简易波形发生器的设计

摘     要

    各种各样的信号是通信领域的重要组成部分，其中正弦波、余弦波、三角波、方波、锯齿波等是较为常见的信号。在科学研究及教学实验中，我们常常需要这几种信号的发生装置。为了实验、以及研究的方便，研制一种灵活适用、功能齐全、使用方便的信号源是十分必要的。

    本设计实现了一个基于SOPC 的任意波形发生器，不仅可以合成正弦、余弦、方波、三角波和锯齿波等常见波形，还可以通过PC 端软件编辑任意波形数据，并下载到以Nios II嵌入式微处理器为核心的SOPC 系统上用于产生任意波形，具有控制灵活，输出频率稳定、准确，波形质量好和输出频率范围宽等优点。 

关键词： 直接数字频率合成；可编程片上系统；NIOSⅡ ；信号源；单片机

目  录

摘要.I

ABSTRACTII

目录.III

1   绪 论1

1.1 课题背景.1

1.2 国内外波形发生器的发展现状.1

 1.2.1 波形发生器的发展状况1

 1.2.2 国内外波形发生器的比较2

     1.2.3 研究波形发生器的目的及意义3

2  直接数字频率合成技术(DDS)介绍.4

2.1 频率合成技术.4

     2.1.1 频率合成技术的发展及分类4

     2.1.2 频率合成技术的技术指标5

2.2 DDS 的原理和结构.6

     2.2.1 DDS 的原理6

     2.2.2 DDS 的基本结构8

3  系统总体设计.11

3.1 片上系统设计11

     3.1.1 NIOS II 模块.14

     3.1.2 DDS 模块.14

     3.1.3 PLL 模块.15

     3.1.4 片上RAM模块.15

     3.1.5 片上系统软件设计.16

     3.1.6 波形仿真.17

3.2 D/A 转换和滤波电路18

3.3 PC 端软件.22

 3.3.1 任意波形信号的编辑.22

 3.3.2 数据处理.23

     3.3.3 串口设计.24

     3.3.4 GUI 界面设计.24

4  实验结果.26

4.1 波形图展示26

4.2 实验结果评估28

5  总结.29

致谢30

参考文献31