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用于直角电桥的信号发生器的设计

作　者: 李龙
导　师: 迟宗涛
学　校: 青岛大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: 信号发生器 DDS FPGA 直角电桥
分类号: TM935.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 12次
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内容摘要

直角电桥在电学计量领域有着重要的应用,主要用于实现非同类阻抗的比较测量,直角电桥的具体结构有很多种,但是无论结构怎样,一对幅值相等、相位相差90度的直角电压源是必需的部件。直接数字式频率合成器(DDS),与传统频率合成器相比,可以方便的对相位进行调节,并且其具有较高的频率分辨率、可以实现快速的频率切换,并且在频率改变时能够保持相位的连续,很容易实现频率、相位和幅度的数控调制。DDS的这些特性使得其非常适合用作直角电桥中电压信号源。本文首先论述了DDS在直角电桥测量中的作用,并与传统的产生直角电源的方法做了比较。然后介绍了DDS的基本工作原理和结构,最后介绍了系统的软硬件设计,并给出实验结果。在系统设计的过程中,本文以Altera公司的FPGA芯片EP3C25Q240C8为核心,利用开发工具QUARTUSⅡ并结合硬件描述语言Verilog HDL设计了一种频率、相位、幅度可调的信号发生器。本文详细阐述了该信号发生器的体系结构,并进行了软硬件的设计和具体电路的实现。实验结果表明,系统的稳定性等指标均达到了设计要求,且具有使用简单、集成度高等特点。

全文目录

摘要  2-3
Abstract  3-6
第一章引言  6-13
  1.1 选题的背景和意义  6
  1.2 研究现状  6-11
    1.2.1 频率合成器的种类与发展  6-7
    1.2.2 以往的研究方法  7-11
  1.3 本文的研究动机  11-12
  1.4 本文的研究内容与研究方法  12-13
第二章 DDS的基本原理与结构  13-17
  2.1 DDS基本原理  13-15
  2.2 DDS的结构  15-17
第三章系统软件设计  17-27
  3.1 FPGA概述  17-19
  3.2 Verilog HDL语言概述  19-21
    3.2.1 硬件描述语言HDL  19-20
    3.2.2 采用Verilog HDL设计复杂数字电路的优点  20
    3.2.3 采用硬件描述语言的设计流程简介  20-21
  3.3 QuartusⅡ概述  21-22
  3.4 系统各模块的设计  22-27
    3.4.1 相位累加器模块  22-24
    3.4.2 ROM查找表模块  24
    3.4.3 正弦波发生模块  24-25
    3.4.4 相位控制模块  25-27
第四章系统硬件设计  27-39
  4.1 FPGA芯片及引脚分配  27-30
    4.1.1 CycloneⅢ芯片简介  27-29
    4.1.2 FPGA的引脚分配  29-30
  4.2 D/A转换器  30-35
    4.2.1 D/A转换器的主要电路形式  31-32
    4.2.2 D/A转换器的分类  32-35
  4.3 高精度基准源电路  35-36
  4.4 微差调节部分的设计  36
  4.5 供电及充电电路的设计  36-39
第五章实验部分  39-41
  5.1 系统的运行流程  39
  5.2 实验结果  39-41
第六章结论  41-42
  6.1 总结  41
  6.2 展望  41-42
参考文献  42-44
致谢  44-45

用于直角电桥的信号发生器的设计

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