侵权投诉
订阅
纠错
加入自媒体

基于FPGA的双路低频信号发生及分析仪

2013-06-18 10:21
林契于宸
关注

  设计了一种基于FPGA的双路低频信号发生及分析系统,实现对低频信号的发生和频域分析。系统采用FPGA为低频信号发生模块和分析模块控制芯片,按键输入信号的参数给FPGA,FPGA通过数字频率合成技术产生频率幅度步进可调的双路低频信号,信号经加法器叠加后,再由信号分析模块FPGA通过快速傅里叶变换对信号进行频域提取,并将频率幅度信息直接用LCD显示,实现了低频信号发生和频谱分析的功能。该系统密闭封装,人机界面友好,非常便于操作演示。

  l 引言

  频率合成技术的应用,对通信、数字电视、卫星定位、航空航天、雷达、电子对抗技术的发展起到了至关重要的作用。而作为波形发生器的核心的频率合成技术,其原理是把一个或多个高精度、高稳定性的参考频率,经过各种信号处理技术,生成同样精度和稳定性的各种离散频率。虽然各个芯片厂推出了先进的高性能、多功能DDS集成芯片,但在某些情况下,这些DDS集成芯片的控制方式、频率和转化率不符合系统要求。如果使用高性能的FPGA器件来代替DDS集成电路,便可以满足设计要求。

  本文设计了一种低频信号发生及分析系统。本系统以高速可编程逻辑门阵列FPGA为核心技术,由FPGA通过p核产生双路低频信号,参数由按键输入。产生的双路信号经过加法电路的叠加,由FPGA对信号进行快速傅里叶变换得到频域信号,最后通过示波器观察频域信号,通过门限法得到该信号的频率和幅度等参数并在LCD上显示。该系统具有体积小、携带方便、操作简便、易于连接,采样率、数据传输速率高,动态范围大(12位A/D采样率)等特点,使用自制的线性电源,非常方便低频信号生成和分析。

  2 系统组成与工作原理

  系统由FPGA核心板、D/A转换电路、加法器电路、A/D转换电路、直流稳压电源、键盘和显示等部分组成。

  系统总体框图如图1所示。

基于FPGA的双路低频信号发生及分析仪

  双路低频信号由一块FPGA产生,通过按键控制频率、幅度等参数,参数实时显示在数码管上,2路信号送入加法器进行求和,然后经过A/D采样给另一块FPGA,并对信号进行快速傅里叶变换处理后提取出频域信号,频谱图可以通过示波器观察,最后分别显示叠加前两路正弦信号的频率和幅度。

  3硬件电路板设计

  3.1 FPGA核心板设计

  FPGA核心板担负着数据发送和分析的任务,是本系统最为关键的部分。FPGA核心板采用的是Xilinx公司Spartan3系列的XC3S400一PQ208型40万门芯片,其配置芯片为Xilinx公司的专用配置PROM芯片XCF02S,以实现加电自动配置。核心板采用5 V输入,板上有两块LM317电源芯片分别输出3.3 V和2.5 V电压。板上采用40 MHz有源晶振,能够满足高速设计要求。核心板140支I/0口全部引出,非常便于与外围器件的连接及系统的扩展。最小系统框图如图2所示。

基于FPGA的双路低频信号发生及分析仪

1  2  3  4  下一页>  
声明: 本文由入驻维科号的作者撰写,观点仅代表作者本人,不代表OFweek立场。如有侵权或其他问题,请联系举报。

发表评论

0条评论,0人参与

请输入评论内容...

请输入评论/评论长度6~500个字

您提交的评论过于频繁,请输入验证码继续

暂无评论

暂无评论

文章纠错
x
*文字标题:
*纠错内容:
联系邮箱:
*验 证 码:

粤公网安备 44030502002758号