基于FPGA的高精度信號源的設(shè)計

　　2)2-ASK、2-FSK、2-PSK數(shù)字調(diào)制信號 要產(chǎn)生2-ASK、2-FSK、2-PSK等數(shù)字調(diào)制信號比較容易。只需將數(shù)字基帶信號在其傳輸時鐘信號的作用下，逐位輸入模塊，用基帶數(shù)字信號的‘1’和‘0’來選擇不同幅度、頻率或相位的正弦信號輸出即可。

　　2-ASK信號：用3．125 MHz的信號表示數(shù)字信號的‘1’，用輸出幅度為0表示數(shù)字信號的‘0’。

　　2-FSK信號：用3．125 MHz的信號表示數(shù)字信號的‘0’，用582．077 kHz的信號表示數(shù)字信號的‘1’，如圖3所示。

圖3 2-FSK信號字調(diào)制信號

　　2-PSK信號：用初始相位為0的正弦信號的‘1’，用初始相位為180°的信號表示數(shù)字信號的‘0’。如圖4所示。

圖4 2-PSK信號字調(diào)制信號

　　3)掃頻功能 掃頻功能的實現(xiàn)是通過改變步進(jìn)來實現(xiàn)的。每產(chǎn)生一個周期的正弦信號以后，將步進(jìn)遞加，為便于觀測，設(shè)計中設(shè)置S初始值為(50 000 000)10，步進(jìn)遞增幅度為(10000000)10，實現(xiàn)了掃頻功能，掃頻起始頻率為582．077 kHz。掃頻步進(jìn)約11*15 kHz，掃頻信號如圖5所示，同時可以提供各頻率信號的同步信息。只要改變步進(jìn)初始值及遞增幅度即可完成更寬掃頻范圍及掃頻步進(jìn)更佳的掃頻信號。事實上，F(xiàn)M信號也可以通過對輸出信號的步進(jìn)的控制來加以實現(xiàn)。

圖5 掃頻信號

　　5 硬件電路的實現(xiàn)

　　設(shè)計的最終目的是為了用硬件實現(xiàn)電路，因此，還要設(shè)計輸入步進(jìn)設(shè)置及模式選擇的鍵盤模塊、頻率設(shè)置數(shù)據(jù)顯示模塊等VHDL程序模塊；后級的低通濾波網(wǎng)絡(luò)，功率放大電路等等。完成這些工作，即可完成一個完整的DDFS信號源的設(shè)計與制作。

　　6 結(jié)束語

　　本文的創(chuàng)新點為對DDFS設(shè)計進(jìn)行優(yōu)化，充分利用Cyclone II系列FPGA的片上資源，產(chǎn)生了最高頻率可達(dá)9．312 5 MHz．最低頻率分量及頻率分辨率低至MHz量級的正弦信號。通過進(jìn)一步優(yōu)化DDFS各模塊的性能，如減少相位累加器、數(shù)據(jù)取補碼等模塊的運算時間，進(jìn)一步提高系統(tǒng)工作的最高頻率；進(jìn)一步優(yōu)化后級濾波網(wǎng)絡(luò)的特性等，就可以獲得性能曲線更平滑，輸出頻率更高，帶負(fù)載能力更強(qiáng)的優(yōu)質(zhì)的信號源。同時還可以增加FFT算法模塊，對信號進(jìn)行頻譜分析等其他功能。