[实用新型]一种基于FPGA的高速信号发生器

说明书

本实用新型公开了一种基于FPGA的高速信号发生器，涉及信号发生器技术领域，本实用新型包括人机交互模块、FPGA信号产生模块、D/A转换模块、滤波整形模块和电源模块，人机交互模块用于向FPGA信号产生模块输入所需产生的信号频率、波形等指令；FPGA信号产生模块根据接收到的指令产生相应的数字信号，将所产生的数字信号传输至D/A转换模块；D/A转换模块包括两个并行的数据锁存器U1和U2，两数据锁存器U1和U2同时接收来自FPGA信号产生模块的数字信号，将数字信号转换为模拟信号传输至滤波整形模块，本实用新型通过两数据锁存器U1和U2同时接收来自FPGA信号产生模块的数字信号，能够减少串行输入数据时由于存在时间差而引起的噪声，提高了产生得到的信号的质量。

技术领域

本实用新型涉及信号发生器技术领域，更具体的是涉及一种基于FPGA的高速信号发生器。

背景技术

在电子技术领域，常常需要波形、频率、幅度都可调的电信号，用于产生这种电信号的电子仪器称作信号发生器。

信号发生器又称信号源或振荡器，是一种常用的信号源，广泛应用于科学研究、生产实践和教学实验等领域，特别是在通信系统的科研试验中，常常需要用到不同频率和幅度的信号，如三角波、锯齿波、方波、正弦波等。作为一种为电子测量和计量提供电信号的设备，它和万用表、示波器、频率计等仪器一样，是最普通、最基本，也是运用最广泛的电子仪器之一，几乎所有的电参量的测量都需要用到信号发生器。

传统的信号发生器的实现方法通常是采用分立元件或单片专用集成芯片，采用分立元件实现的信号发生器产生的波形种类受到硬件电路的限制，且体积较大，灵活性和稳定性也不理想；采用单片专用集成芯片实现的信号发生器频率范围较窄，并且不易调试，开发啊和使用上都受到较大限制。

随着可编程逻辑器件FPGA的不断发展，直接频率合成DDS技术也愈加成熟，DDS是从相位的概念直接合成所需波形的一种频率合成技术，利用DDS原理在FPGA平台上开发高性能的信号发生器越来越受到人们的重视，这相较于传统的信号发生器来说，具有成本更低，操作更加灵活并且扩展性能佳的优点，但现有的信号发生器由于D/A转换模块的数据输入是串行输入的，存在时间差，容易导致信号中夹杂着噪声。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：为了解决现有的信号发生器由于DA转换电路的数据输入是串行输入的，存在时间差，容易导致信号中夹杂着噪声的问题，本实用新型提供一种基于FPGA的高速信号发生器。

本实用新型为了实现上述目的具体采用以下技术方案：

一种基于FPGA的高速信号发生器，包括人机交互模块、FPGA信号产生模块、D/A转换模块、滤波整形模块和电源模块，其特征在于：

人机交互模块：用于向FPGA信号产生模块输入所需产生的信号频率、波形等指令；

FPGA信号产生模块：根据接收到的指令产生相应的数字信号，并将所产生的数字信号传输至D/A转换模块；

D/A转换模块：包括两个并行的数据锁存器U1和U2，所述两数据锁存器U1和U2同时接收来自FPGA信号产生模块的数字信号，并将数字信号转换为模拟信号传输至滤波整形模块；

滤波整形模块：用于对D/A转换模块输出的模拟信号进行整形滤波，滤除杂波和干扰，补偿频带损耗和幅度损失，使最终输出高质量的信号；

电源模块：用于为人机交互模块、FPGA信号产生模块、D/A转换模块和滤波整形模块提供所需工作电压。

进一步的，所述FPGA信号产生模块包括信号选择电路、幅度/相位转换电路和信号发生电路，所述信号选择电路根据人机交互模块输入的指令，选择所需生成的信号波形及频率，并将选择传输至幅度/相位转换电路；