正弦信号发生器(2)

PSK波的载波信号也是10KHz的正弦信号，当二进制序列的值为1时载波信号就反相。下面是PSK信号产生的原理框图：

M序列产生器 载波

图A-1-8 PSK波产生原理框图

输出控制模块： 1：反相 0：载波 PSK波

（3）相位/幅度的转换

将相位累加器的输出值的高十位作为ROM的地址，对应输出正弦波对应的点值，因为ROM

中存储的是一个周期的正弦波的值，所以也就是实现了相位/幅度的转换。

（4）频率稳定度的实现

采用20MHz的有源晶振，经FPGA内部锁相环倍频得到时钟信号，稳定度十分高。

3. 理论分析与计算

我们设计的相位累加器最大值人16000000，而系统的时钟频率是160M，所以如果每次相位累加器加1，那么输出的正弦信号频率为10Hz;如果每次加2，输出的频率为20Hz...

因此，正弦信号的输出频率＝频率控制字（100～1000000）×10Hz。

此时的频率分辨率为10Hz，如果增大相位累加器的最大值就可以提高频率分辨率，但对于此系统没有必要。

三、软件设计

本设计采用了QuartusII6.0设计软件，编制了五个功能模块：正弦信号发生模块、AM信号发生模块、FM信号发生模块、ASK信号发生模块、PSK发生模块，用ATMEL公司单片机控制按键和显示，FPGA和单片机的软件流程图分别如图A-1-9和图A-1-10所示。

开始 初始化 选择工作模块 SineWave FM AM ASK PSK 选择频偏 输入调制度 AM产生程序 载波及二进制序列 载波及二进制序列 PSK产生 输频率字 正弦波产生 ASK产生

图A-1-9 FPGA软件流程图

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开始 初始化 键盘扫描 波形选择 步进值选择 频率加 调制度或频偏选择 复位 单片机复位 将相应键盘值送给FPGA

图A-1-10 单片机软件流程图

四、系统测试

1. 测试仪器

PC Based Digital Storage Oscilloscope with Logic Analyzer and FFT（型号：DSO-25216，128K）。

1. 测试结果

（1）正弦波测试结果见表 A-1-1

表A-1-1 正弦波测试结果

标称频率 1kHz 10kHz 50kHz 100kHz 500kHz 1MHz 2MHz 3MHz 4MHz 5MHz 6MHz 7MHz 8MHz 9MHz 10MHz 实测频率/Hz 一次 二次 1000.00 9999.9 50001 100001 500000 1000010 2000010 1000.02 10000.1 50001 100000 500010 1000000 2000000 三次 1000.01 10000.2 50001 100002 500000 平均频率/Hz 1000.01 10000.067 50001 100001 500003.333 频率稳定度 0.00001 0.0000067 0.00002 0.00001 0.00002 0.000003 0.000002 幅值/V 999999 1000003 1999999 2000003

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（1）AM,FM,ASK,PSK波测试结果见表 A-1-2

表A-1-2 正弦波测试结果

AM信号 FM信号 ASK信号 PSK信号 载波频率在1KHz～10MHz间可调，调制度在10%～100%间可调 载波频率在1KHz～10MHz间可调，二级程控5KHz、10KHz最大频偏 100KHz固定载波频率，二进制序列码速率为10Kb/s 100KHz固定载波频率，二进制序列码速率为10Kb/s

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