基于FPGA的高精度信号发生器
2020年信息技术与网络安全第1期
付宝仁，王超，高鸿儒
（华北计算机系统工程研究所，北京 100083）
摘要：在当代许多电子信息系统中，信号源的性能参数往往对系统的功能起着决定性作用。采用直接数字频率合成技术（Direct Digital Synthesize，DDS），基于现场可编程门阵列（FieldProgrammable Gate Array，FPGA）设计了能同时输出4路信号的高精度信号发生器。同时依靠串口通信的方式，通过PC端的控制界面实时调节系统输出信号的频率、相位和死区时间。
中图分类号：TP311.1
文献标识码：A
DOI：10.19358/j.issn.2096-5133.2020.01.017
引用格式：付宝仁，王超，高鸿儒。基于FPGA的高精度信号发生器［J］。信息技术与网络安全，2020,39（1）：87-91.
文献标识码：A
DOI：10.19358/j.issn.2096-5133.2020.01.017
引用格式：付宝仁，王超，高鸿儒。基于FPGA的高精度信号发生器［J］。信息技术与网络安全，2020,39（1）：87-91.
High-precision signal generator based on FPGA
Fu Baoren，Wang Chao，Gao Hongru
（National Computer System Engineering Research Institute of China,Beijing 100083,China）
Abstract：In many contemporary electronic information systems,the performance parameters of a signal source often play a decisive role in the function of the system.In this paper,using Direct Digital Synthesize （DDS），a highprecision signal generator capable of simultaneously outputting four waves is designed based on FieldProgrammable Gate Array （FPGA）。At the same time,relying on the serial communication mode,the frequency,phase and dead time of the system output signal are adjusted in real time through the control interface of the PC.
Key words :direct digital synthesize;fieldprogrammable gate array;signal generator
0 引言
电子信息产业的高速发展，对信号发生器的稳定性和易用性提出了越来越高的要求。当前市面上的信号发生器由于进行了硬件的固化和封装，降低了系统的扩展性，不利于二次开发和升级。
本文运用直接数字频率合成技术（Direct Digital Synthesize,DDS）和脉冲宽度调制技术（Pulse Width Modulation,PWM），选用STORM IV_E22C系列FPGA，实现4路高精度信号发生器。其通过串口通信的方式连接PC，通过PC端的控制界面对输出信号进行实时、可视化的调节，支持调节各路信号的频率、相位和死区时间，具有良好的易用性。输出信号的控制参数保存在FPGA的寄存器中，只有当参数需要改变时，PC端才与FPGA通信，因此即使串口通信中断，也不影响输出信号的稳定性。最后，输出信号的参数范围和精度只与FPGA硬件的时钟频率和累加器的位数相关，该设计支持扩展更多路输出信号，具有良好扩展性。
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作者信息：
付宝仁，王超，高鸿儒
（华北计算机系统工程研究所，北京 100083）
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