基于FPGA的R2R DAC设计与仿真

随着通信技术和数字信号处理技术的快速发展,对数模转换器(DAC)提出了更高的要求,尤其在转换速度和转换精度方面,为此,设计了一种高精度的数字DAC系统。该系统包括DAC模块、电源电路和模拟滤波模块。其中,DAC电路设计是基于R2R电阻网络的架构,使用分立元器件设计的一种16位高性能数模转换器。输入端采用的是I2S通信接口,将输入的串行数据转为并行数据,再传输至电阻网络,经过DAC完成数模转换。通过设计的模拟滤波器对输出的模拟信号进行滤波处理,可使整个系统满足高精度和高分辨率的要求。最后,使用FPGA测试和验证该系统,发现数据转换结果达到了预期目标。

基于FPGA的高精度恒流源系统设计

在工控领域中,被控对象状态通常不断变化,针对传统单变量开环恒流源系统存在延迟、失调的问题,设计了一种以国产FPGA为核心的闭环恒流源系统。通过模数转换器AD7710采集被控设备传感器的电压信号,利用gw2a-lv18pg484微处理器实现增量式PID算法并控制DAC输出的模拟电压信号,经V/I转换电路变成电流信号以实现对设备的闭环控制。经应用测试,系统可输出4~20 mA可调电流信号,最大绝对误差小于16μA,可在被控设备0~800Ω阻值变化范围内保持稳定。

FPGA实现Σ-Δ式DAC及其性能分析

通过对Δ调制信号特点的分析提出了累加实现Σ-Δ式DAC的数学模型,利用FPGA实现了该数学模型,通过增加两个冗余位简化了电路设计,给出了Verilog实现程序,定量分析了其准确度、抖动性和快速响应特性,并据此给出了滤波器设计方案和应用特点。

基于FPGA和LabWindows的音频DAC测试方案开发与实现

电子设备集成度的提高对于音频集成电路生产和测试等环节的要求越来越高,尤其是音频数模转换器(Digital to Analog Converter,DAC),本质上为数模混合信号电路,采用数模混合信号自动化测试设备(Automatic Test Equipment,ATE)价格昂贵,而采用传统自动测试仪测试覆盖率低、测试时间长,导致这类电路的测试成本较高且测试产能不足。介绍了一种基于现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)和LabWindows的音频DAC电路测试方案,硬件上用FPGA实现音频测试所需的直接数字频率合成(Direct Digital Frequency Synthesizers,DDFS)模块,软件上通过运用LabWindows自带的采样、加窗、快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform,FFT)等数字信号处理函数,快速准确地测试各项模拟参数,并在用户界面(User Interface,UI)显示测试值和后台保存测试数据。

基于Labview和FPGA的国产化ADC\DAC通用测试平台的设计与实现

随着我国电子信息技术水平在国际领域的不断提高,在面临来自美国等电子设计领域强国的频繁挑衅背景下,近年来,我国在集成电路设计方面具备自主可控能力已迫在眉睫。本文阐述了国产ADC\DAC的测试原理方法,重点讲述基于Labview和FPGA构建的通用测试平台的高速ADC测试方法,实现了快速、高可靠、低成本的辅助测试系统。最后,使用本系统对国产化器件进行测试,并给出了测试结果。

基于国产FPGA及DAC的任意波形发生器的设计

任意波形发生器作为测试测量设备的一种重要仪器,在航空航天的测量与控制技术领域中得到了广泛应用;当前市场成熟任意波形发生器产品多为国外产品或者国内厂商基于国外FPGA和DAC研制的产品;为了打破技术垄断,提高国产任意波形发生器的自主技术保障能力,研制基于国产芯片的任意波形发生器愈发重要;随着国产芯片设计技术提升,国产FPGA和DAC的性能显著提高,并得到了广泛应用;PXI总线作为当前仪器领域的主要总线类型之一,可以满足大部分测试仪器的通讯要求;基于国产FPGA和DAC器件,从硬件设计和软件设计两个方面出发,成功研制了一款采样率为100 MSa/s的PXI总线任意波形发生器模块,实现了43 MHz信号输出,通过实验测试了模块的功能和性能,完全满足模块指标要求,充分证明了国产芯片在工程设计中的性能特性。

基于FPGA的多通道ADC采集及DAC回放设计

在电子通信以及自动化等应用领域中,系统终端信号多以模拟量的形式直观存在并使用,因此模拟量采集和回放电路的设计尤为重要。由于各系统对采集数据的速度、精度和可靠性指标的要求不同,现提出一种基于FPGA的多通道ADC模拟量采集及DAC回放电路的设计。重点介绍了以5CEFA2F23CB规格的FPGA作为核心处理器,以Verilog HDL语言实现的采集和回放电路的设计过程,并分别采用SignalTap逻辑分析仪和示波器对数据进行捕获、分析和验证。系统运行稳定可靠,功能完整实现,效率和精度高,可扩展性强。

基于FPGA的高精度模数转换器测试系统及方法研究

针对高精度模数转换器的线性度测试时间慢的问题,提出一种能准确反映器件线性度、同时提高测试效率的线性度测试方法。设计基于FPGA数据采集板卡,采用即插即用的高精度数模转换器信号源板卡,结合数据采集分析软件,搭建高精度模数转换器测试系统,实现8通道24位高精度模数转换器的动态性能和线性度测试。相较于传统积木式仪器测试系统,新设计具有体积小、搭建方便、测试速度快等优点。经实验测试,在模拟输入为60 Hz条件下的SNR、SFDR、积分非线性范围和测试时间等指标均符合设计要求。

一种基于FPGA的IFF信号模拟器实现方法

在信息化战争背景下,敌我识别(Identification Friend or Foe,IFF)技术得到快速发展,对敌方IFF系统的有效干扰是保护己方设备安全的重要手段。介绍了一种基于现场可编程逻辑阵列(Filed Programmable Gate Array,FPGA)器件和高速数模转换器(Digital to Analog Converter,DAC)的IFF信号模拟器的实现方法,配合IFF侦察系统可实现对敌方IFF系统进行实时、有效的干扰。

基于FPGA的高速串行数据收发接口设计

针对传统ADC/DAC应用中采样数据并行传输存在线间串扰大、同步难等问题,设计了一种基于高速串行协议——JESD204B的数据收发接口。以Xilinx公司V7系列FPGA为核心控制单元设计电路,在单通道传输速率为6 Gb/s的条件下完成数据收发测试,验证了传输过程中数据的同步性、准确性及整体方案的可行性。设计结果表明,这种串行传输方式不仅解决了并行传输所带来的诸多问题,还降低了制板设计时PCB布线的复杂程度、减少了板层数量、节约了成本。

可变速率调制器研究及其FPGA实现

提出了一种变速率调制系统的设计方法。基于现场可编程门阵列（FPGA）,在硬件系统中实现了新方法。所设计的系统能够处理（13.5～300）Mbps连续变化的比特速率。通过将整个可变速率范围分成若干小段,分别经过不同倍数的采样滤波,保证了所有符号速率对应的数据能够被调制到数模转换芯片（DAC）处理范围内。给出了系统整体设计结构,分析了硬件实现时的难点,论述了并行采样滤波与并行载波生成等设计方法。硬件实现结果表明,所提出的设计方法能够实现对较宽范围内连续可变速率信号的调制。系统的易扩展性也保证了所设计结构能够处理更宽的变速率范围。

基于FPGA实现塔康地面信标信号发生器设计

为满足某型飞机塔康设备检测仪器要求,对其提供稳定、可靠、多样的塔康地面信标信号。设计利用Altera公司的EP4CE6E22C8为控制核心,以DAC813JP为DA转换器,运用DDS基本原理,通过Quartus II软件编写塔康地面信标信号发生器的每个单元模块,最终完成整个设计方案。并进行了Matlab与Quartus II相结合的仿真验证,同时设计连接了外部电路。相较于传统塔康地面信标信号发生器操作简单,便于升级,能够满足检测仪器的各项要求。

高速高精度DAC模块设计及应用

利用FPDP总线和高速DAC芯片设计一个高速高精度DAC模块,可用于实时产生SAR及其他脉冲雷达信号。为了达到DAC的设计精度,在设计中特别注意了电源、时钟等重要信号的处理。系统设计时利用FPDP总线数据传送到DAC转换模块,解决了数据传输率的问题。FPGA完成FPDP总线接口、DAC控制和数据格式转换等功能,简化了系统设计。

基于FPGA设计的采用DDS技术的任意波形发生器

为了能够方便地产生波形平滑、频率稳定的任意波形,本文提出了一种任意波形发生器的设计方法。文中介绍的任意波形发生器采用直接数字频率合成(DDS)技术,用VHDL语言编程实现,集成于可编程逻辑器件(FPGA)中。设计的任意波形发生器可以通过改变相位步进或分频倍数调节频率,通过改变相位控制字调节初始相位,通过改变D/A电阻网络的基准电压调节幅度。通过实验可以看出,采用该方法设计的任意波形发生器输出的波形与传统的波形发生器相比,具有波形平滑、无毛刺、波形稳定度高、频率稳定度和分辨率高等众多优点。

基于DSP+FPGA平台的基带信号发生器设计

本文提出一种基于DSP+FPGA平台的基带信号发生器设计方案。该方案利用DSP完成滤波器系数计算及FPGA配置,然后利用FPGA产生多种数字调制信号,最后通过DAC得到模拟I/Q基带信号。

一种基于FPGA的光学相控阵控制器的设计

光学相控阵是一种新型光束指向控制技术,其控制器设计的难点在于对大量数据的实时采样处理以及输出高精度、高更新速率的相控单元控制电流或电压。文中提出一种基于FPGA的光学相控阵控制器设计方法,整个控制器主要由CPU工控机、ADC采集板、DAC控制板组成,选用XC7K325T作为ADC控制板的主控器对数据进行32通道1 Mbps的实时高速采样,DAC输出控制板的更新速率可达到2 MHz。系统性能测试数据表明基于FPGA的光学相控阵控制器具有采样处理速度快、电压输出稳定精确的特点,可满足对光学相控阵的控制要求。

基于FPGA的DDFS信号发生器设计

基于直接数字频率合成(DDFS)的基本原理,设计了基于现场可编程门阵列(FPGA)的DDFS信号发生器。给出了硬件描述语言Verilog HDL编程实现方法。信号发生器所需要的波形数据由Matlab生成,再通过Quartus将波形数据转换成. mif文件;通过调用ROM IP核的方式,将. mif文件中的波形数据导入FPGA的RAM中。采用JTAG将整个启动程序配置到EPCS flash中。上电时,FPGA从EPCS获取配置程序,使得该信号发生器可以脱离计算机独立工作。通过增加按键进行波形类型的选择,并同时调节波形频率与相位。通过增加LCD来进行显示按键数据,以便与示波器观察到的数据进行对比。该信号发生器幅值范围为0～5 V,频率范围为1～100 kHz,波形可为正弦波、三角波、方波。仿真与实际测试结果表明,该信号发生器设计合理、准确性高、结构简单、使用方便。

基于FPGA的IRIG-B(DC/AC)转换器的设计

本文分析了IRIG-B时间码的两种形式之间的关系,用FPGA跟踪直流B码,准点发送1KHz正弦波的200点模拟数据给DAC0800,使得DAC0800输出互补电流经过负载电阻转换为差分电压,再应用运算放大电路转换为单端对地电压,用反相加法进行过零点微调修正,最后采用变压器隔离输出。对比测试表明交流B码时间准确,有较高的实用性。

AD9707高速DAC的内部寄存器配置

由于高速DAC内部集成度的不断加大,DAC外围电路趋于简单化,用户可以根据自己的需求配置DAC内部寄存器来选择DAC的工作模式。本文在介绍AD9707的工作原理和典型电路的基础上,着重阐述了通过ARM和FPGA两种方式分别配置AD9707内部寄存器的方法,同时给出了两种配置方法基本操作的具体步骤和相应代码。

一种基于FPGA的AD1851编程实现方法

针对国防工业领域音频输出需求,基于脉冲编码调制(PCM)方式,采用大规模现场可编程逻辑器件FPGA,接收外部CPCI等高速总线音频数据,然后通过时钟数据同步总线把数据输出至低速音频AD1851/AD1861等DA数模转换器件,数模转换后输出,供听觉指示使用。验证测试结果表明,该技术解决方案结构简单,接口适用性强,输出更新频率用户可调节,支持12k、16k等用户任意定义非标特殊频率。提出的方法可用于国防与工业领域音频系统设计,也可用于任意波形发生器、DA模拟输出等电子产品设计中。