基于FPGA和LabVIEW的任意波形发生器设计

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基于FPGA实现的任意波形发生器的设计与研究

基于FPGA实现的任意波形发生器的设计与研究

a v n a e f sm l p r t o n ih d g e f it g a in c a a tr s i sb t a s a d u t b e f eu n y d a t g so ip e o e a in a d h g e r e o n e r t o h r c e it c u lo h sa j sa l r q e c
本文的重点 。D S 电路工作 时首先对 需要的波形进行采样, D
将 采样数值存入波形存储器作 为查 找表 ,然 后再通过查找表 将 数据 读 出来 ,经过 D A转换器转化成模拟信 号,并通过低 / 通 滤波器将 D C 转换器输 出的阶梯波 转换成光 滑的连续 信 A
号 。D S电路 的基 本 结 构 一 般 包 括 以下 几 部 分 :相 位 累 加 器 、 D
3 基于 F G P A的 D S电路的实现 D
3 1DD 的 结构 . S
境下的时序约束分析工具分析可知, 采用此结构 的 3 位相位 2 累加器的数据累加延时 比普通结构的进位 累加器 的数据延 时 减小 了一倍,提高 了 D S的相位 累加速度 。 D
D S 电路 的实现 是整个硬件 系统设计的关键所在,也是 D
设计 。
21 硬件设计方案 .
在任 意波形发 生器 的组成部分 中,硬件系统是整个系统 的核心。它包括波形 生成 电路 ,处理器 、存储器、接 口控制 模块、波 形选择 电路以及系统硬件控制模块等 电路 ,其它模
块通过相关接 口与其连接 ,构成 了一个完整 的硬件系统 。
2 硬件
基于 D S技术实现波形发生器 的方法主要有 以下两种 : D
3 2 1 相 位 累 加 器 的 设 计 ..

基于FPGA的任意波形发生器设计

基于FPGA的任意波形发生器设计
? 4)滤波器设计
典型的模拟滤波器有巴特沃斯 (Butterworth) 滤波器、切比雪夫 (Chcbyshcv) 滤波器、贝塞尔(Scsscl) 滤波器和椭I 圜(Ellipsc) 滤波器。
这几种低通滤波器都有各自的幅频特性。通带与阻带之间称为过渡带,过渡 带越窄,说明滤波器的选择性越好。巴特沃斯滤波器的响应最为平坦,它的 通带内没有波纹,在靠近零频处,有最平坦通带,趋向阻带时衰减单调增大, 缺点是从通带到阻带的过渡带最宽,对于带外干扰信号的衰减作用最弱,过 渡带不够陡峭。切比雪夫滤波器在通带内衰减在零值和一个土限值之间做等 起伏变化,阻带内衰减单调增大,通带或组带有波动,但过渡带比较陡峭。 贝塞尔滤波器通带内有较好的线性相位持性。椭圆函数滤波器不仅通带内有 起伏,阻带内也有起伏,而且过渡带陡峭。
? 单片机主要完成以下三个方向的任务:
(1) 根据键盘设置的波形和频率,完成波形的选择、编辑,并产生相应的 频率控制字送FPGA 。
(2) 将输出信号的频率送数码管显示。
(3) 与USB 接口芯片实现USB 接口电路并与上位PC 机通信。
主要要完成的工作:
? 1)基于FPGA 的DDS 实现 首先熟悉Quartus II 开发环境,其次对确定FPGA
工艺,无需另行架构,波形稳定度与准确度都比较高,有 理想的波形质量。但是,专用的DDS 芯片的数据表都已 经固化在芯片里,因此对于不同的应用其灵活性相对较, 无法灵活的实现任意波形的输出,同时DDS 芯片加单片 机的设计模式使硬件电路相对复杂。
基于DDS技术选择的实施方案
? 方案二: 基于FPGA 实现DDS 功能,通过单片机实现控制。此方 案的核心在于FPGA 的设计实现逻辑功能,通过对存储器 查表后输出信号,由相连接的数模转换器转换为要求的波 形。单片机作为控制器,易于控制与调试。

基于FPGA的任意波形发生器设计与实现

基于FPGA的任意波形发生器设计与实现
图1.1参数测量系统模型框图
采用“激励—响应”方法进行系统参数测量时,需要产生已知的激励信号输入到被测系统,系统对激励信号输出相应的响应信号,通过对该响应的测定和分析找出被测系统的输入—输出关系,从而定义系统的性能。由此我们可以看出,高质量激励信号的产生是系统参数测量中一个重要的环节,标准理想的输入激励是整个测试系统正确工作的基础,它从根本上影响测量系统的性能。
传统的信号发生器一般基于模拟技术。它首先生成一定频率的正弦信号,然后再对这个正弦信号进行处理,从而输出其他波形信号(例如通过比较器可以输出方波信号,对方波信号通过积分器可以生成三角波信号等)。这种方法的关键在于如何生成特定频率的正弦信号。早期的信号发生器大都采用谐振法,后来出现采用锁相环等频率合成技术的信号发生器。但基于模拟技术的传统信号发生器能生成的信号类型比较有限,一般只能生成正弦波、方波、三角波等少数的规则波形信号。如果需要生成较复杂的波形信号,电路的复杂度及设计难度都将大大增加。
任意波形发生器是现代电子测试领域应用最为广泛的通用仪器之一,它的功能远比函数发生器强,可以产生各种理想及非理想的波形信号,对存在的各种波形都可以模拟,广泛应用于测试、通信、雷达、导航、宇航等领域。
1.2任意波形发生器的功能
任意波形发生器既具有其他信号源的信号生成能力,又可以通过各种编辑手段生成任意的波形采样数据,方便地合成其他信号源所不能生成的任意波形,从而满足测试和仿真实验的要求。任意波形发生器的主要功能[3]包括:
1.3国内外发展现状
采用可变时钟和计数器寻址波形存储器的任意波形发生器在一段时期内曾得到广泛的应用,其取样时钟频率较高且可调节,但其对硬件要求比较高,需要高性能的锁相环和截止频率可调的低通滤波器(或者多个低通滤波器),且频率分辨率低,频率切换速度较慢,已经逐步退出市场。

基于FPGA的任意波形发生器设计

基于FPGA的任意波形发生器设计

基于FPGA的任意波形发生器设计与研究摘要:在此基于DDS技术进行任意波形发生器的研制。

以单片机为控制核心,采用FPGA芯片EP1C3T144C8,通过使用相位累加器和波形ROM等模块实现DDS功能,可产生正弦波、方波、三角渡与锯齿波等常规波形,而且能够产生任意波形,并通过键盘一一对应波形,从而满足研究的需要。

最后给出系统产生的测试数据,并对影响频谱纯度的杂散与噪声产生的原因进行分析。

关键词:FPGA;DDS;任意波形发生器;杂散引言任意波形发生器(Arbitrary Waveform Generator,AWG)是一种多波型的信号发生器,它不仅能产生正弦波、指数波等常规波形,也可以表现出载波调制的多样化,如:产生调频、调幅、调相和脉冲调制等。

更可以通过计算机软件实现波形的编辑,从而生成用户所需要的各种任意波形。

任意波形发生器的实现方案主要有程序控制输出、DMA输出、可变时钟计数器寻址和直接数字频率合成(DDS)等多种方式。

目前任意波形发生器的研制主要基于DDS 技术,与传统的频率合成器相比,DDS具有低成本、低功耗、高分辨率和快速转换时间等优点,广泛使用在通信、测量与电子仪器领域,是设备全数字化的一个关键技术。

1 任意波形发生器的理论分析1.1 DDS技术简介DDS(Direct Digital Synthesis)的概念由美国学者J.Tierney、C.M.Rader和B.Gold 在1971年提出。

该技术是从相位的概念进行频率合成,主要优点是输出相位连续、相对带宽较大、频率分辨率很高、可编程、准确度和稳定度都比较高。

DDS技术是利用查表法来产生波形,而通过修改存储在ROM里的数据,就可以产生任意波形。

1.2 DDS基本结构DDS主要有相位累加器、ROM波形查询表、数模转换器组成。

其基本框图如图1所示。

线性数字信号通过相位累加器逐级实现,波形函数存储在ROM中,根据累加器输出的相位值作为地址,寻找存储在ROM中的波形函数的幅度量化值,完成相位到幅值的转换,输出相对应的序列。

FPGA实现的任意波形发生器的设计

FPGA实现的任意波形发生器的设计

FPGA实现的任意波形发生器的设计波形发生器广泛应用于电子电路、自动控制和科学试验领域,是一种为电子测量工作提供符合严格技术要求的电信号设备,和示波器、电压表、频率计等仪器一样是最普通、最基本也是应用最为广泛的电子仪器之一,几乎所有电参量的测量都要用到波形发生器。

随着通信、雷达的不断发展,对信号源的频率稳定度、频谱纯度、频率范围和输出频率的个数以及信号波形的形状也提出越来越多的要求。

不仅要求能产生正弦波、方波等标准波形,还能根据需要产生任意波形,且操作方便,输出波形质量好,输出频率范围宽,输出频率稳定度、准确度及分辨率高,频率转换速度快且频率转换时输出波形相位连续等。

可见,研究制作高性能的任意波形发生器十分有必要,而且意义重大。

1 任意波形发生器的FPGA 实现系统框架如图1 所示,上位机产生任意波形数据,经USB2.0 控制器CY7C68013A 与FPGA(现场可编程门阵列)相连。

将数据下载到FPGA 的RAM 当中,再通过硬件电路依次从波形存储器中读取出来,经D/A 转换及滤波后得到所需信号波形输出。

关于DDS 的基本原理与结构在这里就不再加以阐述,用FPGA 按照DDS 的基本原理和结构设计和实现一个任意波形发生器,所以DDS 的几个基本部分都是应当具备的。

实现任意波形发生的关键在于把存放波形量化表的ROM换成了可以改写的RAM,这样通过与RAM 的接口可以改变存放在波形RAM 中的数据从而实现任意波形发生。

这里主要介绍控制部分、相位累加器、波形RAM 几个模块来叙述任意波形发生器的实现。

1.1 控制部分这个部分主要是要解决DDS 模块与单片机的接口问题。

在FPGA 的实现中,主要设计了2 个模块,一个是输入寄存器模块,为了接收单片机写入的频率控制字。

另外一。

EDA课程设计基于FPGA的任意波形发生器

EDA课程设计基于FPGA的任意波形发生器

EDA课程设计__基于FPGA的任意波形发生器学院:通信与电子工程学院摘要本文要紧探讨了应用FPGA灵活可重复编程和方便在系统重构的特性,以Verilog HDL为设计语言,运用QuarrtusII软件,将硬件功能以软件设计来描述,提高了产品的集成度,缩短开发周期。

所设计的波形发生器可产生正弦波(sina_wave)、锯齿波(swat_wave)、矩形波(squr_wave)、三角波(trig_wave)四种信号,能够实现信号的转换而且频率可调;关键字:任意波形发生器 FPGA Verilog HDL QuartusIIAbstractThis paper explored the application of flexible and reprogrammable FPGA and convenience features in the system reconfiguration to Verilog HDL design language, the hardware functions to software design to describe and improve the integration of products and shorten the development cycle. Waveform generator designed to produce sine wave (sina_wave), ramp (swat_wave), rectangular wave (squr_wave), triangular wave (trig_wave) four signals, to achieve signal conversion and frequency adjustable;Keywords: Arbitrary Waveform Generator FPGA Verilog HDL QuartusII目录摘要 (I)ABSTRACT (II)目录 (III)第 1章绪论 (1)概述 (1)任意波形发生器的功能 (1)国内外进展现状 (2)第2章波形发生器的大体理论 (4)FPGA简介 (4)Verilog语言简介 (4)Verilog语言概述 (4)VerilogHDL大体结构 (5)Q uarrtusII概述 (6)第3章方案设计 (8)系统介绍 (8)波形发生器各个模块设计 (9)Wave_gen 模块 (9)波形数据存储 ROM 模块 (9)第4章波形发生器软件仿真 (11)设计平台及仿真工具 (11)仿真进程 (11)结论 (14)附录 (16)第 1章绪论概述波形发生器是一种经常使用的信号源,普遍应用于电子电路,自动操纵系统,教学实验等领域,目前利用显现了大量能够产生多种波形且性能稳固的任意波形发生器,但大多数方案都是基于串行或并行总线进行数据的传输,这种方案尽管本钱较低,但系统的实时性较差,难以知足复杂波形的大数据量的传输要求。

基于FPGA的任意波形发生器的设计[1]

基于FPGA的任意波形发生器的设计[1]

技术创新《微计算机信息》(嵌入式与SOC )2010年第26卷第1-2期360元/年邮局订阅号:82-946《现场总线技术应用200例》PLD CPLD FPGA 应用基于FPGA 的任意波形发生器的设计Design of Arbitrary Waveform Generator based on FPGA(桂林电子科技大学)刘畅李智LIU Chang LI Zhi摘要:该系统以Altera 的CycloneII 系列芯片EP2C70为控制芯片,以AD9744芯片作为数模转换器。

采用DDS 技术来实现任意波形的产生,使用该方法输出波形的形状和长度均可灵活的调整,同时可由用户通过特定软件来编辑波形。

输出的波形可以满足自动测试系统的要求。

关键词:DDS;FPGA;AD9744中图分类号:TP274文献标识码:AAbstract:CycloneII Series Altera chip EP2C20F484are the core of the system and DAC chip is the AD9744.Realizing arbitrary waveform generation by using DDS technology,the method of output waveform shape and length can be flexible and adjust,and by the user through specific software to edit the waveform.Output waveform can satisfy the requirements of automatic test system.Key words:DDS;FPGA;AD9744文章编号:1008-0570(2010)01-2-0130-02引言在自动测试系统中,信号发生器为测试系统提供良好的测试源,其中在某些测试场合,需要使用任意波形作为测试源,使用传统的模拟方法不方便产生任意波形,同时采用传统方法产生的任意波形的形状和长度也不方便调整。

(整理)基于FPGA和LabVIEW的任意波形发生器设计.

(整理)基于FPGA和LabVIEW的任意波形发生器设计.

1 绪论波形发生器是一种常用的信号源,广泛应用于通信、雷达、测控、电子对抗以及现代化仪器仪表等领域,是一种为电子测量工作提供符合严格技术要求的电信号设备。

随着现代电子技术的飞速发展,现代电子测量工作对波形发生器的性能提出了更高的要求,不仅要求能产生正弦波、方波等标准波形,还能根据需要产生任意波形,且操作方便,输出波形质量好,输出频率范围宽,输出频率稳定度、准确度及分辨率高,频率转换速度快且频率转换时输出波形相位连续等。

可见,为适应现代电子技术的不断发展和市场需求,研究制作高性能的任意波形发生器十分有必要,而且意义重大。

1.1 波形发生器的发展及现状波形发生器的核心技术是频率合成技术,主要方法有:直接模拟频率合成、锁相环频率合成(PLL),直接数字合成技术(DDS)。

传统的波形发生器一般基于模拟技术。

它首先生成一定频率的正弦信号,然后再对这个正弦信号进行处理,从而输出其他波形信号。

早期的信号发生器大都采用谐振法,后来出现采用锁相环等频率合成技术的波形发生器。

但基于模拟技术的传统波形发生器能生成的信号类型比较有限,一般只能生成正弦波、方波、三角波等少数的规则波形信号。

随着待测设备的种类越来越丰富,测试用的激励信号也越来越复杂,传统波形发生器已经不能满足这些测试需要,任意波形发生器(AWG)就是在这种情况下,为满足众多领域对于复杂的、可由用户自定义波形的测试信号的日益增长的需要而诞生的。

随着微处理器性能的提高,出现了由微处理器、D/A以及相关硬件、软件构成的波形发生器。

它扩展了波形发生器的功能,产生的波形也比以往复杂。

实质上它采用了软件控制,利用微处理器控制D/A,就可以得到各种简单波形。

但由于微处理器的速度限制,这种方式的波形发生器输出频率较低。

目前的任意波形发生器普遍采用DDS(直接数字频率合成)技术。

基于DDS技术的任意波形发生器(AWG)利用高速存储器作为查找表,通过高速D/A转换器对存储器的波形进行合成。

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1 绪论波形发生器是一种常用的信号源,广泛应用于通信、雷达、测控、电子对抗以及现代化仪器仪表等领域,是一种为电子测量工作提供符合严格技术要求的电信号设备。

随着现代电子技术的飞速发展,现代电子测量工作对波形发生器的性能提出了更高的要求,不仅要求能产生正弦波、方波等标准波形,还能根据需要产生任意波形,且操作方便,输出波形质量好,输出频率范围宽,输出频率稳定度、准确度及分辨率高,频率转换速度快且频率转换时输出波形相位连续等。

可见,为适应现代电子技术的不断发展和市场需求,研究制作高性能的任意波形发生器十分有必要,而且意义重大。

1.1 波形发生器的发展及现状波形发生器的核心技术是频率合成技术,主要方法有:直接模拟频率合成、锁相环频率合成(PLL),直接数字合成技术(DDS)。

传统的波形发生器一般基于模拟技术。

它首先生成一定频率的正弦信号,然后再对这个正弦信号进行处理,从而输出其他波形信号。

早期的信号发生器大都采用谐振法,后来出现采用锁相环等频率合成技术的波形发生器。

但基于模拟技术的传统波形发生器能生成的信号类型比较有限,一般只能生成正弦波、方波、三角波等少数的规则波形信号。

随着待测设备的种类越来越丰富,测试用的激励信号也越来越复杂,传统波形发生器已经不能满足这些测试需要,任意波形发生器(AWG)就是在这种情况下,为满足众多领域对于复杂的、可由用户自定义波形的测试信号的日益增长的需要而诞生的。

随着微处理器性能的提高,出现了由微处理器、D/A以及相关硬件、软件构成的波形发生器。

它扩展了波形发生器的功能,产生的波形也比以往复杂。

实质上它采用了软件控制,利用微处理器控制D/A,就可以得到各种简单波形。

但由于微处理器的速度限制,这种方式的波形发生器输出频率较低。

目前的任意波形发生器普遍采用DDS(直接数字频率合成)技术。

基于DDS技术的任意波形发生器(AWG)利用高速存储器作为查找表,通过高速D/A转换器对存储器的波形进行合成。

它不仅可以产生正弦波、方波、三角波和锯齿波等规则波形,而且还可以通过上位机编辑,产生真正意义上的任意波形。

1.2 FPGAFPGA是英文Field Programmable GateArray的缩写,即现场可编程门阵列,它是在PAL、GAL、EPLD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[8]。

FPGA采用了逻辑单元数组LCA(Logic Cell Array)这样一个新概念,内部包括可配置逻辑模块CLB(Configurable Logic Block)、输出/输入模块lOB(Input/Output Block)和内部联机(Interconnect)三个部分。

FPGA的基本特点主要有:(1)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。

(2)FPGA可做其他全定制或半定制ASIC电路的中试样片。

(3)FPGA 内部有丰富的触发器和I/O引脚。

(4)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。

(5)FPGA采用高速CHMOS工艺,功耗低,可以与CMOS、TTL 电平兼容。

因此,FPGA芯片是小批量系统提高系统集成度、可靠性的最佳选择之一。

FPGA具有静态可重复编程和动态在系统重构的特性,使得硬件功能可以像软件一样通过编程来修改。

在FPGA实际应用中,设计的保密和设计的可升级是十分重要的,用单片机束配置FPGA可以很好的解决上述问题。

用单片机配置FPGA器件时,关键在于产生合适的时序。

可编程逻辑芯片的发展,特别是高速FPGA的推出,给DDS的开发应用提供了一个非常合适的契机。

利用FPGA,普通用户也可以根据需要开发自己的DDS芯片。

FPGA 一般使用HDL语言进行开发。

HDL语言软件式的硬件设计方法可以给DDS芯片的设计带来高度的灵活性,可以根据需要方便的实现所需的功能。

同时,FPGA的速度也越来越快,现在的FPGA已经可以轻松的工作在上百MHz的时钟频率之下,这样就给实现高速DDS芯片提供了有利条件。

1.3 虚拟仪器1986年,美国国家仪器公司提出了虚拟仪器的概念。

虚拟仪器是以通用计算机作为系统控制器,由软件来实现人机交互和大部分仪器功能的一种计算机仪器系统。

虚拟仪器利用个人计算机强大的图形环境来建立虚拟仪器面板,从而完成对仪器的控制、数据分析与显示功能。

它可以代替传统仪器,改变传统仪器的使用方式,提高仪器的功能、使用效率,大幅度降低仪器价格,使用户可以根据自己的需要定义仪器的功能[10]。

虚拟仪器的出现代表着仪器发展的最新方向和潮流,是信息技术的一个重要领域,对科学技术的发展和工业生产将产生不可估量的影响。

与传统仪器相比,虚拟仪器有以下一些特点:软件是核心,灵活性和可扩展性,性价比高,良好的人机界面,与其他设备互联的能力。

LabVlEW是美国国家仪器公司推出的基于图形编程的虚拟仪器软件,它不仅是一种开发语言,更是一个具有扩展性和通用性的软件开发平台。

LabVIEW强大的硬件驱动、图形显示能力和便捷的快速程序设计,为过程控制和工业自动化应用提供了优秀的解决方案。

同时,LabVIEW提供了功能强大的高级数学分析库,包括统计、估计、回归分析、线型代数、信号生成算法、时域和频域算法众多科学领域,可满足各种计算和分析需要。

2 系统方案设计2.1 总体方案设计设计方案如图2.1所示。

图2.1 方案设计图由上位机的人机交互界面通过串口发送指令到下位机,由下位机产生波形,经过数模转换、低通滤波后输出所需要的波形。

2.2 上位机和下位机上位机是指:人可以直接发出操控命令的计算机,一般是PC,屏幕上显示各种信号。

下位机是直接控制设备获取设备状况的的计算机,一般是PLC/单片机之类的。

上位机发出的命令首先给下位机,下位机再根据此命令解释成相应时序信号直接控制相应设备。

下位机不时读取设备状态数据(一般模拟量),转化成数字信号反馈给上位机。

在概念上控制者和提供服务者是上位机,被控制者和被服务者是下位机,也可以理解为主机和从机的关系,但上位机和下位机是可以转换的。

两机如何通讯,一般取决于下位机。

下位机一般处于底层控制,上位机可以编程后,传入下位机或者集中管理下位机,下位机在有存储控制程序的情况下,可脱离上位机工作。

在本设计中,上位机安装有用LabVIEW 开发的具有良好人机交互的信号源面板,可以完成任意波形的数据编辑、参数设置和波形数据的下载。

下位机通过串口与上位PC机构成波形产生系统。

3 上位机部分3.1 LabVIEW软件设计LabVIEW部分软件设计是采用图形化的方法设计的。

在前面板上控件主要有:波形选择,频率旋钮,频段调节,幅度调节。

这四部分的调节直接影响波形信号的改变,在程序框图中,每一种调节都对应一种波形参数,当前面板中相应的控件值改变时,参数也随之改变,并把这些调节参数连接起来通过串口发送出去。

其软件流程图如图3.1所示。

图3.1 LabVIEW软件设计流程图3.2前面板设计如图3.2所示,前面板可以操作界面:波形选择,频率控制,占空比调节,幅度调节。

图3.2 LabVIEW软件前面板图3.3 程序框图设计3.3.1 程序设计如图3.3所示,程序框图提供VI 的图形化源程序。

图3.3 LabVIEW软件程序框图在程序框图中对VI 编程,以控制和操纵定义在前面板上的输入和输出功能。

可以看到程序框图中包括了前面板上的开关、旋钮、数值显示等控件的连线端子,还有一些CIN节点,if循环结构及程序的循环结构。

整个程序框图设置了一个While Loop 循环,使它持续工作下去。

由电源开关控制这一循环的结束。

整个程序主要有以下几个模块:波形类型模块;频率选择模块;频段选择模块;幅值选择模块;串口发送模块设计。

3.3.2波形类型设计波形类型模块如图3.4所示。

图3.4 波形类型设计图波形类型模块的主要功能是得到波形参数当前面板中的三角控件按下时,参数为0,正弦控件按下时参数为1,方波控件按下时参数为2。

首先,由于三角,方波,正弦都是输入控件,在程序框图中相当于普通编程语言的输入参数,只有输出端子,没有输入端子,且输出值为布尔量,通过布尔转(0,1)VI,可以把输出值转换为0 或1,分别送到一CIN节点,对其编程如图三角输入量设为 a;方波输入量设为 b;正弦输入量设为 c;输出为d。

CIN节点功能就是当a=1时,输出d=0,表示三角波;当b=1时,输出d=2,表示方波;当c=1时,输出d=1,表示正弦波。

之后把d的值送至一数值转十进制字符VI,等待打包发送。

CIN节点程序如下:if(a==1)d=0;elseif(b==1)d=2;elseif(c==1)d=1;3.3.3频率选择模块设计频率选择模块如图3.5所示。

图3.5 频率选择模块设计图频率选择模块的主要功能是由频段按钮与频率调节选钮的的值作为输入计算出频率值并且得到频率系数和频段参数。

频率旋钮调节输出是一0~359之间的数值假设为a,频段的判断方法与波形选择模块相似,可分别用0~6七个数字来分别表示2M~2Hz这七个频段,则频率的值为pinlv=205+a*5/(10^n)Khz。

这些数值转换也在一个CIN公式接点内完成。

3.3.4峰峰值调节设计如图3.6所示,峰峰值的调节是由幅侄调节旋钮完成的,主要功能是调节信号的峰峰值大小,峰峰值的调节输出直接送到峰峰值的显示控件,范围为0~8.5V,步进为0.1v。

但其参数为真实值的十倍,以0~85代表0~8.5v之间的数值。

图3.6 峰峰值调节设计图3.3.5 串口发送设计串口的发送是很重要的一部分,主要功能是完成把波形指令发送到串口上。

如图3.7所示,串口采用的是LabVIEW自带的串口发送模块VISA,可以很方便的调用。

在LabVIEW的VISA面板中有VISA配置、VISA读取、VISA写入、VISA关闭、VISA打开等关于VISA串口操作的模块。

图3.7 串口配置与发送设计图首先要先调用一个VISA配置VI,此VI的功能是完成串口的配置,如波特率,数据位数,有无奇偶校验等,在这里设置的是波特率为9600,一位起始位,八位数据位,一位停止位,无奇偶校验,无握手协议。

其次,调用一VISA写入VI,此VI是将连接好的一包数据按指定格式,速率发送的串口上。

最后,调用VISA关闭VI,关闭串口。

4 下位机部分4.1 DDS原理直接数字频率合成即DDS,是目前最新的产生频率源的频率合成技术。

目前用的最多的是查表法。

这种合成技术具有相对带宽很宽,频率切换时问短(ns级),分辨率高(uHz),相位变化连续,低相位噪声和低漂移,数字调制功能,可编程及数字化易于集成,易于调整等一系列性能指标,远远超过了传统频率合成技术所能达到的水平,为各种电子系统提供了优于模拟信号源性能的高质量的频率源。

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