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基于FPGA的多通道信号生成器

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简介：
本项目设计并实现了一种基于FPGA技术的多通道信号生成器，能够高效地产生多种类型和频率的电信号，适用于科研与工程领域。 本段落介绍了一种基于可编程逻辑器件（FPGA）的设计方案，用于生成三种标准波形：正弦波、方波和三角波，并且这些信号的频率可以调节。设计采用直接数字频率合成技术（DDS），实现了输出波形种类、频率及通道的选择功能。在QuartusII平台上完成了顶层设计与功能仿真，提出了硬件设计方案，并计划在现有的实验平台下进行演示。

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  • 基于FPGA的多通道信号生成器
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    本项目设计并实现了一种基于FPGA技术的多通道信号生成器，能够高效地产生多种类型和频率的电信号，适用于科研与工程领域。 本段落介绍了一种基于可编程逻辑器件（FPGA）的设计方案，用于生成三种标准波形：正弦波、方波和三角波，并且这些信号的频率可以调节。设计采用直接数字频率合成技术（DDS），实现了输出波形种类、频率及通道的选择功能。在QuartusII平台上完成了顶层设计与功能仿真，提出了硬件设计方案，并计划在现有的实验平台下进行演示。
     
  • 基于FPGA的四通道信号生成器
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    本项目设计并实现了一个基于FPGA的四通道信号生成器，能够独立产生四种不同类型的标准波形信号，适用于多种电子测试和科研场景。 能够独立输出四种不同的波形，频率和幅度均可调节。
     
  • 基于LabVIEW的多通道信号生成器
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    本项目开发了一种基于LabVIEW平台的多通道信号生成器，能够同时产生多种类型的电信号，适用于科研和工业测试领域。 基于LabVIEW的多通道信号发生器可以实现向板卡写入三角波、方波和正弦波，并能添加噪声。该设备提供了基本函数发生信号和公式波形两种选择方式。
     
  • 基于FPGA的多通道模拟信号发生器设计
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    本项目旨在设计一种基于FPGA技术的多功能、高精度多通道模拟信号发生器，适用于科研与工程领域。通过灵活配置，可生成多种类型的波形，满足不同应用场景的需求。 0 引言 随着遥测系统的不断发展，其复杂度也在不断提高。因此，在终端设计过程中，对信号源的频率稳定度、幅值范围以及工作频段的要求也越来越高。为了满足这些需求，遥测系统需要具备高速码率传输能力、实时可重构特性及处理复杂的结构功能等优势。然而传统的数字电路难以胜任如此复杂的功能实现。 FPGA（现场可编程门阵列）是一种近年来迅速发展的硬件可编程芯片，它具有高度的硬件密度和灵活多变的设计架构，并且支持多次编程与加密保护等特点，在高速信号处理领域中扮演着极其重要的角色。这为构建能够生成多种频率及波形输出的模拟量信号源提供了有效的技术途径。 本段落以大容量FPGA器件为基础，针对遥测应用场景开发了一种独立供电、可同时产生不同频率和形态多路模拟信号的解决方案。
     
  • 基于FPGA的双通道可调幅相频DDS信号生成器
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    本项目设计了一款基于FPGA技术的双通道可调幅相频DDS信号生成器，能够灵活调整幅度与频率，适用于雷达、通信等领域的高性能信号测试。 基于FPGA的双通道幅度相位频率可调节的DDS信号发生器通过矩阵键盘来控制三个参数。程序经过测试，并在实际板级验证后可以正常运行。
     
  • 基于FPGA的双通道直接数字合成信号发生器
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    本项目设计了一种基于FPGA的双通道直接数字合成（DDS）信号发生器，能够高效地生成高精度、低抖动的正弦波和方波信号。该系统适用于雷达、通信及测试测量等领域，具备灵活配置频率与相位的特点，满足了现代电子系统的高性能需求。 本项目采用高云FPGA（GW1N-LV1）作为控制核心，并搭建了包括DAC、按键在内的外围电路，以实现双通道直接数字合成信号发生器的功能。用户可以通过按键和拨码开关独立调整每个通道的波形、频率及相位参数；同时利用电位器调节各通道输出波形的幅值大小。
     
  • 基于STM32的多通道PWM旋转变压器信号生成器.pdf
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    本论文介绍了一种基于STM32微控制器设计的多通道PWM旋转变压器信号发生器，旨在提供精确的模拟信号以测试和验证电机控制系统。 旋转变压器是一种应用于自动控制系统中的传感器元件，主要用于角度测量和信号传输。它具有高可靠性、长寿命以及在恶劣环境下的稳定工作能力等特点，在工业和国防等领域得到了广泛应用。 数字轴角转换（DSC）是通过数字信号处理技术来模拟产生旋转变压器信号的过程。当直接采集旋变信号困难时，可以使用这种方法实现角度信号的转换。 传统DSC电路通常包括数据锁存器、ROM正余弦表、相乘型数模转换器和放大器等组件。这类结构复杂且存在较大损耗的问题，需要额外设计散热装置以确保正常运行。 本段落提出了一种基于STM32微控制器的设计方案，用于生成多通道PWM旋变信号的DSC电路简化了硬件架构，并通过H桥放大PWM信号实现了无需散热设备的高效功放效果。 脉冲宽度调制（PWM）技术可以将模拟信号转换为数字形式。其原理在于不同形状但面积相等的窄脉冲在具有一定惯性的环节上产生相同的效果，从而控制输出幅值和频率而不会改变波形低频特性。该技术被广泛应用于开关电源、逆变器及电机控制系统中。 PWM的应用可以通过滤波电路从一系列具有特定正弦规律变化宽度的脉冲信号中提取出所需的正弦波。 STM32F4系列微控制器是ST公司推出的一款高性能32位微处理器，具备丰富的外设资源和强大的处理能力。该系列产品支持多路PWM输出功能，非常适合用于实现本设计中的旋变信号模拟与生成任务。 总之，结合STM32F4微控制器的PWM输出能力和数字轴角转换技术可以简化传统DSC电路的设计，并提高信号发生器的工作效率及可靠性。这种基于数字PWM技术的方法不仅克服了传统模拟电路的一些局限性，在维护和升级方面也更加灵活，适用于需要高精度角度测量与传输的应用场景。
     
  • 双通道信号生成器
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    双通道信号生成器是一款专业的电子设备，能够同时产生两种独立可调的电信号，适用于科研、教育及工业测试等领域。 双路信号发生器是一种在电子工程和实验室环境中广泛使用的设备，能够生成多种类型的电气信号，如正弦波、方波、三角波等，用于测试和验证其他电子系统的性能。本LabVIEW课程设计中展示的是一个基于虚拟仪器技术实现的双路信号发生器。LabVIEW是由美国国家仪器公司开发的一种图形化编程环境，专为数据采集、测量和控制应用而设计。 LabVIEW的特点在于其使用图标和连接线的图形化编程语言——G语言，使得非专业程序员也能快速理解和构建复杂的系统。在这个项目中，开发者利用了LabVIEW的灵活性和强大的硬件支持，特别是与PCI-6221板卡的集成。PCI-6221是一款多功能DAQ（数据采集）卡，具备高精度模拟输入和输出功能，并能执行同步采样和数字IO操作，非常适合用于信号发生和测量任务。 双路信号发生器的核心功能包括： 1. **多波形生成**：该虚拟信号发生器能够生成两种独立的信号。用户可以选择不同的波形类型（如正弦、方波、三角波等），并调整频率、幅度和相位。 2. **频率控制**：通过用户界面，可以精确设定每个通道的信号频率，以满足各种测试需求。 3. **幅度调节**：用户能够调整信号电压幅度，确保其在安全范围内，并适应不同负载的要求。 4. **相位调整**：双路信号之间可调相位设置允许研究和分析它们之间的关系。 5. **实时显示**：集成的虚拟示波器功能可以实时回采并显示输出波形，提供直观反馈以帮助验证信号准确性和稳定性。 6. **PCI-6221板卡利用**：通过编程控制PCI-6221板卡实现高精度模拟输出，确保生成高质量的电气信号。 7. **设计说明书**：项目附带的设计文档详细介绍了系统架构、实施方法以及可能遇到的问题和解决方案。 此LabVIEW课程设计帮助学生掌握双路信号发生器的基本原理与实现方式，并深入了解如何利用软件控制硬件进行测量和控制系统。同时，该实验强调了软硬结合的重要性，在教学或科研中都是一个重要的工具。
     
  • 基于FPGA的DDS信号生成器
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    本项目设计并实现了一种基于FPGA的直接数字合成（DDS）信号生成器，能够高效生成高精度、低抖动的正弦波信号。 基于Cyclone的DDS函数信号发生器采用倍频至150MHz，可生成最高40MHz的正弦波。
     
  • 基于FPGA的DDS信号生成器
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    本项目设计并实现了一种基于FPGA技术的直接数字合成(DDS)信号生成器，能够高效生成高精度、高稳定性的正弦波等信号。 本段落介绍了一种基于FPGA的DDS基本信号发生器的设计方法，并使用VHDL语言编程及QuartusII软件进行编译和波形仿真。通过VHDL对DDS功能进行了描述，使其便于在不同实现方式下移植和修改参数。QuartusII软件提供了便捷的编译与综合平台，大大缩短了DDS设计开发周期。 DDS模型由相位累加器、波形存储器ROM查找表(LUT)、D/A转换器(DAC)以及低通滤波器(LPF)构成。本设计基于DDS原理和FPGA技术，采用顺序存储方式将正弦波、三角波、方波及锯齿波四种信号的取样数据全部存入ROM波形表中，并通过外接设备拨扭开关选择输出所需信号并控制其频率，最终在LCD液晶显示屏上显示。 相较于传统信号发生器，DDS具有高频率分辨率、快速切换速度和连续相位切换等优点。此外，它还具备可编程性及全数字化特性，在集成方面更加灵活便捷。因此，DDS广泛应用于雷达与通信等领域中。