基于FPGA和DDS的数控信号源的设计与实现
3 系统仿真与验证
在QuartusIl开发平台中，将在FPGA中实现的各个模块连接起来得到系统顶层模块，其仿真结果如图7所示。仿真时系统时钟频率设置为与硬件系统时钟一样fclk=50 MHz，则时钟周期为20 ns。图7是在Mode=5×107，N=32，Fword=(E883CO)H时的仿真结果，其中图7(a)，图7(b)和图7(c)分别是正弦波、方波和三角波的仿真波形，从仿真图中观察它们的波形周期均为2．1μs，即换算成频率是476．190 kHz。从图7(b)和图7(c)看出，波形转换快速，只需6个时钟周期即约为12．3μs。
系统FPGA芯片采用EP2C8Q208，系统时钟50 MHz。D／A转换采用8位无符号DAC0832集成电路，低通滤波器采用LM324集成电路和RC网络组成的有源低通滤波器。
系统仿真正确后，将设计代码下载到FPGA芯片中，然后用示波器测试输出波形结果如图8所示。其中图8(a)是在频率控制字与仿真图一致时，示波器的测量结果。从图8中看出，系统能够正确输出正弦波、方波和三角波，而且输出频率为7 MHz时波形质量依然良好。
4 结束语
介绍了一种基于FPGA和DDS技术的数控信号源的设计和实现方法，并给出系统仿真和硬件测试结果。设计方案主要在FPGA芯片内实现，外围电路简单。设计的系统能够输出正弦波、方波和三角波，输出波形在整个频率范围内波形质量均好，精度达0．03Hz。
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