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基于CPCI总线高速任意波形发生器的研究

发布时间:2020-03-19 00:34
【摘要】: 任意波形发生器(简称AWG)广泛应用于通信、雷达、电子测试等领域,受到越来越多的重视。任意波形发生器可以产生任何可以设想的波形,其易用性和灵活性大大方便了工程师的测试和调试。 本文的研究工作紧紧围绕高速AWG的研制展开。鉴于CPCI总线的高速、易管理、可靠、开放,以及与PCI软件的良好兼容性,本设计把CPCI总线和AWG结合起来,使本设备可用于产生雷达系统需要的线性调频信号或通信及其它系统测试用的高速和宽带信号,又可以接收另一数据源的高速数据信号方便的组合成雷达多目标及面目标模拟器和雷达对抗系统。可见,基于CPCI总线的高速AWG有广阔的应用前景。 论文在前人研究的基础上,提出了用高集成的FPGA取代传统上用分立元件设计的方案,充分利用了CPCI总线传输速率高和扩展能力强的特点,开发了基于CPCI总线的高速AWG,转换速率可达1.2Gsps。该设计结构紧凑、稳定可靠、运行效率高。在输出端设计有两块高速DAC,可以得到I、Q两路同步的正交波形,达到了高速和宽带的设计目的。其硬件电路的设计思路和结构形式有很强的通用性和实用价值。
【图文】:

框图,顶层设计,框图


DDS技术是一种全数字合成技术,基本原理如图2.2所示。图中的时钟源通常是一个高稳定性的晶体振荡器,用来作为全局时钟同步整个硬件的各组成部分。DDS技术从连续信号的相位出发将一个信号取样、量化、编码,形成一个波形存储器。合成时,通过改变相位累加器的频率控制字来改变相位增量。相位增量不同,一个周期内的取样点数不同。在取样频率不变的情况下,通过改变相位累加器的频率控制字,就可以改变输出频率。将这种幅值量化的数字信号通过DAC及低通滤波器即可得到合成的模拟信号Is]。存储直读型AWG的结构简单,实现控制方便。在不变化频率以及波形的情况下,只要改变单周期采样点数,就需要重置计数器并重新向波形存储器写入波形数据。基于DDS技术的AWG可以很方便地实现频率、相位调制功能,产生的波形可以达到很高的频率分辨率,输出频率的转换速度快,但结构较复杂,会产生相位截断误差。本设计基于CPCI总线的高速AWG采用存储直读型的设计方法来实现。2.3AWG总体结构

基本信号,总线,从设备


图3.3CPCI总线基本信号在图3.3中,AD【63二001是64位数据、地址复用线。CLK和RST#是系统时系统复位信号。REQ#和GN,1’#是总线申请和总线允许信号,其中REQ#由设出,而GNT岑由上位机发出。FRAME#、IRDY#、TRDY#、STOP#、mSE瑞DEVSE赚是接口控制信号。其中FR入ME#是帧周期信号,表示一次访问的和持续。FRAME彩有效表示总线传输开始,在其有效期间,说明数据传输继行。FRAME#变为无效说明传输进入最后一个数据相位。皿DY#是主设备准信号。该信号有效说明发起本次传输的设备可以完成一个数据相位,但要RDY#配合,才能完成数据传输。TRDY#是从设备准备好信号,该信号有效从设备己经准备好数据传输的工作,可以进行数据传输。只有当仅DY#RDY#均有效时,数据才能正常传输。STOP#信号由从设备发出,当它有效时,,示从设备要求主设备终止当前数据传输。IDSE瑞是初始化设备选择信号,问配置存储器期间作为片选信号。DEVSE瑞是设备选择信号,该信号有效,示驱动它的设备已成为当前访问的从设备。C/BE【7二0]是总线命令和字节使
【学位授予单位】:中国科学院研究生院(电子学研究所)
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TP336

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本文编号:2589415

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