正弦信号发生器设计报告
正弦信号发生器的设计实验报告(2013070619)
正弦信号发生器的设计
一、实验目的
1、进一步熟悉QuartusII软件的使用，掌握可编程器件的开发设计的过程。
2、掌握QuartusII中国宏模块的使用方法，重点是LMP_ROM与FPGA硬件资源的使用方法。
3、进一步熟悉GW48-PK2 EDA实验系统。
二、实验内容
采用图形输入方法完成以下正弦信号发生器的设计。
其中6为二进制加法计数器采用兆功能库的arithmetic中的lpm_counter来实现。
ROM元件采用storage中的lpm_rom实现。
ROM数据表中的正弦信号为64字节。
操作如下：
1、新建工程文件，取名为SIN。
2、创建初始化文件，为SIN.mif。
3、建立LPM_ROM.
4、建立LPM_COUNTER文件
5、绘制电路图及编译
6、仿真波形的建立与存盘
7、仿真波形前的检查、仿真，检查结果
8、波形仿真前的检查，进行仿真，检查结果。
9、绑定管脚，进行仿真
10、下载程序，在实验箱上验证结果。
11、重复前面的步骤，设计多波形的信号发生器。
（老师对不起，由于我实验的照片找不到了，就借用了同学的多波形的图片。
）。
EDA实验-正弦波信号发生器设计
实验八正弦信号发生器的设计一、实验目的1、学习用VHDL设计波形发生器和扫频信号发生器。
2、掌握FPGA对D/A的接口和控制技术,学会LPM_ROM在波形发生器设计中的实用方法。
二、实验仪器PC机、EDA实验箱一台Quartus II 6.0软件三、实验原理如实验图所示，完整的波形发生器由4部分组成：• FPGA中的波形发生器控制电路,它通过外来控制信号和高速时钟信号，向波形数据ROM 发出地址信号，输出波形的频率由发出的地址信号的速度决定；当以固定频率扫描输出地址时，模拟输出波形是固定频率,而当以周期性时变方式扫描输出地址时,则模拟输出波形为扫频信号。
•波形数据ROM中存有发生器的波形数据,如正弦波或三角波数据。
当接受来自FPGA的地址信号后，将从数据线输出相应的波形数据，地址变化得越快,则输出数据的速度越快，从而使D/A输出的模拟信号的变化速度越快。
波形数据ROM可以由多种方式实现，如在FPGA外面外接普通ROM;由逻辑方式在FPGA中实现（如例6）；或由FPGA中的EAB模块担当,如利用LPM_ROM实现。
相比之下，第1种方式的容量最大，但速度最慢；，第2种方式容量最小，但速度最最快;第3种方式则兼顾了两方面的因素；• D/A转换器负责将ROM输出的数据转换成模拟信号，经滤波电路后输出。
输出波形的频率上限与D/A器件的转换速度有重要关系,本例采用DAC0832器件。
DAC0832是8位D/A转换器,转换周期为1µs,其引脚信号以及与FPGA目标器件典型的接口方式如附图2—7所示。
其参考电压与＋5V工作电压相接（实用电路应接精密基准电压）.DAC0832的引脚功能简述如下：•ILE(PIN 19）：数据锁存允许信号,高电平有效，系统板上已直接连在＋5V上。
•WR1、WR2(PIN 2、18）：写信号1、2，低电平有效。
•XFER（PIN 17)：数据传送控制信号,低电平有效。
•VREF(PIN 8）:基准电压，可正可负,－10V～＋10V.•RFB(PIN 9)：反馈电阻端。
正弦波信号发生器实验报告
正弦波信号发生器实验报告
实验名称：正弦波信号发生器实验
实验目的：了解正弦波的基本属性，掌握正弦波信号的发生方法，对正弦波信号进行基本的测量和分析。
实验器材：函数发生器、示波器、万用表。
实验原理：正弦波（Sine Wave）是最常见的一种周期波形，其特点是正弦曲线的波形，具有完全的周期性和对称性。
在电路和信号处理系统中，正弦波信号非常常见，在很多实际应用中具有重要的作用。
函数发生器是一种能够产生各种各样波形的仪器，包括正弦波、方波、三角波等等。
而在产生正弦波信号的过程中，函数发生器利用一个内部的振荡器电路来产生振荡信号，再将其经过信号调制映射到正弦波的形式。
实验步骤：
1.将函数发生器的输出端口连接到示波器的输入端口，并将函数发生器的频率设定在1kHz左右。
2.打开示波器，选择一个适合的纵向和横向刻度，并将其垂直和水平方向校准至
合适位置，以显示正弦波的波形。
3.选择函数发生器的正弦波输出模式，调整幅度与频率，以获得所需的正弦波信号，可使用万用表对其进行精确测量。
实验结果：经过实验，我们成功产生了一路1kHz左右的正弦波信号，并使用示波器和万用表进行了基本的测量和分析，包括正弦波的频率、幅度、相位等基本特性。
实验结论：通过本次实验，我们深入了解了正弦波的特性及用途，掌握了正弦波信号发生器的基本使用方法，熟悉了正弦波信号的测量和分析方法，并在实践中获得了相应的实验数据。
这些知识和经验对我们今后的学习和工作将有非常重要的作用。
正弦信号发生器实验报告
正弦信号发生器实验报告正弦信号发生器实验报告一、引言正弦信号发生器是电子实验室中常见的一种仪器，用于产生稳定的正弦信号。
它在各种电子设备测试和实验中起着重要的作用。
本实验旨在探究正弦信号发生器的原理和性能，并通过实际操作来验证其功能。
二、实验目的1. 理解正弦信号的特性和应用；2. 掌握正弦信号发生器的基本原理和结构；3. 学习使用正弦信号发生器进行实际测试。
三、实验原理正弦信号是一种周期性的交流信号，具有连续变化的幅度和相位。
正弦信号发生器的基本原理是通过振荡电路产生稳定的正弦波形。
振荡电路通常由放大器、反馈网络和滤波电路组成。
其中，放大器负责提供足够的增益，反馈网络则确保振荡电路的稳定性，滤波电路则用于滤除其他频率成分。
四、实验器材和材料1. 正弦信号发生器2. 示波器3. 电阻、电容等元件4. 连接线等五、实验步骤1. 将正弦信号发生器与示波器连接，使用示波器观察输出的信号波形；2. 调节正弦信号发生器的频率和幅度，观察波形的变化；3. 使用示波器测量输出信号的频率和幅度，并记录数据；4. 更换不同数值的电阻和电容，观察对信号波形的影响；5. 分析实验结果，总结正弦信号发生器的性能和特点。
六、实验结果与分析通过实验观察和测量，我们得到了一系列关于正弦信号发生器的数据。
首先，我们发现随着频率的增加，正弦信号的周期变短，波形变得更加紧凑。
而幅度的调节则使得波形的振幅增大或减小。
这表明正弦信号发生器能够根据用户的需求产生不同频率和幅度的信号。
此外，我们还发现在改变电阻和电容数值时，信号波形也会发生变化。
较大的电阻和电容会导致信号的衰减，而较小的电阻和电容则会使信号更加稳定。
因此，在实际应用中，我们需要根据具体情况选择适当的电阻和电容数值，以获得所需的信号特性。
七、实验总结本实验通过对正弦信号发生器的实际操作和观察，我们深入了解了正弦信号的特性和应用。
我们学习到了正弦信号发生器的基本原理和结构，并通过实验验证了其功能和性能。
正弦信号发生器实验报告
正弦信号发生器实验报告
《正弦信号发生器实验报告》
实验目的：
本实验旨在通过搭建正弦信号发生器，探究正弦波的特性以及其在电子电路中的应用。
实验材料：
1. 电压源
2. 电阻
3. 电容
4. 二极管
5. 信号发生器
6. 示波器
实验步骤：
1. 按照电路图搭建正弦信号发生器电路。
2. 调节电压源的输出电压，使其为所需的正弦波幅值。
3. 使用示波器观察输出波形，并调节电路参数，如电阻、电容的数值，以获得理想的正弦波形。
4. 测量并记录输出波形的频率、幅值等参数。
实验结果：
经过调节电路参数，成功搭建了正弦信号发生器。
通过示波器观察到了理想的正弦波形，并测量了其频率、幅值等参数。
实验结果表明，通过合理设计电路参数，可以得到稳定、准确的正弦波信号。
实验分析：
正弦信号是电子电路中常见的信号波形，具有周期性、稳定性好的特点，因此
在通信、音频处理等领域有着广泛的应用。
通过本实验，我们深入了解了正弦
波的产生原理，掌握了调节电路参数以获得理想波形的方法。
实验结论：
通过搭建正弦信号发生器，我们成功地产生了稳定的正弦波信号，并对其进行
了观察和测量。
这为我们进一步理解正弦波的特性以及其在电子电路中的应用
奠定了基础。
总结：
本实验通过实际操作，加深了对正弦信号发生器的理解，提高了实验操作能力，为今后的电子电路实验打下了良好的基础。
同时，也为我们将来在工程领域的
实际应用提供了宝贵的经验。
正弦信号发生器设计
正弦信号发生器作者：程锟、晏婷婷、覃雄伟摘 要：本设计以凌阳SPCE061A 单片机为核心，基于直接数字频率合成（DDS ）技术制作了一个频率值能任意调节的多功能信号源。
该信号源在1KHZ~10MHZ 范围能输出稳定可调的正弦波，并具有AM 、ASK 和PSK 等调制功能。
信号输出部分采用电流放大型宽带运放做电流放大，再用宽带电压运放做电压放大，很好地解决了带宽和带负载能力的要求。
系统采用液晶显示模组CPCL501显示和键盘控制功能，在Ω50负载电阻下输出的电压峰-峰值p p V -≥1V 可调。
一、方案论证与选择1.题目分析：本设计要求可以输出较宽频带且频率稳定度足够高的正弦信号，并且具有一定的负载能力，同时可输出指标满足要求的AM 、ASK 、PSK 信号。
综合题目指标要求及相关分析，得到该设计的功能框架图如图一所示。
本设计可分为以下几个部分：频率合成模块、AGC （自动增益控制）模块、幅度控制模块、功率放大模块、调制模块及人机交流模块。
图一 功能模块框图2.方案比较（1）正弦信号发生模块方案一：采用反馈型LC 振荡原理。
选择合适的电容、电感就能产生相应的正弦信号。
其中电容采用变容二极管，通过控制二极管的电压来改变电容， 最终控制输出信号频率。
此方案器件比较简单，但是难以达到高精度的程控调节，而且稳定度不高。
方案二：采用FPGA 器件。
将某一标准正弦信号经过高速采样后送到外部存储器中储存好，然后用一个计数器产生地址读出存储器中的数据后送到D/A 转换器件中输出，可以通过改变计数器的参数，改变地址信号，实现，也可以通过处理数据改变信号的幅度。
但是此方案的输出波形受时钟影响较大，且不易于控制步进和进行功能扩展。
方案三：采用直接频率合成集成芯片AD9851。
AD9851是AD 公司生产的DDS 芯片，带并行和串行加载方式，AD9851 内含可编程DDS 系统和高速比较器,能实现全数字编程控制的频率合成。
简易正弦信号发生器设计
简易正弦信号发生器设计
一、实验目的
1.进一步熟悉QuartusII及LPM-RAM宏模块与FPGA硬件资源的使用方法。
二、实验设备
计算机、和软件QuartusII和EDA/SOPC试验箱
三、试验内容
简易正弦信号发生器设计，要求ROM是8位数据线，8位地址线。
四、试验原理
打开QuartusII软件，在连接试验电路之前调入LPM-RAM-DQ宏模块，PLM-COUNER模块和74244芯片，再连接电路图，试验原理设计图如下：
图1-1键入64个正弦信号数据
图1-2简易正弦信号发生器顶层电路设计
五、实验结果
试验结果如下图：
图1-3综合后的RLT图
图1-4仿真波形图3.引脚锁定方案图
图1-5引脚锁定方案图
图1-6编程下载模式图
六、试验小节
一学期匆匆而过，通过大半学期的学习，我们学到了很多处理问题的技巧。
不过我们还要熟记很多单词，大多数的单词我们还不认识，相信通过进一步的学习，我们一定能学好这个软件。
我们也将以浓厚的兴趣和积极的态度去学习。
相信我们一定会有更加长足的进步。
DDS正弦信号发生器的设计
高级数字系统设计实验——DDS正弦信号发生器设计姓名学号专业：通信与信息系统指导老师实验三 DDS 正弦信号发生器一、实验要求：利用LPM_ROM 设计一个DDS 正弦信号发生器，要求ROM 表长度为8位，频率控制字为8位，输出频率分辨率优于1Hz 。
二、设计方案 1、 方案流程图：由频率控制字提供，累加器在系统时钟控制下，来一个上升沿就累加一次频率控制字的值，累加器的位数高于8位，所以用其高8位作为正弦查表的地址，根据地址就能寻址到表内的值，该值通过DAC 转换再通过示波器就能显示波形。
累加器溢出一次就相当于正弦表寻址一圈，正弦信号经历一个周期。
2、参数设定系统时钟fclk ：设定为50KHz ，频率控制字M ：8位，取值范围：1~28-1， 分辨率：f=nfclk2 n 为累加器的位数，当系统时钟的频率越低，相位累加器的位数越高，所得到的频率分辨率就越高，累加器：为了使输出频率的分辨率能达到1Hz ，选定为16位， 输出频率：fout=n M fclk 2*=16250000M *=6553650000M*， 当M=1时，输出频率最小，fout=0.7629Hz ，当M=255时，输出频率最大，fout=0.7629*255=194.5496Hz 。
3、模块建立 1）累加器LIBRARY IEEE;USE IEEE.std_logic_1164.all;USE IEEE.std_logic_ARITH.ALL;USE IEEE.std_logic_unsigned.ALL;ENTITY add ISPORT(fclk : IN STD_LOGIC; --接入系统时钟rst : IN STD_LOGIC; --复位端fcontrol:IN STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);--频率控制字8位asum:OUT STD_LOGIC_VECTOR(15 DOWNTO 0));--输出累加和END ENTITY;ARCHITECTURE behav OF add ISSIGNAL a:STD_LOGIC_VECTOR(15 DOWNTO 0);--累加器的暂存值SIGNAL fc:STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);--频率控制字的寄存器BEGINfc<=fcontrol;PROCESS(fc,a,fclk,rst)BEGINIF(rst = '1' ) THENa <=(others=>'0');--复位端高电平有效ELSIF( fclk'event AND fclk = '1') THENa<=a+fc; --系统时钟来一个上升沿就累加一次频率控制字的值ELSENULL;END IF;asum<=a;--寄存器的值赋值给输出端END PROCESS;END behav;2）ROM表ROM表可以通过LPM宏功能模块来实现，通过MegaWizard管理器可以构建我们所需的存储单元，因为频率控制字为8位，DAC 采用实验箱上的THS5651为10位并行高速DAC，所以需要256个存储单元，每个单元为10bits。
正弦信号发生器实验报告
正弦信号发生器实验报告引言本实验旨在设计并构建一个正弦信号发生器，用于产生具有特定频率和振幅的正弦波信号。
正弦信号在电子工程中具有广泛的应用，如通信系统、音频设备和信号处理等。
本实验将介绍设计思路、所需材料和步骤，以及实验结果和讨论。
设计思路为了设计一个正弦信号发生器，我们需要以下主要组件：1.振荡电路：产生正弦波信号的核心部分。
2.振幅调节电路：用于控制输出信号的振幅。
3.频率调节电路：用于控制输出信号的频率。
我们将使用基本的集成电路和电子元件来实现这些功能。
接下来，我们将逐步说明每个组件的设计和实现。
所需材料在开始实验之前，我们需要准备以下材料和工具：1.集成电路：例如操作放大器（Op-amp）。
2.电容器和电阻器：用于构建振荡电路和调节电路。
3.面包板：用于连接电子元件。
4.电源：为电路提供所需的电能。
5.示波器：用于测量信号的振幅和频率。
实验步骤1.第一步：振荡电路设计和构建–选择一个合适的振荡电路拓扑，如RC振荡电路。
–计算并选择所需的电容器和电阻器数值。
–使用面包板将电容器、电阻器和集成电路连接起来。
2.第二步：振幅调节电路设计和构建–选择一个合适的振幅调节电路拓扑，如非反相放大器。
–根据需要的振幅范围计算并选择所需的电阻器数值。
–使用面包板将电阻器和集成电路连接起来。
3.第三步：频率调节电路设计和构建–选择一个合适的频率调节电路拓扑，如电阻-电容调谐电路。
–根据需要的频率范围计算并选择所需的电容器和电阻器数值。
–使用面包板将电容器、电阻器和集成电路连接起来。
4.第四步：电源和示波器连接–将电源连接到电路以提供所需的电能。
–将示波器连接到电路以测量输出信号的振幅和频率。
5.第五步：实验验证和调试–打开电源，并使用示波器观察输出信号。
–调节振幅和频率调节电路，验证是否可以在所需范围内调节信号的振幅和频率。
实验结果和讨论经过实验验证和调试，我们成功设计和构建了一个正弦信号发生器。
该信号发生器能够在所需的频率范围内产生具有可调节振幅的正弦波信号。
信号发生器设计(正弦,方波,三角,多用信号发生器)
模拟电路课程设计报告设计课题：信号发生器设计班级：10通信工程三班学生姓名：陶冬波学号：2010550921指导教师：设计时间：目录一、信号发生器摘要--------------------3二、设计目的---------------------3三、设计内容和要求四、设计方案------------------------------------------34.1 RC桥式正弦波产生电路--------------------------------------3 4.2方波产生电路----------------------------------------------------6 4.3三角波产生电路-------------------------------------------------84.4多用信号发生器-------------------------------------------------9五、组装调试及元件清单---------------------------105.1 测试仪器---------------------------------------------------------10 5.2信号发生器元件清单-----------------------------------------------115.3调试中出现的故障、原因及排除方法----------------------11六、总结设计电路，改进措施----------------------116.1 正弦波产生电路改进措施--------------------------------------116.2多用信号发生器改进措施---------------------------------------11七、收获和体会-----------------------------------------12八、参考文献--------------------------------------------12信号发生器设计一、信号发生器设计摘要：本设计介绍了波形发生器的制作和设计过程,并根据输出波形特性研究该电路的可行性。
正弦信号发生器(幅值频率可调)
学号：**********西北农林科技大学电子技术课程设计报告题目：正弦信号发生器(幅值频率可调)学院(系)：机械与电子工程学院专业年级：学生姓名：指导教师：完成日期： 2013年7月3日目录1. 设计的任务与要求............................................................. - 2 -1.1 课题要求................................................................ - 2 -1.2具体要求................................................................. - 2 -1.3课题摘要：............................................................... - 2 -1.4设计步骤：............................................................... - 2 -2. 设计方案确定................................................................. - 3 -3. 硬件电路设计................................................................. - 4 -3.1整体电路框图............................................................. - 4 -3.2 主要元器件介绍.......................................................... - 4 -3.2.1 NE555芯片......................................................... - 4 -3.2.2 555定时器接成多谐振荡器.......................................... - 6 -3.2.3 NE5532P芯片....................................................... - 6 -3.3 整体电路设计............................................................ - 7 -3.4分立电路的设计及元件参数的选取及计算..................................... - 8 -3.4.1 555多谐振荡电路.................................................. - 8 -3.4.2带通滤波电路....................................................... - 8 -3.4.3反向比例运算放大器................................................. - 9 -4.调试与仿真................................................................... - 10 -4.1使用的主要仪器和仪表.................................................... - 10 -4.2分立电路的仿真（仿真图、操作的步骤、方法和结果）........................ - 10 -4.2.1 仿真图........................................................... - 10 -4.2.2仿真结果.......................................................... - 10 -4.3调试电路的方法和技巧：.................................................. - 12 -5. 总结........................................................................ - 13 -6. 参考文献.................................................................... - 15 - 附录一......................................................................... - 16 -1.元器件清单............................................................... - 16 -2.电路原理图............................................................... - 17 -3.PCB封装图................................................................ - 18 -4.3D效果图................................................................. - 21 -1. 设计的任务与要求1.1 课题要求:设计一个频率幅值可调的正弦信号发生器1.2具体要求：1.利用振荡电路产生正弦信号，要求有可调参数用以修改频率2.利用放大电路控制输出信号振幅。
实验五 正弦信号发生器设计
实验五正弦信号发生器设计一、实验目的1．熟悉利用QuartusII及其LPM_ROM与FPGA硬件资源的使用方法；2．掌握LPM模块的重要功能；3．熟悉MegaWizard Plug-In Manager的使用方法。
二、实验设备计算机，QuartusII 6.0 版软件，JTAG下载线，EDA实验挂箱（EP1C6Q240C8）。
三、实验原理设计一8位宽、1024点的正弦信号发生器。
正弦信号发生器的结构由四个部分组成：1.计数器或地址发生器（10位地址线）；2.正弦信号数据ROM（存放正弦波的采样数据，采样频率20MHz：8位数据线、10位地址线）；3.VHDL顶层设计；4.D/A转换器（8位）。
四、实验步骤和内容1．在QuartusII上利用MegaWizard Plug-In Manager功能，调用LPM_ROM函数定制8位宽、1024点ROM，并进行初始化。
然后对设计实体进行编辑、编译、综合、适配、仿真。
2. 利用QuartusII文本编辑器设计10位二进制计数器，做为地址发生器，对设计实体进行编辑、编译、综合、适配、仿真。
3. 利用层次化设计方法设计一8位宽、1024点的正弦信号发生器。
4. D/A转换器采用试验箱配备的DAC0832。
5. 引脚锁定和硬件下载测试。
引脚锁定后进行编译、下载和硬件测试实验。
将实验过程和实验结果写进实验报告。
6. 使用SignalTap II对设计的正弦信号发生器进行实测。
采样时钟使用系统时钟20MHz。
7. 使用在系统存储器数据读写编辑器对设计的正弦信号发生器进行实测，观测结果；8．实验报告。
将实验原理、设计过程、编译仿真波形和分析结果、硬件测试实验结果写进实验报告。
五、思考题如何实现对输出正弦信号的频率和相位可调？。
制作一个正弦信号发生器的设计
制作一个正弦信号发生器的设计
一、正弦信号发生器的概念
正弦信号发生器是一种可以产生所需频率的正弦波信号的设备，可以
帮助开发者测量和分析频率特性，也可以用于相关系统的诊断。
正弦信号
发生器可以产生指定频率的正弦波形，以满足不同系统的需求。
它也可以
通过波形对比法进行精确的波形测量，用于分析电子系统特性。
（1）电路设计
正弦信号发生器的电路设计主要有两种：一种是基于模拟电路的设计，另一种是基于数字电路的设计。
（1）模拟电路
模拟电路设计采用的是电路模块，主要有振荡器、滤波器、缓冲器和
调制电路。
（a）振荡器
振荡器主要由振荡电路和调整元件组成，振荡器的作用是形成振荡的
正弦波，以满足信号发生器产生不同频率的要求。
（b）滤波器
滤波器的作用是滤除振荡器产生的额外噪声，以得到纯净的正弦信号。
（c）缓冲器
缓冲器的主要作用是将振荡器的正弦波输出，缓冲器的作用是减少信
号失真，使正弦波更加完美。
（d）调制电路
调制电路的作用是对信号发生器产生的正弦波进行调制，使其能够输出更加稳定的信号频率。
（2）数字电路
采用数字电路设计的正弦信号发生器。
LPM的正弦信号发生器的设计报告 精品
《SOPC技术》课程实验报告一、实验名称实验1：基于LPM的正弦信号发生器的设计二、任务及要求【任务】在QuartusII平台上，采用查找表的设计方法，利用LPM兆功能模块，完成64点（8位）的正弦信号发生器的设计。
正弦信号发生器结构框图如下：【要求】1.数据存储ROM和地址信号发生器均由LPM模块实现。
2.在Quartus II软件上进行时序仿真。
3.利用Signal Tap II嵌入式逻辑分析仪进行在线测试与分析。
（此步需使用实验箱，并且要确保实验箱与电脑处于在线可下载状态）【思考】1.编写DAC0832数模转换程序，利用示波器观察输出信号波形。
2.如何在此基础上设计方波、三角波等信号发生器？如何实现波形幅度等参数可调？三、实验程序（原理图）四、仿真及结果分析如图所示，在外部时钟clk的驱动下，把采样值依次取出来送到输入端，周而复始的循环执行，输出的数据经过8位的D/A转换成模拟信号，就得到了正弦波。
改变时钟频率就可以改变正弦波的频率。
五、硬件验证1、选择模式：2、引脚锁定情况表：六、小结本次实验是我们第一次接触FPGA，做完还有许多不清楚的地方《SOPC技术》课程实验报告学生姓名：所在班级：指导教师：记分及评价：一、实验名称实验2：基于DSP Builder正弦信号发生器的设计二、任务及要求【任务】采用DSP Builder系统建模的方法，设计正弦信号发生器，要求采用查找表的方法，完成正弦信号发生器模块的建模、仿真。
Signal Compiler【要求】：1.完成模型构建及仿真，得到如下波形图。
2. 将模型转换成VHDL 硬件描述语言，利用Modelsim 软件进行RTL 仿真。
3. 再在Quartus II 软件上进行编译、时序仿真与时序分析。
4. 利用Signal Tap II 嵌入式逻辑分析仪进行在线测试与分析。
（此步需使用实验箱，并且要确保实验箱与电脑处于在线可下载状态）三、实验程序（原理图）Signal Compiler四、仿真及结果分析Frequency (kHz)M a g n u d e (d B )P h a s e (r a d a n s)Time (useconds)A m p u d e五、小结《SOPC技术》课程实验报告学生姓名：所在班级：指导教师：记分及评价：一、实验名称实验3：基于DSP Builder的FIR数字低通滤波器的设计二、任务及要求【任务】：调用DSP Builder模块，设计FIR低通数字滤波器，完成建模与仿真。
EDA课程报告_正弦波信号发生器的设计
《EDA》课程设计报告——正弦波信号发生器的设计一、设计目的通过本次课程设计，进一步了解QUARTUS Ⅱ与LPM_ROM与FPGA硬件功能的使用方法。
培养自己查阅资料及解决问题的能力。
二、设计要求1、通过按键，可以控制输出的是正弦波或三角波。
2、通过ADC0832输出正弦波与三角波，电压V范围在0至-10V之间3、通过示波器观察波形。
三、设计内容：在QUARTUSII上完成信号发生器的设计。
最后在实验板上实测，包括FPGA中ROM的在系统数据读写测试和利用示波器测试。
信号输出的D/A使用实验板上的ADC0832。
四、设计原理：图1所示的波信号发生器的结构由五部分组成：1、计数器或地址发生器（这里选择8位）。
正弦信号数据ROM（8位地址线，8位数据线），含有256个8位数据（一个周期）。
2、VHDL顶层设计。
3、8位D/A图1所示的信号发生器结构图中，顶层文件adc.vhd在FPGA中实现，包含两个部分：ROM的地址信号发生器，由8位计数器担任；一个正弦数据ROM（或者一个三角波数据ROM），由LPM_ROM模块构成。
地址发生器的时钟clk的输入频率fo与每周期的波形数据点数（在此选择256点），以及D/A输出的频率f的关系是：f=fo/256图1 正弦信号发生器结构框图图一 信号发生器结构图FPGA DAC08328clk 运放Vo按键图2 信号发生器的设计图五、 设计步骤：1、 建立.mif 格式文件 mif 文件可用C 语言程序生成， 产生正弦波数值的C 程序如下： #include<stdio.h> #include<math.h>VHDL 顶层 设计adc.vhd 8位计数器 （地址发正弦波数据存储ROM18位D/A三角波数据存储ROM2按键3 20分频main(){int i;float s;for(i=0;i<256;i++){s=sin(atan(1)*8*i/256);printf("%d :%d;\n",i,(int)((s+1)*255/2)) }}以zx.c保存。
制作一个正弦信号发生器的设计
★项目2：数字信号源
项目简述：设计制作一个正弦信号发生器。
（1）正弦波输出频率范围：1kHz～10MHz；
（2）具有频率设置功能，频率步进：100Hz；
（3）输出信号频率稳定度：优于10-2；
（4）输出电压幅度：1V到5V这间；
（5）失真度：用示波器观察时无明显失真。
（6）输出电压幅度：在频率范围内
50负载电阻上正弦信号输出电压的峰-峰值V opp=6V±1V；
（7）产生模拟幅度调制(AM)信号：在1MHz~10MHz范围内调制度m a可在30%～100%之间程控调节，步进量50%，正弦调制信号频率为1kHz，调制信号自行产生；
（8）产生模拟频率调制(FM)信号：在100kHz~10MHz频率范围内产生20kHz最大频偏，正弦调制信号频率为1kHz，调制信号自行产生；
（9）产生二进制PSK、ASK信号：在100kHz固定频率载波进行二进制键控，二进制基带序列码速率固定为10kbps，二进制基带序列信号自行产生；
开发时间：2007 开发人数：1
运行环境：windows xp、Quartus II
相关内容：（还未整体综合）
下面是调幅原理图：
下面是调频原理图：
下面是正弦信号发生器设计原理图：
下面是PSK设计原理图：。
实验十-正弦信号发生器实验
实验10正弦信号发生器实验
1、实验目的：
1）学习分频器，计数器和LPM_ROM的使用方法
2）学习DDS的基本原理。
2、实验原理：
图1 正弦信号发生器的原理图
图2 DDS信号源的原理图
3、实验内容
选择模式NO.5,打开试验箱左上侧的+/-12V开关（D/A输出需要），将示波器探头接于主系统左下角的两个挂钩处，最右侧的时钟选择，用短路帽接插clock0为65536Hz 或750KHz处，这时可以从示波器上看到波形输出
1)用VHDL语言描述一个16进制计数器，然后再描述一个正弦表译码器，使用
元件例化语句描述图1所示原理图(FPGA内部)，在QuartusⅡ上进行编译、综
合、适配。
引脚锁定以及硬件下载测试。
时钟输入锁clcok0(750KHZ)，正弦
表输出锁DAC0832输入，复位和时钟使能锁按键，进行编译、下载和硬件测
试。
2)用VHDL语言描述一个1024进制计数器，然后使用lpm_ROM再描述一个10
位地址的正弦表译码器，使用元件例化语句描述图1所示原理图(FPGA内部)，
在QuartusⅡ上进行编译、综合、适配。
引脚锁定以及硬件下载测试。
3)如图2所示，把上述计数器改为+M计数器，M为3位，采用按键输入。
记录
4、思考
怎样提高输出频率的范围
参考程序见文件。
毕业设计正弦信号发生器
正弦信号发生器摘要本系统以单片机和FPGA为控制和处理核心，基于直接数字频率合成原理，利用DDS集成芯片AD9851实现了300Hz~13MHz、步进为0.1Hz的正弦信号发生器和高频偏的DDS调频(FM)信号发生器；通过模拟乘法器MC1496实现调幅功能，其低频调制信号由FPGA和DAC0800构成DDS低频发生器产生；利用可变增益宽带放大器AD600实现幅度程控，通过检波和ADC反馈给单片机，检测和调整输出电压，实现精确的幅度控制。
使用了多种抗干扰措施以减少噪声并抑制高频自激；后级功放采用两片宽带运放AD811组成桥式功率放大器来实现。
本系统硬件设计应用了EDA工具，软件采用模块化的编程思想。
关键字：正弦信号发生器 DDS 调幅幅度控制桥式功率放大器AbstractBased on the principle of DDS, the system uses the A T89C51 and FPGA as the control and processing unit ,and uses the DDS chip AD9851 to realize the Sine and FM signal generator .The signal generator can output Sine signal of 300 Hz ~13M Hz with 0. 1 Hz frequency step, the MC 1496 is used to realize AM performance, the Amplitude control of signals are realized by using chip AD600,the low frequency modulation signal is produced by DDS made of FPGA and DAC 0800..Many methods are employed to diminish noises and restrain high frequency self-excitation. The test results show that the system achieves the requirements of design.正弦信号发生器一、方案论证与选择本系统难点有：1.产生稳定性高、频率步进较低、频带范围较广且具有一定带负载能力的正弦信号源；2.以1kHz为调制信号，在较大动态范围（100kHz~10MHz）内产生频偏为10kHz的调频信号；3.产生AM、ASK、PSK等调制信号。
正弦波发生器实验报告
正弦波发生器实验报告正弦波发生器实验报告一、引言正弦波发生器是电子实验中常用的一种信号发生器，用于产生稳定的正弦波信号。
在本实验中，我们将通过搭建一个简单的正弦波发生器电路，来探究其工作原理和性能。
二、实验目的1. 了解正弦波发生器的基本原理；2. 掌握正弦波发生器的搭建方法；3. 分析正弦波发生器的输出特性。
三、实验器材与原理本实验所需器材有：函数发生器、示波器、电阻、电容、集成电路等。
正弦波发生器的基本原理是利用反馈电路使放大器的输出信号与输入信号具有相同的幅度和相位，从而实现正弦波的产生。
四、实验步骤1. 搭建正弦波发生器电路：将函数发生器的输出信号接入放大器的输入端，通过反馈电路将放大器的输出信号再次输入到放大器的输入端，形成闭环反馈；2. 调节函数发生器的频率和幅度，观察放大器输出信号的变化；3. 使用示波器测量放大器输出信号的频率和幅度，并记录数据；4. 改变电路中的电阻和电容数值，观察输出信号的变化，并记录数据；5. 分析实验结果，总结正弦波发生器的性能。
五、实验结果与分析通过实验观察和测量，我们得到了一系列正弦波信号的输出结果。
实验中我们发现，正弦波发生器的输出频率与函数发生器的输入频率基本一致，但是幅度会有一定的衰减。
这是因为反馈电路中的电阻和电容会引入一定的阻尼，导致输出信号的幅度减小。
在改变电路中的电阻和电容数值时，我们发现输出信号的频率和幅度也会相应改变。
增加电容的数值会使输出信号的频率降低，而增加电阻的数值会使输出信号的幅度降低。
这是因为电容和电阻对信号的传递和衰减起到了重要作用。
六、实验总结通过本次实验，我们了解了正弦波发生器的基本原理和搭建方法。
实验结果表明，正弦波发生器可以产生稳定的正弦波信号，但是在输出过程中会有一定的衰减。
同时，电路中的电阻和电容数值的改变也会对输出信号的频率和幅度产生影响。
在实际应用中，正弦波发生器广泛用于各种电子设备和实验中，如音频设备、通信设备等。
简单正弦信号发生器设计实验报告
简单正弦信号发生器设计实验报告专业：电子信息工程班级课题名称：简单正弦信号发生器设计一:实验要求（1）设计一个正弦信号发生器，要求ROM是8位数据线，8位地址。
256个8位波形数据的mif文件通过两种方式建立，一种用Quartus II的专用编辑器建立，另一种是使用附录的mif文件生成器建立。
首先创建原理图工程，调用LPM_ROM等模块；在原理图编辑窗中绘制电路图，全程编译，对设计进行时序仿真，根据仿真波形说明此电路的功能，引脚锁定编译，编程下载于FPGA中，用实验系统上的DAC0832做波形输出，用示波器来观察波形。
完成实验报告。
（2）学习使用Quartus II的In-System Memory Content Editor来观察FPGA 中的LPM_ROM中的z形波数据，并在在线改变数据后，从示波器上观察对应的输出波形的改变情况。
（3）学习使用Quartus II的Signal Tap II观察FPGA的正弦波形。
二：实验原理正弦信号发生器的结构框图由四个部分组成：（1）计数器或地址发生器，用来作为正弦波数据ROM的地址信号发生器。
ROM中的数据将随地址数据的递增而输出波形数据，然后由DAC输出波形。
（2）正弦信号数据ROM，含64个8位数据。
（3）原理图顶层设计。
（4）8位D/A。
DAC的输出接示波器。
三：实验内容1、定制初始化波形数据文件：建立.mif格式文件。
File—new—other files,选择 Memory Initialization File选项,选择64点8位的正弦数据，弹出表格后输入教材图4-38中的数据。
然后以romd.mif的名字保存至新建的文件夹中。
2、定制LPM_ROM元件：利用MegaWizard Plug-In Manager定制正弦信号数据ROM宏功能块，并将以上的波形数据加载于此ROM中。
并以data_rom.vhd名字将生成的用于例化的波形数据ROM文件保存至上述文件夹中。
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是专用调制 是专用调制
由FPGA内部
芯片
芯片
的逻辑电路
实现
其他调制方 很难
较难
较易
很容易
式扩展的实
现难度
方案论证 上述方案中，方案四的电路最为精简，调制性能也最好。虽然载频只
能做到15M，但是已经达到了本题发挥部分的指标要求，所以选择方案 四来实现信号的调制。
2、 总体设计
3. 总体设计
（1） 系统框图如图2-1
（频率、调制度、频偏等），或选择输出信号（正弦波、模拟调幅波、 模拟调频波等）。当用户选择输出时，程序把设置的参数送至FPGA，并 对FPGA发出控制命令使其输出需要的信号。当用户选择外输入模拟调制 时程序控制AD采样外输入信号，转换到合适的范围后发送至FPGA。
方案二：
采用直接数字合成（Direct Digital Synthesizer）方案。DDS 的原理 框图如图1-1所示。（详细原理在此不再赘述）。
图1-1 DDS原理框图
DDS技术频率分辨率高、转换速度快、信号纯度高、相位可控、输
出信号无电流脉冲叠加、输出可平稳过渡且相位可保持连续变化。
方案论证
3、 软件设计
设计目的： 接收用户键盘输入的数据（信号参数的预制、选择和步进）和控制
指令，控制液晶显示，向FPGA发送数据及控制指令，控制AD采样外输入 信号（扩展外调制功能）。 设计思路：
根据题目要求，本软件设计了4级菜单结构及友好提示界面（键盘 输入，液晶显示）。用户可通过键盘选择菜单项设置输出信号的参数
本系统的工作时钟由晶振提供的时钟通过FPGA内的锁相环3倍频得 到。而DAC内部插值4倍频。而晶振的频率稳定度为10-6量级，所以整 体频率稳定度： 10-6×3×4=1.2×10-5，在10-5量级，满足题目要求。 （2） AM调制参数设计
本题要求：产生1KHz的正弦调制信号；调制度在10％和100％之间 程控调节，步进10％。
图2-1 总体设计框图来自（2） 单片机小系统 单片机小系统由键盘，LCD显示屏，和凌阳单片机SPEC061A构
成。负责用户的交互和整个系统的控制。 （3） DDS及调制电路模块 DDS及调制电路模块由FPGA和DAC构成。FPGA负责在数字域实现 正弦波（载频）的合成、FM和AM调制信号（经过离散化的）的合成产 生ASK和PSK的调制信号并完成ASK、PSK的调制和FM、AM调制，然 后控制DAC输出波形。 （4） 滤波及放大电路 滤波电路是采用美信的高速运放MAX4108设计的一个有源二阶低通 滤波器，用以去除DDS合成信号固有的高次谐波成分，同时有2倍放大 器的功能。信号放大电路采用AD公司的高速运放AD811，使输出信号 的幅度能达到发挥部分的要求（Vopp在5V～7V之间）。 （5） 电源设计 高速DAC对模拟数字地之间的串扰十分敏感。模拟数字地之间的串扰 对DAC输出信号的波形影响很大。故本系统采用一个线性电源对模拟电 路供电，采用一个开关电源对数字电路供电，模拟地和数字地之间通过 一个磁珠相连。这种设计实现了模拟数字电路尽可能大的隔离。实践证 明，数字部分和模拟部分独立供电对信号质量有很大的改善作用。
5. 扩展创新设计
（1） 单片FPGA实现双路正弦信号发生器 由于本系统在实现完题中所有基本和发挥的指标要求后，FPGA还剩 余了大量的资源，而且MAX5858A是双通路的DAC，所以在完成题目所 有要求的基础上，我们又扩展了一路信号发生器，除了不作幅度放大之 外，其余所有性能指标和前一通道（通道1）完全一样，而且同样可以 进行AM，FM，ASK和PSK调制。 （2） 扩展外部调制方式 本题要求自制调试信号进行AM，FM，ASK和PSK调制。我们的第二 项扩展就是在通道2的AM，FM，ASK和PSK调制全部增加外部调制方 式。调制信号由外部输入。其中，ASK和PSK调制信号的输入是由用户 通过键盘输入要调制的二进制基带序列；而FM和AM调制信号则由用户 从外部输入，由单片机的AD进行采样，然后将采样值发给调制电路 （由FPGA内部的数字电路实现）进行调制输出。
本题要求：产生1KHz的正弦调制信号；调频产生最大频偏为 5kHz/10kHz两级程控调节。
系统产生的正弦调制信号的频率也可以由用户随意设定（与AM调制 相同）。最大频偏扩展为5kHz/10kHz/20kHz三档。 （4） ASK/PSK调制参数设计
本题要求：产生码速率为10kbps的二进制基带序列信号，载波频率 为100kHz。
ASK、PSK调制和AM，FM调制共用一套本振（即合成正弦信号的 DDS模块），所以通过设定频率控制字可设置载波频率为需要的 100kHz。而码率为10kbps二进制基带序列信号则可以通过预置好的移位 寄存器循环移位获得。
（5） 滤波电路参数计算 本题要求：输出最大频率为10MHz的正弦波。 由于最终方案采用DAC输出，而DAC的转换频率为75MHz，故需要
DDS输出的正弦波每秒钟有75M个插值点，并在DAC内部完成4阶插 值和数字低通滤波，最后转化成实际电压输出。这样既抑制了高频段输
出正弦波信号可能的失真，又降低了数据接口的传输速率，提高了系统
可靠性。
系统频率调整的步进是100Hz。DDS逻辑电路的工作时钟是75M，所 以：
75M ÷ 100 ＝ 750000 （小于2的20次方） 所以，DDS的频率字只要多于20个bit，频率调整的步进就能小于 100Hz。本系统采用的频率控制字为32bit，充分满足频率调整步进的要 求。
硬件乘法器 硬件乘法器
由FPGA内部
的逻辑电路
实现
FM
使用模拟锁 通过修改 使用模拟锁 在数字域内
相环
AD9851的频 相环
由FPGA内部
率字
的逻辑电路
实现
PSK
使用模拟锁 使用模拟锁 使用AD9856 在数字域内
相环或是专 相环或是专
由FPGA内部
用调制芯片 用调制芯片
的逻辑电路
实现
ASK
模拟开关或 模拟开关或 使用AD9856 在数字域内
从题目要求来看，上述两种方案都可以满足题目合成频率范围的要 求，但信号发生器产生的频率稳定度、精确度都不如DDS合成的频率； 另一方面，DDS较信号发生器更容易精确控制，所以我们选择DDS方案 进行频率合成。
2. 信号调制方案
方案一：
采用AD公司的DDS专用芯片AD9851合成FM和AM的载波，采用传 统的模拟调制方式来实现AM和FM调制。但这种方案的缺点是需要额外 的模拟调制FM和AM调制的电路，且模拟调制电路难免引入一定的干 扰，而且此方案中PSK的调制也不好实现。
4. 理论分析与参数设计
（1） 载频参数计算 本题要求：输出频率范围是1KHz～10MHz，频率步进是100Hz，频
率稳定度优于10-4，信号波形无明显失真。 要求DDS合成的信号波形无明显失真，那么一般要求一个信号周期
内要插值16个点，而合成频率最高要求为10M，那么需要的FPGA和 DAC接口数据传送率为：
系统采用一个10bit的控制寄存器来保存调制度。其离散间隔为 1/1024，高于步进10％的要求。调制度可以由用户自行设置，也可以用 按键以1％或10％步进调整。
本系统中，正弦调制信号的频率并是不固定于1KHz，而是可以由用 户随意设定，由一个独立的DDS产生，其频率范围由1Hz到 10MHz（注：调制信号的带宽是受到载频的限制的，载频最高只有 10MHz，调制信号的频率不能太大。实际上，AM一般用于话音调制， 所以其频率一般不会超过5KHz）。 （3） FM调制参数设计
方案二：
采用AD9851合成FM和AM的载波，将FM调制信号离散化形成数字 信号，使FM调制的频率偏移通过改变AD9851的频率字来实现。这种设 计方案减少了FM调制过程中引入的干扰，也大大简化了FM调制电路的 设计。但是AM调制还是需要模拟乘法器，而PSK的调制也需要额外的 电路。
方案三：
采用AD公司的AD9856作为调制芯片。AD9856是内含DDS的正交调 制芯片，可以实现多进制的数字幅度调制，多进制的数字相位调制和和 多进制的数字幅度相位联合调制。AM，PSK和ASK调制都可以通过它 实现。但是AD9856不便于调频，且控制复杂。
1、 方案论证与比较
根据题目要求，基本部分需要实现正弦波信号发生，而发挥部分主 要需要实现信号调制。
1. 正弦信号输出方案
方案一：
采用专用信号发生器。MAX038是美信公司的低失真单片信号发生器 集成电路，内部电路完善。使用该芯片，设计简单，可以生成同一频率 信号的各种波形信号，但频率精确度和稳定度都难以达到要求。
正弦信号发生器设计报告
摘要
本系统由FPGA、单片机控制模块、键盘、LCD液晶显示屏、DAC输 出电路和末级放大电路构成。仅用单片FPGA就实现了直接数字频率合成 技术（DDS），产生稳幅正弦波，并在数字域实现了AM、FM、ASK、PSK 等四类调制信号。调制信号既可由用户输入参数由FPGA内部生成，也可 以从外部输入。整个系统结构紧凑，电路简单，功能强大，可扩展性 强。
一个截止频率在10MHz和75MHz之间的 低通滤波器。然而DAC的转换 并不是理想的，输出信号的谐波干扰主要集中在二次谐波，所以我们选 取截止频率为18MHz的有源二阶巴特沃兹低通滤波器，来保证达到题目 要求。 （6） 放大电路参数计算
本题要求：输出的正弦信号在接50Ω负载时能有6V的峰峰值。 DAC（包括电流-电压转换）输出只有约1V的峰峰值，故在后级需要 进行电压放大。我们使用了具有两倍电压增益的滤波器，在滤波的同时 进行两倍的电压放大，然后再使用一片具有较大带载能力的运放做三倍 电压放大，为了避免出现自激，实际中采用三倍反相放大。