基于FPGA的∑-Δ D/A轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
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圖3虛線框內(nèi)的電路都在FPGA里面實(shí)現(xiàn)，其中的DAC模塊的原理圖見(jiàn)圖2，在本文中是用可以綜合的VerilogHDL語(yǔ)句來(lái)描述的。VerilogHDL描述的可綜合性是指其可被綜合工具所識(shí)別，將其寄存器傳輸級(jí)（RTL）描述綜合成門(mén)級(jí)網(wǎng)表，最終能通過(guò)FPGA的布局布線工具映射到FPGA當(dāng)中成為能完成指定功能的硬件電路。VerilogHDL語(yǔ)言最初是面向建模和仿真的，只有10%可以被綜合稱(chēng)為可綜合子集。對(duì)于不同的綜合工具，可綜合子集的內(nèi)容并不相同。IEEE的一個(gè)工作組目前正在撰寫(xiě)一個(gè)名為IEEE Std 1364.1RTL的綜合子集的規(guī)范，定義了一個(gè)最小的可綜合的Verilog語(yǔ)言要素的子集，以便得到各綜合工具提供商的支持。
圖3中緩沖器的輸出端DACoutDrvr連接到FPGA的輸出引腳上，驅(qū)動(dòng)外部的模擬RC低通濾波器。圖中R=3.3kΩ，C=0.0047μF，VOUT即為最終轉(zhuǎn)換所得的模擬信號(hào)。下面給出了DAC模塊的可綜合的VerilogHDL描述：
‘timescale 100 ps / 10 ps
//This is a Delta-Sigma Digital to Analog Converter
module dac(DACout, DACin, Clk, Reset)；
output DACout； // This is the average output that feeds low pass filter
reg DACout；
input [7:0] DACin； // DAC input
input Clk；
input Reset；
reg [9:0] DeltaAdder； // Output of Delta adder
reg [9:0] SigmaAdder； // Output of Sigma adder
reg [9:0] SigmaLatch； // Latches output of Sigma adder
reg [9:0] DeltaB； // B input of Delta adder
always @(SigmaLatch) DeltaB = {SigmaLatch[9]，SigmaLatch[9]} (8)；
always @(DACin or DeltaB) DeltaAdder = DACin + DeltaB；
always @(DeltaAdder or SigmaLatch) SigmaAdder = DeltaAdder + SigmaLatch；
always @(posedge Clk or posedge Reset)
begin
if(Reset)
begin
SigmaLatch = #1 1’bl (8)；
DACout = #1 1’b0；
end
else
begin
SigmaLatch = #1 SigmaAdder；
DACout = #1 SigmaLatch[9]；
end
end
endmodule該程序經(jīng)過(guò)Xilinx的FPGA集成開(kāi)發(fā)工具ISE6.2編譯（含綜合過(guò)程）、仿真后，再選擇Virtex系列FPGA芯片進(jìn)行配置。設(shè)置CLK=100MHz（最高可達(dá)219MHz）。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/191733.htm
4 結(jié)論
∑-Δ DAC是高速FPGA芯片用于數(shù)字模擬混合信號(hào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的嘗試，可應(yīng)用于可編程電壓源、波形發(fā)生器、聲音發(fā)生器、RGB顏色發(fā)生器和ADC的參考電壓發(fā)生器等，極大的減少了系統(tǒng)的元件數(shù)目，降低了系統(tǒng)的成本，有很好的實(shí)用價(jià)值。
評(píng)論