100MSa/s任意波形发生器系统优化与改进设计

论文摘要

DDS(直接频率合成)技术是一种先进的频率合成技术,基于DDS技术的任意波形发生器具有频率分辨率高、频率切换速度快、易于产生各种调制波等一系列优点,是现代测试领域应用非常广泛的通用仪器之一。本文在已研制的“100MSa/s任意波形发生器”原理样机的基础上,针对其存在的问题,对系统进行了优化与改进。主要研究内容如下:1.对模拟输出通道电路进行了分析和研究,针对设计中的不足,提出了新的改进方案。首先通过DDS输出信号的频谱特性进行了分析,确定对D/A输出信号采用单路信号进行调理,包括滤波、幅频特性校正和放大去直流偏移处理;然后根据设计要求,在方波电路中增加了∏型衰减网络和去直流偏移电路,达到方波信号和正弦波信号输出幅度、偏移一致的目的;最后针对输出信号放大电路在放大高频信号时增益不够和波形失真的不足,对放大电路进行了仿真,找出了原因,并提出了解决方法。改进设计不仅完善了仪器的功能,提高了仪器的性能,而且调试更加简单。2.针对模拟调幅精度不高和占用硬件资源较多的问题,论文对DDS调制技术和调幅波产生原理进行了分析和研究,提出了在FPGA中实现基于DDS数字方法实现调幅波的方案,并对方案进行了分析和验证,结果证明本方案是切实可行的,研究成果具有较高的应用价值。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 引言
• 1.1 基于DDS 的任意波形发生器概述
• 1.2 项目背景
• 1.3 本文的主要研究内容
• 第二章 100MSA/S 任意波形发生器总体结构
• 2.1 总体结构
• 2.2 控制电路
• 2.3 DDS 系统电路
• 2.4 模拟通道电路
• 2.4.1 DDS 输出信号调理电路
• 2.4.2 方波产生电路
• 2.4.3 调幅电路
• 2.4.4 幅度偏移控制电路
• 第三章 系统改进
• 3.1 系统改进的总体考虑
• 3.2 D/A 输出信号调理电路改进
• 3.2.1 DDS 输出信号分析
• 3.2.2 DDS 输出信号调理方案
• 3.2.3 DDS 输出信号调理的不足
• 3.2.4 DDS 输出信号调理电路改进
• 3.2.5 D/A 输出信号调理电路改进小结
• 3.3 方波电路改进
• 3.3.1 方波电路设计方案
• 3.3.2 先期方波电路设计的不足
• 3.3.3 方波电路的改进设计
• 3.3.4 方波电路的改进设计小结
• 3.4 调幅电路设计与改进
• 3.4.1 调幅电路设计原理
• 3.4.2 调幅电路不足
• 3.4.3 调幅电路改进
• 3.4.4 调幅电路改进小结
• 3.5 幅度偏移控制电路
• 3.5.1 幅度偏移控制电路的不足
• 3.5.2 功率放大电路的分析和改进
• 3.6 继电器控制电路改进
• 第四章 基于数字方法的调幅功能设计与研究
• 4.1 DDS 原理和结构
• 4.2 DDS 调制机理
• 4.3 调幅波产生原理
• 4.4 数字方法实现调幅的基本原理
• 4.5 调幅波的算法分析和仿真
• 4.6 调幅在FPGA 中的实现
• 4.7 实验结果和分析
• 4.8 本章小结
• 第五章 系统调试和测试验证
• 5.1 调试界面软件的编写
• 5.2 硬件调试
• 5.2.1 数字电路调试
• 5.2.2 模拟通道调试
• 5.3 调试中遇到的问题及解决方法
• 5.4 参数校正
• 5.5 系统测试
• 第六章 结论与展望
• 致谢
• 参考文献
• 在校期间的研究成果