电子科技大学：《时域测试技术综合实验 Comprehensive Experiment of Time Domain Testing Technology》课程教学资源（课件讲稿）实验三 信号产生实验

电品科越女学 University of Electr Science and TechnoloChina 时域测试技术综合实验 一信号产生实验 自动化工程学院

--信号产生实验 时域测试技术综合实验 自动化工程学院

一、实验目的 1、掌握DDS组成实现原理。 2、掌握相位累加器、波形查找表实现原理和时序关系。 3、基于FPGA和DAC模块，设计一个频率可变的信号输出

一、实验目的 1、掌握DDS组成实现原理。 2、掌握相位累加器、波形查找表实现原理和时序关系。 3、基于FPGA和DAC模块，设计一个频率可变的信号输出

二、实验内容 1、熟悉DDS、FPGA的基本工作原理，并构建基 本的信号产生系统的原理框图 。 2、在开发平台FPGA上进行设计，实现对DAC的 控制，完成信号产生的基本功能。 3、在Chipscope中获取输出到DAC的波形数据。 4、通过示波器测试”信号产生模块”的输出波形

二、实验内容 1、熟悉DDS、FPGA的基本工作原理，并构建基 本的信号产生系统的原理框图。 2、在开发平台FPGA上进行设计，实现对DAC的 控制，完成信号产生的基本功能。 3、在Chipscope中获取输出到DAC的波形数据。 4、通过示波器测试”信号产生模块” 的输出波形

三、预备知识 l.Verilog HDL语言。 2.信号产生的基本原理。 四、实验设备与工具 硬件：FPGA开发平台、微型计算机。 软件：Windows操作系统、ISE

三、预备知识 1. Verilog HDL语言。 2. 信号产生的基本原理。 四、 实验设备与工具 硬件：FPGA开发平台、微型计算机。 软件：Windows操作系统、ISE

五、实验原理与说明 背景介绍 参数获取装置 标准测试总线 GPIB/LAN 待测 设备 测试点 波形数据 信号源 激励点 信号调理 典型的自动测试系统

五、 实验原理与说明 背景介绍 典型的自动测试系统 待测 设备 信号调理 2 y = sinx, xR y x A O GPIB/LAN 信号源 测试点 波形数据 参数获取装置 激励点 标准测试总线

背景介绍 2.按输出波形 信号源的分类 正弦波形发生器 脉冲信号发生器 1.按频率范围 低频信号发生器1MHz 函数/任意波发生器 射频信号发生器(3~6)GHz 随机信号发生器 微波信号发生器(20~50)GHz 噪声信号发生器 毫米波信号发生器300GHz 4.按调制特性 3.按应用特性 连续波信号发生器 合成信号发生器 模拟调制信号发生器 扫频信号发生器 矢量信号发生器 合成扫频信号发生器 基带信号发生器

信号源的分类 1. 按频率范围 低频信号发生器 1MHz 射频信号发生器 (3～6)GHz 微波信号发生器 (20～50)GHz 毫米波信号发生器 300GHz 2. 按输出波形 正弦波形发生器 脉冲信号发生器 函数/任意波发生器 随机信号发生器 噪声信号发生器 3. 按应用特性 合成信号发生器 扫频信号发生器 合成扫频信号发生器 4. 按调制特性 连续波信号发生器 模拟调制信号发生器 矢量信号发生器 基带信号发生器 背景介绍

背景介绍 任意波形发生器 0.000000HA ⊙ 射频信号发生器 回 思四日 2巴旦巴

任意波形发生器 射频信号发生器 背景介绍

背景介绍 信号源基本组成 频率/相位 信号调制 调制 幅度/脉冲 调制 频率合成， 主振器。 波形整形 信号调理 波形产生 波形合成 监测

背景介绍 信号源基本组成

背景介绍 频率合成技术 (L)直接频率合成(ADS) 混频、倍频和分频等方法，窄带滤波器选频 (2)间接频率合成：PLL(Phase Lock Loop) 利用PLL把VCO的输出频率锁定在基准频率上 。 通过不同 形式的锁相环在基准频率基础上合成不同频率 (3)直接数字合成(DDS) ·基于取样技术和数字计算技术实现频率合成

频率合成技术 ⑴ 直接频率合成（ADS） • 混频、倍频和分频等方法，窄带滤波器选频 ⑵ 间接频率合成：PLL（Phase Lock Loop ） • 利用PLL把VCO的输出频率锁定在基准频率上，通过不同 形式的锁相环在基准频率基础上合成不同频率 ⑶ 直接数字合成（DDS） • 基于取样技术和数字计算技术实现频率合成 背景介绍

五、实验原理与说明 1、信号产生与控制 信号产生的基本原理 > 1971年，美国学者J.Tierncy,C.M.Rader和B.Gold提出了直接数 字频率合成(DDS)技术，它从相位概念出发直接合成所需波形 >全数字控制、频率分辨率高、切换速度快、切换时相位连续 >Analog公司、Qualcomm公司和Stanford公司一系列性能优良的 DDS器件不断出现，工作频率可达GHz,频率分辨率可到Hz

五、 实验原理与说明 1、信号产生与控制 信号产生的基本原理 ➢ 1971年，美国学者J．Tierncy，C．M．Rader和B．Gold提出了直接数 字频率合成（DDS）技术，它从相位概念出发直接合成所需波形 ➢ 全数字控制、频率分辨率高、切换速度快、切换时相位连续 ➢ Analog 公司、Qualcomm 公司和Stanford 公司一系列性能优良的 DDS 器件不断出现, 工作频率可达GHz, 频率分辨率可到mHz