多路数字波形发生器的研究

发布时间：2017-08-23 00:07

  本文关键词：多路数字波形发生器的研究

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【摘要】：在雷达接收机组件电路测试过程中,由于产品型号和批次的频繁变化,导致传统的信号源平台满足不了多种多样的测试需求。本文研究了一种基于DDS技术的多路数字波形发生器,采用微控制器、CPLD和Flash存储器相结合的方式,能够产生多路不同信号,可产生的信号波形多样,能够满足多样化的电路测试需求。软件系统采用Java平台编写,可定义产生多种波形数据,操作简单,可移植性好。雷达是应用于国防工业领域的一种重要的科技装备,集电子、通信、材料等多个科学领域的先进技术于一身,系统复杂,内部组件的型号繁多。在测试雷达组件电路的时候,不同的批次和型号都有着不同的要求。对于某些型号的雷达,接收机部分需要测试的组件数量常常达到几十个,不同的组件电路都会有不同的测试要求。传统的信号发生器经常满足不了雷达组件多种多样的电路测试要求,需要一种更贴合雷达组件测试实际情况的一种波形发生器。本文详细研究了一种基于直接数字频率合成技术(DDS)的多路数字波形发生器。DDS技术拥有产生信号类型多样、信号波形分辨率高、性能稳定、转换时间快等多项优点。利用CPLD和Flash存储芯片实现DDS技术具有良好的灵活性,采用微控制器和软件系统结合写入波形数据使得系统修改更加方便。研制的多路数字波形发生器已用于雷达接收机组件的调试和测试,提高了工作效率。本文主要进行了以下几个方面的研究工作：1.研究了信号发生器和信号合成技术的发展背景和常用技术；2.研究了采用DDS技术合成输出信号的多路数字波形发生器的工作原理；3.设计了利用CPLD、微控制器和Flash存储器实现多路信号输出的硬件方案；4.设计开发了基于Java语言的上位机软件系统；5.完成了多路数字波形发生器的研制和参数测试。
【关键词】：DDS技术 电路测试 信号发生器 Java程序设计
【学位授予单位】：南京大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN741
【目录】：

• 摘要3-5
• Abstract5-9
• 第一章 绪论9-12
• 1.1. 研究背景和意义9
• 1.2. 国内外现状分析9-10
• 1.3. 本课题研究的目的10-12
• 第二章 多路数字波形发生器的工作原理与总体设计12-18
• 2.1. 多路数字波形发生器的工作原理12-14
• 2.1.1. 直接数字频率合成(DDS)技术的基本原理及特点12-13
• 2.1.2. 多路数字波形发生器的方案选择13-14
• 2.2. 系统总体结构14-15
• 2.3. 系统技术参数及误差15-18
• 2.3.1. 参数确定15-16
• 2.3.2. 误差分析16-18
• 第三章 多路数字波形发生器的硬件电路系统设计18-30
• 3.1. 硬件电路系统的需求分析与结构设计18-19
• 3.1.1. 硬件系统的需求分析18-19
• 3.1.2. 电路功能结构19
• 3.2. 波形存储器模块19-22
• 3.2.1. 波形存储器芯片的选择19-20
• 3.2.2. AM29LV320D工作方式20-21
• 3.2.3. 波形数据存储区域划分21-22
• 3.3. 微控制器模块22-25
• 3.3.1. 与上位机的接口22-23
• 3.3.2. 波形数据的写入23-24
• 3.3.3. 频率控制字24-25
• 3.4. CPLD模块25-26
• 3.4.1. DDS电路模块的设计实现25-26
• 3.5. 数模转换模块26-30
• 3.5.1. D/A转换器26-27
• 3.5.2. 电子开关27-30
• 第四章 系统软件设计30-42
• 4.1. 软件需求分析30-31
• 4.2. 软件系统设计平台31-32
• 4.3. 上位机软件系统运行流程32-34
• 4.4. 上位机软件系统的功能模块34-42
• 4.4.1. 用户登录模块34-35
• 4.4.2. 信号设置模块35-37
• 4.4.3. 输入参数验证及记录模块37-39
• 4.4.4. 信号波形预览模块39-40
• 4.4.5. 生成波形数据文件模块40-42
• 第五章 系统调试与测试42-47
• 5.1. 软件部分测试42-44
• 5.2. 硬件部分测试44-47
• 第六章 总结与展望47-49
• 致谢49-50
• 参考文献50-52

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