一種任意波形合成器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于波形合成技術領域，尤其涉及一種任意波形合成器。
【背景技術】
[0002]直接數字頻率合成(DDS)技術是從相位概念出發(fā)直接合成所需波形的一種新的頻率合成技術。它在相對帶寬、頻率轉換時間、相位連續(xù)性、正交輸出、高分辨力等方面具有顯著的特性，這些特性使DDS在雷達和通訊系統中應用日益廣泛。本文結合現行的研究項目，基于DDS的基本原理，使用Altera公司的FPGA Cyclone II Ep2c8芯片完成了一個DDS系統的設計。本文通過一個正弦波的實例來說明設計的原理。
【發(fā)明內容】
[0003]本發(fā)明就是針對上述問題，提供一種靈活性好且電路結構簡單的任意波形合成器。
[0004]為了實現上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案，本發(fā)明包括全加器、累加寄存器、第一加法器、第二加法器、波形存儲器、D/A轉換器、低通濾波器，其結構要點全加器、累加寄存器、第一加法器、第二加法器、波形存儲器、D/A轉換器、低通濾波器依次相連，累加寄存器輸出端與全加器輸入端相連；累加寄存器和波形存儲器采用同一基準時鐘。
[0005]作為一種優(yōu)選方案，本發(fā)明所述波形存儲器用第二加法器輸出的數據作為波形存儲器的取樣地址，進行波形的相位-幅值轉換。
[0006]作為另一種優(yōu)選方案，本發(fā)明所述D/A轉換器把波形存儲器合成的正弦波數字量轉化成模擬量。
[0007]本發(fā)明有益效果。
[0008]本發(fā)明采用FPGA設計的DDS電路，能產生各種形狀的波形，具有很大的靈活性，且電路結構簡單，其生成的波形同一般的波形發(fā)生器生成的波形相比，具有波形平滑、無毛刺、波形穩(wěn)定度高、頻率穩(wěn)定度和分辨率高等優(yōu)點，具有廣泛的應用前景。
【附圖說明】
[0009]為了使本發(fā)明所解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚明白，以下結合附圖及【具體實施方式】，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的【具體實施方式】僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0010]圖1是本發(fā)明電路原理框圖。
【具體實施方式】
[0011]如圖所示，本發(fā)明包括全加器、累加寄存器、第一加法器、第二加法器、波形存儲器、D/A轉換器、低通濾波器，其結構要點全加器、累加寄存器、第一加法器、第二加法器、波形存儲器、D/A轉換器、低通濾波器依次相連，累加寄存器輸出端與全加器輸入端相連；累加寄存器和波形存儲器采用同一基準時鐘。
[0012]作為一種優(yōu)選方案，本發(fā)明所述波形存儲器用第二加法器輸出的數據作為波形存儲器的取樣地址，進行波形的相位-幅值轉換。
[0013]作為另一種優(yōu)選方案，本發(fā)明所述D/A轉換器把波形存儲器合成的正弦波數字量轉化成模擬量。
[0014]DDS的工作原理是以數控振蕩器的方式產生頻率、相位可控制的任意波形。電路一般包括基準時鐘、頻率累加器、相位累加器、控制相位的加法器、控制波形的加法器、幅度/相位轉換電路、D/A轉換器和低通濾波器(LPF)。如上原理框圖所示，其中K為頻率控制字、P為相位控制字、W為波形控制字、fc為參考時鐘頻率，D為ROM數據位及D/A轉換器的字長。相位累加器在時鐘fc的控制下以步長K作累加，輸出的N位二進制碼與相位控制字P、波形控制字W相加后作為波形ROM的地址，對波形ROM進行尋址，波形ROM輸出D位的幅度碼S (η)，經D/A轉換器變成階梯波S (t)，再經過低通濾波器平滑后就可以得到合成的信號波形。合成的信號波形形狀取決于波形ROM中存儲的幅度碼，因此DDS可以產生任意波形。本文章主要介紹頻率預置與調節(jié)電路、相位累加器、相位控制加法器、波形控制加法器、波形存儲器的設計與實現相位累加器由N位加法器與N位寄存器級聯構成。每來一個時鐘脈沖fc，加法器將頻率控制字K與寄存器輸出的相位數據相加，再把相加后的結果送至寄存器的數據輸入端。寄存器將加法器在上一個時鐘作用后所產生的相位數據反饋到加法器的輸入端；以使加法器在下一個時鐘作用下繼續(xù)與頻率控制字進行相加。這樣，相位累加器在時鐘的作用下，進行相位累加。當相位累加器加滿量時就會產生一次溢出，完成一個周期性的動作。
[0015]以上內容是結合具體的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明作的進一步詳細說明，不能認定本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明，對于本發(fā)明所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬于本發(fā)明所提交的權利要求書確定的保護范圍。
【主權項】
1.一種任意波形合成器，包括全加器、累加寄存器、第一加法器、第二加法器、波形存儲器、D/A轉換器、低通濾波器，其特征在于全加器、累加寄存器、第一加法器、第二加法器、波形存儲器、D/A轉換器、低通濾波器依次相連，累加寄存器輸出端與全加器輸入端相連；累加寄存器和波形存儲器采用同一基準時鐘。
2.根據權利要求1所述一種任意波形合成器，其特征在于所述波形存儲器用第二加法器輸出的數據作為波形存儲器的取樣地址，進行波形的相位-幅值轉換。
3.根據權利要求1所述一種任意波形合成器，其特征在于所述D/A轉換器把波形存儲器合成的正弦波數字量轉化成模擬量。
【專利摘要】一種任意波形合成器屬于波形合成技術領域，尤其涉及一種任意波形合成器。本發(fā)明提供一種靈活性好且電路結構簡單的任意波形合成器。本發(fā)明包括全加器、累加寄存器、第一加法器、第二加法器、波形存儲器、D/A轉換器、低通濾波器，其結構要點全加器、累加寄存器、第一加法器、第二加法器、波形存儲器、D/A轉換器、低通濾波器依次相連，累加寄存器輸出端與全加器輸入端相連；累加寄存器和波形存儲器采用同一基準時鐘。
【IPC分類】H03K3-02
【公開號】CN104660218
【申請?zhí)枴緾N201310572632
【發(fā)明人】田榮俠
【申請人】田榮俠
【公開日】2015年5月27日
【申請日】2013年11月18日