EDA正弦波信号发生器实验报告
EDA课程设计-正弦信号发生器的设计
《EDA技术》设计报告设计题目正弦信号发生器的设计院系:信息工程学院专业:通信工程____学号:姓名:__________一.设计任务及要求1.设计任务:利用实验箱上的D/A 转换器和示波器设计正弦波发生器,可以在示波器上观察到正弦波2.设计要求:(1) 用VHDL 编写正弦波扫描驱动电路(2)设计可以产生正弦波信号的电路(3)连接实验箱上的D/A 转换器和示波器,观察正弦波波形二.设计方案(1)设计能存储数据的ROM 模块,将正弦波的正弦信号数据存储在在ROM 中,通过地址发生器读取,将正弦波信号输入八位D/A 转化器,在示波器上观察波形(2)用VHDL 编写正弦波信号数据,将正弦波信号输入八位D/A 转化器,在示波器上观察波形三.设计框图图 1 设计框图信号发生器主要由以下几个部分构成:计数器用于对数据进行采样,ROM 用于存储待采样的波形幅度数值,TLV5620用于将采集的到正弦波数字量变为模拟量,最后通过示波器进行测量获得的波形。
其中,ROM 设置为7根地址线,8个数据位,8位并行输出。
TLV5260为串行输入的D/A 转换芯片,因此要把ROM 中并行输出的数据进行并转串。
四.实现步骤1.定制ROM计 数 器 7根地址线 8 位 R O M 并转串输出 CLKTLV5620D/A 转换RSTROM的数据位选择为8位,数据数选择128个。
利用megawizard plug-in manager定制正弦信号数据ROM宏功能块,并将上面的波形数据加载于此ROM中。
如图3所示。
图2 ROM存储的数据图3 调入ROM初始化数据文件并选择在系统读写功能2.设计顶层顶层设计主要是通过编写VHDL语言或设计原理图用于产生计数信号和调用room存储的数据并输出。
在此步骤里要建立EDA工程文件,工程文件结构如图4所示,SIN_CNT中的VHDL代码如下:LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITY SIN_GNT ISPORT ( RST, CLK, EN : IN STD_LOGIC;ADDR : OUT STD_LOGIC_VECTOR(6 DOWNTO 0);DOUT : OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0) );END SIN_GNT;ARCHITECTURE BEHA VIOR OF SIN_GNT ISCOMPONENT ROM ISPORT ( address : IN STD_LOGIC_VECTOR(6 DOWNTO 0);inclock : IN STD_LOGIC;q : OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0) );END COMPONENT;SIGNAL Q : STD_LOGIC_VECTOR(6 DOWNTO 0);BEGINU : ROM PORT MAP ( address => Q,inclock => CLK,q => DOUT);PROCESS(CLK, RST, EN)BEGINIF RST = '0' THENQ <= "0000000";ELSIF CLK'EVENT AND CLK = '1' THENIF EN = '1' THENQ <= Q + 1;END IF;END IF;END PROCESS;ADDR <= Q;END BEHA VIOR;工程文件的建立步骤简述如下:1、新建一个文件夹。
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。
EDA正弦波信号发生器实验报告
湖北文理学院 EDA课程实验报告题目:正弦信号发生器的设计院部物理与电子信息工程学院专业名称电子信息科学与技术班级 1111姓名杨庆月学号 **********指导教师王培元2013年12月25日湖北文理学院一、设计目的1、掌握 LPM_ROM与FPGA资源的使用方法2、.进一步掌握用硬件描述语言的设计思想;5.了解有关数字系统的设计。
二、设计项目的指标和内容:设计一个可以产生正弦波信号系统。
信号频率可调,相位可调。
根据情况自己确定频率范围。
在QUARTUSII上完成正弦波信号发生器的设计,包括仿真和资源利用情况了解(假设利用Cyclone器件)。
最后在实验系统上实测,包括FPGA中ROM的在系统数据读写测试和利用示波器测试。
三、实验步骤:(全为本人整理,如有雷同,纯属抄袭)第一步,新建任务第二步,输入程序,完全照着书中输入,程序在书P200-201。
第三步,保存(Save As)并建立工程,注意芯片不要选错。
(输完了不要仿真,仿真也是错的)第四步,选择Tools里面的Mega...(见图)。
第五步,出现下图对话框,直接点Next。
第六步,这一步很重要,照着图片搞成一样就行了,画圈圈的地方一定要注意。
记得要一样。
搞好后点Next。
第七步,第六步完事儿后出现下图,看画圈圈的地方,bits 设置为8,words设置为128(也可以设置其他数字,只要与mif文件相符合就OK了)第八步,第七步完Next后出现下面的图片,画圈圈的地方是只沟中间那个。
第九步,选mif文件。
选完后后面的全部点Next。
Mif文件在shiyan8那个文件夹里面。
第十步,把能沟的全勾上。
然后Finish第十一步,编译,我做的有11个警告,不管它,没错误就行。
第十二步,看搞好的电路图。
(Tools-NetlistViewers-RTL Viewer)图是这样的,跟书P201那个一样。
第十三步,建立波形文件第十四步,添加波形第十五步,添加完后,记得把EN和RST挪到最上面并加高电平(高电平有效),然后CLK 添加时钟信号(尽量小点,我搞得是1.0)第十六步,别忘了这个过程,你懂得。
基于VHDL语言正弦波信号发生器--EDA实训报告-
EDA实训报告学生姓名: XXX 学号: XXXXXXXXXXXX学院:理工学院专业:电子科学与技术题目:基于FPGA的正弦波发生器指导教师:安国臣2013年1月课程设计成绩评定表基于FPGA的正弦波发生器摘要:本设计结合了EDA技术和直接数字频率合成(DDS)技术。
EDA技术是现代电子设计技术的核心,是以电子系统设计为应用方向的电子产品自动化的设计技术。
DDS技术则是最为先进的频率合成技术,具有频率分辨率高、频率切换速度快、相位连续、输出相位噪声低等诸多优点。
本文在对现有DDS技术的大量文献调研的基础上,提出了符合FPGA结构的正弦信号发生器设计方案并利用MAXPLUSⅡ软件进行了设计实现。
文中介绍了EDA技术相关知识,同时阐述了DDS技术的工作原理、电路结构,及设计的思路和实现方法。
经过仿真测试,设计达到了技术要求。
关键词:现场可编程门阵列(FPGA);直接数字频率合成(DDS);正弦波信号发生器一、DDS的基本原理正弦波信号发生器是由地址发生器和正弦波数据存储器ROM两块构成,输入为时钟脉冲,输出为8位二进制。
1.地址发生器的原理地址发生器实质上就是计数器,ROM的地址是6位数据,相当于64位循环计数器。
2.只读存储器ROM的设计(1)、VHDL编程的实现①基本原理:为每一个存储单元编写一个地址,只有地址指定的存储单元才能与公共的I/O相连,然后进行存储数据的读写操作。
②逻辑功能:地址信号的选择下,从指定存储单元中读取相应数据。
直接数字频率合成器(DDFS)的基本原理:DDS是利用采样定理,根据相位间隔对正弦信号进行取样、量化、编码,然后储存在EPROM中构成一个正弦查询表,通过查表法产生波形。
它是由参考时钟、相位累加器、正弦查询表和D/A转换器组成,如图1所示。
图1 直接数字频率合成器原理框图相位累加器由N位加法器与N位累加寄存器级联构成,其原理框图如图2所示。
每来一个时钟脉冲Fc,N位加法器将频率控制数据K与累加寄存器输出的累加相位数据相加,把相加后的结果Y送至累加寄存器的输入端。
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。
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:进一步熟悉QuartusII及其LPM_ROM与FPGA 硬件资源的使用方法。
培养动手能力以及合作能力。
二、设计要求:1、clk为12MHz。
2、通过DAC0832输出正弦波电压信号,电压范围0~-5V。
3、通过示波器观察波形。
三、设计内容:在QUARTUSII上完成正弦波信号发生器的设计,包括仿真和资源利用情况了解(假设利用Cyclone器件)。
最后在实验系统上实测,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使用实验系统上的ADC0832。
四、设计原理:图1所示的正弦波信号发生器的结构由四部分组成:1、计数器或地址发生器(这里选择10位)。
2、正弦信号数据ROM(10位地址线,8位数据线),含有1024个8位数据(一个周期)。
3、VHDL顶层设计。
4、8位D/A(实验中可用ADC0832代替)。
图1所示的信号发生器结构图中,顶层文件singt.vhd在FPGA中实现,包含两个部分:ROM的地址信号发生器,由10位计数器担任;一个正弦数据ROM,由LPM_ROM模块构成。
LPM_ROM底层是FPGA 中的EAB、ESB或M4K等模块。
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1024点),以及D/A输出的频率f的关系是:f=fo/1024图1 正弦信号发生器结构框图图2 正弦波信号发生器的设计图五、设计步骤:1、建立.mif格式文件首先,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>main(){int i;float s;for(i=0;i<1024;i++){s=sin(atan(1)*8*i/256);printf("%d :%d;\n",i,(int)((s+1)*255/2)) }}其次,把上述程序编译后,在DOS命令行下执行命令:romgen > sdata.mif;将生成的sdata.mif 文件,再加上.mif文件的头部说明即可。
EDA技术-VHDL-5.12正弦信号发生器
2095.12. 正弦信号发生器程序设计与仿真实验1实验目的熟悉QuartusII 及其LPM_ROM 与FPGA 硬件资源的使用方法。
2实验原理正弦信号发生器的结构由3部分组成,数据计数器或地址发生器、数据ROM 和D/A 。
性能良好的正弦信号发生器的设计,要求此3部分具有高速性能,且数据ROM 在高速条件下,占用最少的逻辑资源,设计流程最便捷,波形数据获最方便。
图5.12.1所示是此信号发生器结构图,顶层文件SINGT.VHD 在FPGA 中实现,包含2个部分:ROM 的地址信号发生器由5位计数器担任,和正弦数据ROM ,其原理图如图5.12.2所示。
拒此,ROM 由LPM_ROM 模块构成能达到最优设计,LPM_ROM 底层是FPGA 中的EAB 或ESB 等。
地址发生器的时钟CLK 的输入频率f 0与每周期的波形数据点数(在此选择64点)以及D/A 输出的频率f 的关系是:640f f图5.12.1 正弦信号发生器结构图图5.12.2 正弦信号发生器原理图3 实验内容在Quartus II 上完成正弦信号发生器设计,包括仿真和资源利用情况了解(假设利用Cyclone 器件)。
最后在实验系统上实测,包括SignalTap II 测试、FPGA 中ROM 的在系统数据读写测试和利用示波器测试。
最后完成EPCS1配置器件的编程。
4 实验预习与思考如果CLK 的输入频率是50MHz ,ROM 中一个周期的正弦波数据是128个,要求输出的正弦波频率不低于150KHz,DAC0832是否能适应此项工作?为什么?5 原理图的建立与仿真(1) 为此工程建立文件夹,文件夹名为zxb(2) 建立原理图文件, 单击New→Device Dising→Block Diagram/Schematic file→OK,弹出原理图窗口如图5.12.3所示,图5.12.3 原理图建立窗口(3) 双击原理图窗口的任意处弹出如图5.12.4窗口,在窗口的Name处输入input(输入节点),点击ok,然后保存,文件名为cnt.210图5.12.4 原理图输入窗口(4) 创建工程与第2章2.1节的方法相同。
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。
EDA课程设计正弦信号发生器的设计
《EDA技术》设计报告设计题目正弦信号发生器的设计院系:信息工程学院专业:通信工程学姓号:名:RST7 根地址线CLK计 数器8 位R O M并转串输出TLV5620 D/A 转换一.设计任务及要求1. 设计任务 :利用实验箱上的 D/A 转换器和示波器设计正弦波发生器,可以在示波器上观察到正弦波2. 设计要求 :(1) 用 VHDL 编写正弦波扫描驱动电路 (2) 设计可以产生正弦波信号的电路(3) 连接实验箱上的 D/A 转换器和示波器,观察正弦波波形二.设计方案(1)设计能存储数据的 ROM 模块,将正弦波的正弦信号数据存储在在 ROM 中,通过地址发生器读取,将正弦波信号输入八位 D/A 转化器,在示波器上观察波形(2)用 VHDL 编写正弦波信号数据, 将正弦波信号输入八位 D/A 转化器, 在示波器上观察波形三.设计框图图 1 设计框图信号发生器主要由以下几个部分构成:计数器用于对数据进行采样,ROM用于存储待采样的波形幅度数值, TLV5620 用于将采集的到正弦波数字量变为模拟量,最后通过示波器进行测量获得的波形。
其中,ROM 设置为 7 根地址线, 8个数据位,8 位并行输出。
TLV5260 为串行输入的 D/A 转换芯片,因此要把 ROM 中并行输出的数据进行并转串。
四.实现步骤1. 定制 ROMROM 的数据位选择为8 位,数据数选择128 个。
利用megawizard plug-in manager定制正弦信号数据ROM 宏功能块,并将上面的波形数据加载于此ROM 中。
如图 3 所示。
图2 ROM 存储的数据图3 调入ROM 初始化数据文件并选择在系统读写功能2. 设计顶层.顶层设计主要是通过编写VHDL 语言或设计原理图用于产生计数信号和调用room 存储的数据并输出。
在此步骤里要建立EDA 工程文件,工程文件结构如图4 所示,SIN_CNT 中的VHDL 代码如下:LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITY SIN_GNT ISPORT ( RST, CLK, EN : IN STD_LOGIC;ADDR : OUT STD_LOGIC_VECTOR(6 DOWNTO 0);DOUT : OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0) );END SIN_GNT;ARCHITECTURE BEHA VIOR OF SIN_GNT ISCOMPONENT ROM ISPORT ( address : IN STD_LOGIC_VECTOR(6 DOWNTO 0);inclock : IN STD_LOGIC;q : OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0) );END COMPONENT;SIGNAL Q : STD_LOGIC_VECTOR(6 DOWNTO 0);BEGINU : ROM PORT MAP ( address => Q,inclock => CLK,q => DOUT);PROCESS(CLK, RST, EN)BEGINIF RST = '0' THENQ <= "0000000";ELSIF CLK'EVENT AND CLK = '1' THENIF EN = '1' THENQ <= Q + 1;END IF;END IF;END PROCESS;ADDR <= Q;END BEHA VIOR;工程文件的建立步骤简述如下:1、新建一个文件夹。
实验八正弦波信号发生器
桂林电子科技大学EDA技术及应用实验报告(实验八)实验名称:正弦波信号发生器生命与环境科学学院生物医学工程作者:学号:实验日期:2012年10月22日一、实验目的1、进一步熟悉quartustwo及其LPM_ROM与FPGA硬件资源的使用方法。
2、掌握逻辑分析仪的使用方法。
二、实验内容采用原理图输入的方法,在quartus two 上完成正弦信号发生器的设计,包括仿真和使用逻辑分析仪对其进行分析。
三、实验原理图如图所示,为正弦波发生器的模块化结构,该信号发生器由计数器或地址发生器和正弦波信号数据ROM组成。
结构图中,地址发生器由7位计数器担任,正弦数据ROM有7位地址线,8位数据线,含128个8位数据(一个周期)。
地址发生器的时钟clk的输入频率f0与每周期的波形数据点数(在此选择128点),以及输出的频率f的关系是:f=f0/128,正弦信号数据的采样率是128,即clk频率为正弦信号频率的128倍。
硬件实现:首先设计一个ROM,用来存放正弦函数的幅度数据;用一个计数器来指定ROM地址的增加,输出相应的幅度值。
这样在连续的时间内显示的就是一个完整的正弦波形。
ROM和计数器都可以通过quartus 自带的IP模块生成。
四、实验步骤新建工程->新建Block Diagram/Schematic File->绘制原理图,其中count为7位计数器(地址发生器),como为正弦波存储ROM。
->新建memory initializtion file,输进需要在ROM 中存储的数据。
保存文件,命名为sin.mif.其中存储的数据为:五、实验仿真六、逻辑分析仪的使用新建逻辑分析仪文件,设置端口选择时钟触发信号:选择激励信号:选择需要观察的信号:保存,编译,下载到硬件。
点击,运行逻辑分析仪,即可以得到分析结果。
七、硬件验证用示波器接上信号输出端,观察信号。
八、实验结果1、逻辑分析仪上显示正弦波。
EDA实验六 简易正弦信号发生器设计
实验六简易正弦信号发生器设计一、实验目的1、学习使用Verilog设计波形发生器。
2、掌握LPM_ROM在波形发生器设计中的使用方法。
二、实验仪器PC机EDA实验箱一台三、实验原理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。
四、实验内容设计一个基于LPM_ROM的正弦波信号发生器,并进行仿真测试及实验系统上的硬件测试。
(附加:正弦波的频率可调,相位可调)五、实验步骤1、打开QUARTUSII软件,新建一个工程。
2、新建一个Schematic File 文件。
3、利用波形生成器生成正选波的.mif文件,数据为8数,一个周期为128个数据。
4、定制LPM_ROM。
5、设计ROM的地址发生器。
6、在Schematic File 文件中设计正弦波信号发生器。
在空白处双击鼠标左键,在 Symbol 对话框左上角的libraries 中,分别将创建模块放在图形文件 Schematic File中,加入输入、输出引脚,双击每个引脚,进行引脚命名,并锁定管脚,将未使用的引脚设置为三态输入(一定要设置,否则可能会损坏芯片)。
七、思考题假设要输出的正弦波的频率为100K,正玄波的一个周期由128个数据组成,则正弦波发生器的输入时钟频率为多少?因为地址发生器的时钟CLK的输入频率f0(50MHz)与每周期的波形数据点数(128点),以及D/A输出的频率f的关系是:f=f0/128。
本题:f=50X106/128=390625Hz。
基于VHDL语言正弦波信号发生器--EDA实训报告-
EDA实训报告学生姓名: XXX 学号: XXXXXXXXXXXX学院:理工学院专业:电子科学与技术题目:基于FPGA的正弦波发生器指导教师:安国臣2013年1月课程设计成绩评定表基于FPGA的正弦波发生器摘要:本设计结合了EDA技术和直接数字频率合成(DDS)技术。
EDA技术是现代电子设计技术的核心,是以电子系统设计为应用方向的电子产品自动化的设计技术。
DDS技术则是最为先进的频率合成技术,具有频率分辨率高、频率切换速度快、相位连续、输出相位噪声低等诸多优点。
本文在对现有DDS技术的大量文献调研的基础上,提出了符合FPGA结构的正弦信号发生器设计方案并利用MAXPLUSⅡ软件进行了设计实现。
文中介绍了EDA技术相关知识,同时阐述了DDS技术的工作原理、电路结构,及设计的思路和实现方法。
经过仿真测试,设计达到了技术要求。
关键词:现场可编程门阵列(FPGA);直接数字频率合成(DDS);正弦波信号发生器一、DDS的基本原理正弦波信号发生器是由地址发生器和正弦波数据存储器ROM两块构成,输入为时钟脉冲,输出为8位二进制。
1.地址发生器的原理地址发生器实质上就是计数器,ROM的地址是6位数据,相当于64位循环计数器。
2.只读存储器ROM的设计(1)、VHDL编程的实现①基本原理:为每一个存储单元编写一个地址,只有地址指定的存储单元才能与公共的I/O相连,然后进行存储数据的读写操作。
②逻辑功能:地址信号的选择下,从指定存储单元中读取相应数据。
直接数字频率合成器(DDFS)的基本原理:DDS是利用采样定理,根据相位间隔对正弦信号进行取样、量化、编码,然后储存在EPROM中构成一个正弦查询表,通过查表法产生波形。
它是由参考时钟、相位累加器、正弦查询表和D/A转换器组成,如图1所示。
图1 直接数字频率合成器原理框图相位累加器由N位加法器与N位累加寄存器级联构成,其原理框图如图2所示。
每来一个时钟脉冲Fc,N位加法器将频率控制数据K与累加寄存器输出的累加相位数据相加,把相加后的结果Y送至累加寄存器的输入端。
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。
中山学院EDA综合实验报告-正弦信号发生器设计
学生实验报告
系别 电子信息学院电子信息学院
课程名称 《EDA 综合实验》综合实验》 班级
实验名称 正弦信号发生器设计正弦信号发生器设计 姓名
实验时间 学号
指导教师 成绩 批改时间
报 告 内 容
一、实验目的和任务
进一步熟悉进一步熟悉Quartus Quartus QuartusⅡ及其Ⅱ及其Ⅱ及其LPM_ROM LPM_ROM 与FPGA 硬件资源的使用方法。
硬件资源的使用方法。
二、设计代码(或原理图)、仿真波形及分析
1、ROM 设计关键截图(设计关键截图(3-53-5张)张)
2、ROM 设计的基本原理分析设计的基本原理分析
首先根据正弦信号发生器的波形,从而得到它的输入是时间,而输出是振幅,然后将正弦波的振幅放于64存储单元的ROM ROM,那么,那么ROM 中的数据与地址必然是有对应关系。
关系。
3、地址计数器的设计及分析、地址计数器的设计及分析
根据正弦信号发生器总体设计框图,它是由地址发生器,然后通过正弦波数据存储ROM ROM,最后输出到波形数输出,即,最后输出到波形数输出,即8位D/A D/A。
4、实验结果截图(总原理图,示波图)及原理分析
、实验结果截图(总原理图,示波图)及原理分析
三、实验结论与心得
通过本次实验,我学会了设计正弦信号发生器,在这个过程,我是一步一步按照实验PPT 的步骤从而完成实验,并且是第一次第一个给老师检查,在此过程,我同时进一步熟悉了Quartus II与下载程序的操作,并且学会了使用LPM_ROM。
eda实验报告
重庆三峡学院实验报告课程名称实验名称简易的正弦波发生器实验类型验证(验证、综合、设计、创新)学院名称电子与信息工程学院专业电子信息工程年级班级开出学期2012--2013上期学生姓名学号实验教师成绩2012年11月16日实验题目: 简易的正弦波发生器实验目的在Quartus II 上完成正弦波信号发生器的设计,包括仿真和资源利用情况了解。
最后在实验系统上实测,包括ROM 的在系统数据读写测试和仿真测试。
信号输出的D/A 转换器波形测试。
实验原理正弦波信号发生器的结构由四部分组成:1、计数器或地址发生器(这里选择7位)。
2、正弦信号数据ROM (7位地址线,8位数据线),含有128个8位数据。
3、VHDL 顶层设计。
4、8位D/A 。
图所示的信号发生器结构框图中,顶层文件SIN_GNT 在FPGA 中实现,包含两个部分:ROM 的地址信号发生器,由7位计数器担任;一个正弦数据ROM ,由ROM78模块构成。
地址发生器的时钟CLK 的输入频率与每周期的波形数据点数(在此选择128点),以及D/A 输出的频率f 的关系是:f=fo/128首先确定如图中所示的波形数据文件。
.mif 文件。
1建立.mif 格式文件首先在Quartus II 中选择ROM 数据文件编辑窗口,即在File 菜单中选择New 并在New 窗口选择Other file 页,再选择Memory Initialization File 项,单击OK 按钮后产生ROM 数据文件大小选择窗口。
根据128点8位正弦数据的情况,可选ROM 的数据数Number 为128位,数据宽Word size 取8位。
单击OK 按钮,将出现的空的mif 数据表格,表格中的数据格式可通过鼠标右键单击窗口边缘的地址数据弹出窗口选择。
然后将波形数据填入此表中。
最后在File 菜单单击Save as 按钮,保存此数据文件,取名DATA7X8.mif 。
2.定制LPM_ROM正弦波数据 存储ROM 7位计数器 (地址发生器) 8位D/A 波形数据输出在设计正弦波信号发生器前,必须首先完成存放波形数据ROM的设计。
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湖北文理学院 EDA课程实验报告
题目:正弦信号发生器的设计
院部物理与电子信息工程学院
专业名称电子信息科学与技术
班级 1111
姓名杨庆月
学号 **********
指导教师王培元
2013年12月25日
湖北文理学院
一、设计目的
1、掌握 LPM_ROM与FPGA资源的使用方法
2、.进一步掌握用硬件描述语言的设计思想;
5.了解有关数字系统的设计。
二、设计项目的指标和内容:
设计一个可以产生正弦波信号系统。
信号频率可调,相位可调。
根据情况自己确定频率范围。
在QUARTUSII上完成正弦波信号发生器的设计,包括仿真和资源利用情况了解(假设利用Cyclone器件)。
最后在实验系统上实测,包括FPGA中ROM的在系统数据读写测试和利用示波器测试。
三、实验步骤:
(全为本人整理,如有雷同,纯属抄袭)
第一步,新建任务
第二步,输入程序,完全照着书中输入,程序在书P200-201。
第三步,保存(Save As)并建立工程,注意芯片不要选错。
(输完了不要仿真,仿真也是错的)
第四步,选择Tools里面的Mega...(见图)。
第五步,出现下图对话框,直接点Next。
第六步,这一步很重要,照着图片搞成一样就行了,画圈圈的地方一定要注意。
记得要一样。
搞好后点Next。
第七步,第六步完事儿后出现下图,看画圈圈的地方,bits 设置为8,words设置为128(也可以设置其他数字,只要与mif文件相符合就OK了)
第八步,第七步完Next后出现下面的图片,画圈圈的地方是只沟中间那个。
第九步,选mif文件。
选完后后面的全部点Next。
Mif文件在shiyan8那个文件夹里面。
第十步,把能沟的全勾上。
然后Finish
第十一步,编译,我做的有11个警告,不管它,没错误就行。
第十二步,看搞好的电路图。
(Tools-NetlistViewers-RTL Viewer)
图是这样的,跟书P201那个一样。
第十三步,建立波形文件
第十四步,添加波形
第十五步,添加完后,记得把EN和RST挪到最上面并加高电平(高电平有效),然后CLK 添加时钟信号(尽量小点,我搞得是1.0)
第十六步,别忘了这个过程,你懂得。
第十七步,设置成功能仿真。
第十八步,出波形。
(点View中的Full Screen,看的清楚点。
)
四、源程序
module SIN_GNT(RST,CLK,EN, Q,AR);
output [7:0] Q ; output [6:0] AR;
input EN,CLK,RST; wire [6:0] TMP; reg[6:0] Q1; always @ (posedge CLK or negedge RST)
if (!RST) Q1<=7'B000000;
else if(EN) Q1<=Q1+1;
else Q1<=Q1;
assign TMP=Q1; assign AR=TMP;
ROM78 IC1(.address(TMP),.inclock(CLK),.q(Q)); Endmodule
五、仿真结果
1.仿真电路图
2.仿真波形图
六、实验总结
EDA课程实验历时一个多月,在整整一个月的日子里,可以说是苦多于甜,但是可以学的到很多很多的东西,同时不仅可以巩固以前所学过的知识,而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。
通过这次实验,进一步加深了对EDA的了解,让我对它有了更加浓厚的兴趣。
特别是当每一个子模块编写调试成功时,心里特别的开心。
但是在编写顶层文件的程序时,遇到了不少问题,特别是设置发生器ROM78的过程,怎样设置端口,如何设置字宽,位长,如何添加ROM78.v型文件,如何产生并添加mif文件。
只有每步都做正确才能得出正确的结果,否则,出现任何一点小的误差就会导致整个文件系统的编译出现错误提示,只有步步做正确后,编译才能得到完满成功,才能仿真出正确的波形。
通过这次课程实验使我懂得了理论与实际相结合是很重要的,只有理论知识是远远不够的,只有把所学的理论知识与实践相结合起来,从理论中得出结论,才能真正为社会服务,从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。
在实验的过程中遇到问题,可以说得是困难重重,这毕竟第一次做的,难免会遇到过各种各样的问题,同时在实验的过程中发现了自己的不足之处,对以前所学过的知识理解得不够深刻,掌握得不够牢固。
总的来说,这次实验的正弦波发生器的设计还是比较成功的,在实验中遇到了很多问题,最后在老师的辛勤的指导下,终于游逆而解,有点小小的成就感,终于觉得平时所学的知识有了实用的价值,达到了理论与实际相结合的目的,不仅学到了不少知识,而且锻炼了自己的能力,使自己对以后的路有了更加清楚的认识,同时,对未来有了更多的信心。
最后,对给过我帮助的所有同学和各位指导老师再次表示忠心的感谢!。