高。但是采用模拟电子技术的信号源由分立器件或模拟集成电路构成,不仅电路结构复杂,而且只能产生种类非常有限的简单波形。更令人头疼的是,模拟电路的漂移较大,使得信号源输出波形的幅度稳定性很差。 自从70年代微处理器出现以后,利用微处理器和DAC可以使得信号源的功能进一步扩大,能够产生比较复杂的波形。但是,这种方案有一个很严重的缺陷:输出波形的频率低主要是由CPU的工作频率决定的,这就意味着只能通过缩短软件执行时间或提高CPU的时钟频率来提高信号源输出波形的频率,具有很大的局限性。 发展到今天,市面上的信号源大多基于数字技术,许多信号源既可以输出模拟信号又可以

任意波形信号发生器的设计外文文献

任意波形信号发生器的设计外文文献

原文 Design of An arbitrary waveform signal generator Abstract Signal generator plays a very important role in communication, electronic measuring instruments, electronic circuits, automatic control, radar and other electronic systems. Direct Digital Synthesis (DDS) technology can easily control the frequency of the signal for direct synthesis of waveforms. This paper designed a signal generator with the amplitude and frequency modulation by using AD9850 as frequency synthesizer and AT89S52 single chip microcomputer (SCM) as the core. Detailed design principle and idea are discussed. AD9850 of the DDS chip is used to generate the waveform. The frequency data of external input can be transformed to frequency phase control words of chip by simple parallel or serial communication interface with the single chip microcomputer. Amplitude modulation is realized by the AD7520 chip. The system is not only simple in structure, easy to implement, but also convenient and cheap. It has a theoretical and practical value. 1.Introduction Signal generator can be used as a signal source, which provides a known test signal to the circuit. It can be used to measure parameters of interest. In a variety of experimental test applications and processing, the signal source as the excitation source can simulate a variety of test signals, providing the practical needs to the circuit [1]. Signal generator play a very important role in communications, electronic measuring instruments, electronic circuits, automatic control, radar and other electronic systems. With the rapid development of digital technology, there has been high-precision digital-analog converter,digital control method by using a standard reference frequency generated by multiple frequency technology, which is the DDS technology [2]. Arbitrary waveform signal generator can meet the complex fields, user-defined signal, and the combination of computer technology and make it more accurate and stable. With the current development of electronic technology, the signal generator has a great application. 2. System We designed a signal generator, which can produce several arbitrary waveforms. We

任意波形信号发生器源代码

LIBRARY IEEE; --正弦信号发生器源文件 USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL; LIBRARY my; USE my.my_rom.ALL; ENTITY SINGT IS PORT ( CLK : IN STD_LOGIC; --信号源时钟 DOUT : OUT STD_LOGIC_VECTOR ((rom_width-1) DOWNTO 0) );--8位波形数据输出 END; ARCHITECTURE behav OF SINGT IS SIGNAL i:integer range 0 to (adr_high-1):=0;--设定内部节点作为地址计数器 BEGIN PROCESS(CLK) BEGIN if CLK'event and CLK='1' then if i = (adr_high-1) THEN i <= 0; ELSE i <= i + 1; END IF; end if; dout <= my_rom(i); END PROCESS; END behav; LIBRARY IEEE; --正弦信号发生器源文件 USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL; PACKAGE my_rom IS CONSTANT rom_width : POSITIVE := 8; CONSTANT adr_high : POSITIVE := 64; SUBTYPE rom_word IS STD_LOGIC_VECTOR((rom_width-1) DOWNTO 0); TYPE rom_table IS ARRAY(0 TO (adr_high-1)) OF rom_word; CONSTANT my_rom:rom_table:= ( "11111111","11111110","11111100","11111001","11110101","11101111","11101001","11100001", --00-0f "11011001","11001111","11000101","10111010","10101110","10100010","10010110","10001001", -- "01111100","01110000","01100011","01010111","01001011","01000000","00110101","00101011", --10-1f "00100010","00011010","00010011","00001101","00001000","00000100","00000001","00000000", -- "00000000","00000001","00000100","00001000","00001101","00010011","00011010","00100010", --20-2f

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