一種波形發(fā)生器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種波形發(fā)生器，尤其是一種基于FPGA的波形發(fā)生器。
【背景技術(shù)】
[0002]在電子技術(shù)領(lǐng)域，常需要波形、頻率、幅度都可調(diào)節(jié)的電信號，用于產(chǎn)生這種電信號的電子測量儀器稱作信號發(fā)生器。
[0003]信號發(fā)生器是一種常用的信號源，廣泛應(yīng)用于電子電路、自動控制和科學(xué)實驗等領(lǐng)域。作為一種為電子測量和計量提供電信號的設(shè)備，它和萬用表、示波器、頻率計等儀器一樣，是最普通、最基本，也是應(yīng)用最廣泛的電子儀器之一，幾乎所有電參量的測量都需要用到信號發(fā)生器。
[0004]傳統(tǒng)的信號發(fā)生器一般基于模擬技術(shù)。它首先生成一定頻率的正弦信號，然后再對這個正弦信號進行處理，從而輸出其他波形信號(例如通過比較器可以輸出方波信號，對方波信號通過積分器可以生成三角波信號等)。這種方法的關(guān)鍵在于如何生成特定頻率的正弦信號。早期的信號發(fā)生器大都采用諧振法，后來出現(xiàn)采用鎖相環(huán)等頻率合成技術(shù)的信號發(fā)生器。但基于模擬技術(shù)的傳統(tǒng)信號發(fā)生器能生成的信號類型比較有限，一般只能生成正弦波、方波、三角波等少數(shù)的規(guī)則波形信號。如果需要生成較復(fù)雜的波形信號，電路的復(fù)雜度及設(shè)計難度都將大大增加。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]為克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實用新型提供了一種基于FPGA的波形發(fā)生器，其不僅結(jié)構(gòu)簡單，而且可以產(chǎn)生任意波形。
[0006]本實用新型解決其技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是:一種波形發(fā)生器，其特征是，包括FPGA模塊、JTAG接口、輸入模塊、顯示屏、D/A轉(zhuǎn)換模塊和運算放大器，所述FPGA模塊通過JTAG接口與上位機相連，所述的輸入模塊和顯示屏分別與FPGA模塊相連，所述FPGA模塊的信號輸出端與D/A轉(zhuǎn)換模塊的輸入端相連，所述D/A轉(zhuǎn)換模塊的輸出端與運算放大器的輸入端相連，所述運算放大器的輸出端輸出波形。
[0007]優(yōu)選地，所述FPGA模塊包括EP1K100QC208-1芯片。
[0008]優(yōu)選地，所述D/A轉(zhuǎn)換模塊包括DAC0832芯片。
[0009]優(yōu)選地，所述運算放大器包括LM324運算放大器。
[0010]優(yōu)選地，所述輸入模塊包括型號為SW-DIP4的4位撥碼開關(guān)。
[0011]優(yōu)選地，該波形發(fā)生器還包括低通濾波器，所述低通濾波器設(shè)置在運算放大器的輸出端。
[0012]本實用新型通過輸入模塊選擇波形數(shù)據(jù)，F(xiàn)PGA模塊將波形數(shù)據(jù)發(fā)送給D/A轉(zhuǎn)換模塊，D/A轉(zhuǎn)換模塊將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號，再經(jīng)過運算放大器進行信號放大后便得到一定頻率的波形信號，最后通過低通濾波器進行濾波處理便輸出質(zhì)量好的波形，輸出波形可用示波器觀察。
[0013]本實用新型的有益效果如下:
[0014]本實用新型結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，不僅能夠產(chǎn)生多種波形，而且輸出波形質(zhì)量好，輸出頻率穩(wěn)定度、準確度及分辨率高。
[0015]本實用新型以FPGA數(shù)字電路板代替單片機，具有降低電路復(fù)雜度的優(yōu)點，電路的更改度得以提高，極大的減少了電路設(shè)計時間和可能發(fā)生的錯誤，降低電路的開發(fā)成本。
【附圖說明】
[0016]下面結(jié)合附圖對本實用新型進一步說明:
[0017]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2是本實用新型所述JTAG接口的電路圖；
[0019]圖3是本實用新型所述的FPGA模塊、D/A轉(zhuǎn)換模塊和運算放大器的連接電路圖；
[0020]圖4是本實用新型所述輸入模塊的電路圖。
【具體實施方式】
[0021]為能清楚說明本方案的技術(shù)特點，下面通過【具體實施方式】，并結(jié)合其附圖，對本實用新型進行詳細闡述。下文的公開提供了許多不同的實施例或例子用來實現(xiàn)本實用新型的不同結(jié)構(gòu)。為了簡化本實用新型的公開，下文中對特定例子的部件和設(shè)置進行描述。此外，本實用新型可以在不同例子中重復(fù)參考數(shù)字和/或字母。這種重復(fù)是為了簡化和清楚的目的，其本身不指示所討論各種實施例和/或設(shè)置之間的關(guān)系。應(yīng)當(dāng)注意，在附圖中所圖示的部件不一定按比例繪制。本實用新型省略了對公知組件和處理技術(shù)及工藝的描述以避免不必要地限制本實用新型。
[0022]如圖1所示，本實用新型的一種波形發(fā)生器，其特征是，包括FPGA模塊、JTAG接口、輸入模塊、顯示屏、D/A轉(zhuǎn)換模塊、運算放大器和低通濾波器，所述FPGA模塊通過JTAG接口與上位機相連，所述的輸入模塊和顯不屏分別與FPGA模塊相連，所述FPGA模塊的信號輸出端與D/A轉(zhuǎn)換模塊的輸入端相連，所述D/A轉(zhuǎn)換模塊的輸出端與運算放大器的輸入端相連，所述運算放大器的輸出端與低通濾波器的輸入端相連，所述低通濾波器的輸出端輸出波形。
[0023]如圖2所示，JTAG接口分別與EP1K100QC208-1芯片的TCK、TD1、TDO和TMS引腳相連。FPGA模塊通過JTAG接口與上位機相連，用于下載程序。
[0024]如圖3所示，所述FPGA模塊包括EP1K100QC208-1芯片，所述D/A轉(zhuǎn)換模塊包括DAC0832芯片，所述運算放大器包括LM324運算放大器。FPGA模塊和D/A轉(zhuǎn)換模塊是整個波形發(fā)生器的核心，F(xiàn)PGA模塊與D/A轉(zhuǎn)換模塊配合產(chǎn)生了多種波形信號，并通過LM324運算放大器對波形信號進行放大。
[0025]如圖4所示，所述輸入模塊包括型號為SW-DIP4的4位撥碼開關(guān)，與顯示屏配合主要實現(xiàn)波形選擇、參數(shù)輸入，以及任意波波形編輯等功能，使用戶的操作更加便捷。
[0026]本實用新型通過輸入模塊選擇波形數(shù)據(jù)，F(xiàn)PGA模塊將波形數(shù)據(jù)發(fā)送給D/A轉(zhuǎn)換模塊，D/A轉(zhuǎn)換模塊將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號，再經(jīng)過運算放大器進行信號放大后便得到一定頻率的波形信號，最后通過低通濾波器進行濾波處理便輸出質(zhì)量好的波形，輸出波形可用示波器觀察。
[0027]以上所述只是本實用新型的優(yōu)選實施方式，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也被視為本實用新型的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種波形發(fā)生器，其特征是，包括FPGA模塊、JTAG接口、輸入模塊、顯示屏、D/A轉(zhuǎn)換模塊和運算放大器，所述FPGA模塊通過JTAG接口與上位機相連，所述的輸入模塊和顯示屏分別與FPGA模塊相連，所述FPGA模塊的信號輸出端與D/A轉(zhuǎn)換模塊的輸入端相連，所述D/A轉(zhuǎn)換模塊的輸出端與運算放大器的輸入端相連，所述運算放大器的輸出端輸出波形。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種波形發(fā)生器，其特征是，所述FPGA模塊包括EP1K100QC208-1 芯片。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種波形發(fā)生器，其特征是，所述D/A轉(zhuǎn)換模塊包括DAC0832芯片。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種波形發(fā)生器，其特征是，所述運算放大器包括LM324運算放大器。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種波形發(fā)生器，其特征是，所述輸入模塊包括型號為SW-DIP4的4位撥碼開關(guān)。6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項所述的一種波形發(fā)生器，其特征是，還包括低通濾波器，所述低通濾波器設(shè)置在運算放大器的輸出端。
【專利摘要】一種波形發(fā)生器，它包括FPGA模塊、JTAG接口、輸入模塊、顯示屏、D/A轉(zhuǎn)換模塊和運算放大器，所述FPGA模塊通過JTAG接口與上位機相連，所述的輸入模塊和顯示屏分別與FPGA模塊相連，所述FPGA模塊的信號輸出端與D/A轉(zhuǎn)換模塊的輸入端相連，所述D/A轉(zhuǎn)換模塊的輸出端與運算放大器的輸入端相連，所述運算放大器的輸出端輸出波形。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，不僅能夠產(chǎn)生多種波形，而且輸出波形質(zhì)量好，輸出頻率穩(wěn)定度、準確度及分辨率高；本實用新型以FPGA數(shù)字電路板代替單片機，具有降低電路復(fù)雜度的優(yōu)點，電路的更改度得以提高，極大的減少了電路設(shè)計時間和可能發(fā)生的錯誤，降低電路的開發(fā)成本。
【IPC分類】G01R1/28
【公開號】CN204855584
【申請?zhí)枴緾N201520544984
【發(fā)明人】胡蔚蔚
【申請人】山東女子學(xué)院
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2015年7月24日