现在波形组成技能首要有两种通用的办法,一种是运用专用的DDS 芯片,一种是依据CPLD/FPGA的解决方案。尽管专用DDS芯片的功用也比较多,但操控办法却是固定的,操控不灵敏,而运用FPGA 则能够依据需求运用Verilog/VHDL言语来完成各种比较复杂的调频、调相和调幅功用,具有杰出的实用性。
1 DDS技能及其原理
恣意波形发生器现在首要有两种完成办法:一种是传统的恣意波形发生器,可是因为选用的是模仿和模数混合的办法,约束了其频率稳定度,而且体系比较复杂;另一种是依据直接数字频率组成(DDS)技能的恣意波形发生器,选用这种技能的AWG具有很高的频率分辨率和快速的输出频率转化才能,而且输出频率规划宽。
DDS技能是一种先进的频率组成技能,其长处是易于程控、相位接连、输出频率稳定度高、分辨率高级。DDS 技能的完成依赖于高速、高性能的数字器材,可编程逻辑器材以其速度高、规划大、可编程以及有强壮EDA软件支撑等特性,非常合适完成DDS技能。依据以上的原因,该体系选用第2种完成办法。DDS原理框图如图1所示。
图1 DDS原理框图
2 体系总体规划
该体系完成的首要功用是:输出频率相同,幅值相同,具有可调相位差的两路恣意波形,一起可完成输出波形过零切换(当波形参数发生改动时,体系总是在零相位时改动输出波形,这样可得到滑润的波形输出),该体系还能够经过PC 端软件发生数据,并经过USB接口下载到FPGA中然后生成恣意波形。一起,波形的频率和起伏均可调理,输出频率规划为0.1Hz~1MHz,频率分辨率为0.1Hz,输出电压规划为0~10V。体系的全体规划如图2所示。
图2 体系原理框图
3 PC端软件软件规划
该体系能够依据用户的需求设定不同的波形,为了运用户更简略的得到自己想要的信号波形,在这里规划了两个能够发生恣意波形的办法。一种办法是绘图法,用户能够自己画出想得到的波形的图形,可是用这种办法发生出来的信号精度不高,适用于对发生的信号要求不高的用户,其长处是简略便利。另一种办法是公式法,依据用户输入的公式或许函数句子发生波形信号,这种办法比较科学,精度较高。因为MATLAB软件具有强壮的数据核算、仿真、绘图等功用,所以该用户界面是用MATLAB软件编程。用户的软件界面如图3所示。
图3 用户软件界面
在绘图法中,首要用到MATLAB中的两个函数:ginput(鼠标输入图形)和spline(三次样条多项式拟合)。结合这两个函数,交互式创立二维曲线。首要,运用ginput函数在figure图上挑选一系列点[x,y],这样就可得到一些涣散的数据点,为了从这些涣散的数据点中找到其内涵的规律性,然后经过这些点进行样条滑润,就要运用到spline函数来发生一系列点来迫临这些已知点。结合ginput和spline函数规划程序,用户就能够依据自己的需求在图上恣意画出波形,描绘的点越多,则输出的波形越挨近实在波形;假如描绘的数据点少,则有或许改动波形形状及趋势。绘图法中运用鼠标取点的办法首要是避免用鼠标直接画波形时的不灵敏性和欠好操控性。