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基于FPGA和DAC的扫频信号发生器的研制
基于FPGA和DAC的扫频信号发生器的研制
摘要：
本文研究的课题是基于FPGA和DAC的扫频信号发生器的设计和实现。扫频信号发生器是一种用于产生连续变化频率的信号的仪器，被广泛应用于无线通信、雷达、声音处理等领域。传统的扫频信号发生器通常通过使用锁相环、数字鉴相技术来实现，但是这种方法存在成本高、体积大、功耗高等问题。本文提出了使用FPGA和DAC来构建扫频信号发生器的方案，通过数字信号处理技术实现扫频功能，有效降低了成本，提高了性能。
引言：
随着通信技术的不断发展，扫频信号发生器在通信、雷达等领域的应用越来越广泛。传统的扫频信号发生器通常采用模拟电路设计，需要使用锁相环、数字鉴相等技术来实现扫频功能。然而，传统方案存在着成本高、体积大、功耗高等问题。为了解决这些问题，本文提出了一种基于FPGA和DAC的扫频信号发生器的设计方案。
设计原理：
本文使用FPGA作为中央处理单元，通过编程来实现扫频信号的产生和控制。在FPGA中，通过PWM方式来生成正弦波，并使用DDS技术来实现扫频功能。DDS技术通过控制频率累加器的变化速度，可以实现频率的连续变化。为了将数字信号转换为模拟信号，本文使用了DAC芯片。
设计过程：
本文的设计过程分为FPGA编程和DAC芯片的配置两个步骤。首先，使用VerilogHDL编程语言进行FPGA的设计和编程。在FPGA编程中，需要设置PWM的频率和幅值，以及DDS频率累加器的控制参数。在DDS频率累加器中，通过改变累加器的步进值和变化速度来控制频率的变化。其次，配置DAC芯片，将数字信号转换为模拟信号输出。DAC芯片的配置包括设置参考电压、设定输出范围和分辨率等参数。
实验结果：
本文在FPGA开发板上进行了实验验证，结果表明，基于FPGA和DAC的扫频信号发生器可以实现频率的连续变化，并且具有较高的精度和稳定性。通过改变DDS频率累加器的控制参数，可以实现不同范围的频率扫描。此外，本设计还具有灵活性和可扩展性，可以随意改变输出波形的频率和幅值。
结论：
本文提出了一种基于FPGA和DAC的扫频信号发生器的设计方案，并进行了详细的设计和实验验证。相比传统的扫频信号发生器，本设计方案具有成本低、体积小和功耗低等优点。未来的研究方向可以进一步改进和优化FPGA编程和DAC芯片的配置方法，提高功耗和精度。总之，基于FPGA和DAC的扫频信号发生器在无线通信、雷达等领域具有重要的应用价值。