基于FPGA的可調(diào)信號源設(shè)計
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CY7C68013單片機具有傳輸速率快、程序設(shè)計靈活性強、傳輸速率高等特點。它支持12 Mb/s的全速速率和480 Mb/s高速傳輸速率，并且用戶可以根據(jù)實際情況來編寫和修改數(shù)據(jù)傳輸?shù)某绦蚰K，但是其程序的設(shè)計相對FT245BM來說比較復(fù)雜，需要用戶根據(jù)實際需求來開發(fā)相關(guān)的動態(tài)鏈接庫和應(yīng)用程序,以完成對數(shù)據(jù)傳輸?shù)目刂啤?br /> 兩種基于USB的設(shè)計方法各有優(yōu)缺點，根據(jù)實際實驗設(shè)計的需要，在傳輸速率不高、接口設(shè)計比較簡單的情況下，可以考慮使用FT245BM USB接口協(xié)議芯片。而對于傳輸速率要求較高，接口設(shè)計比較復(fù)雜，同時要求根據(jù)實際需求來設(shè)計數(shù)據(jù)傳輸模塊的場合，可以考慮使用CY7C68013 USB單片機。本設(shè)計在前期試驗中采用FT245BM,但由于傳輸速度的限制以及控制的實時性，最終采用了CY7C68013 USB單片機設(shè)計模式。
2.2 FPGA控制部分
FPGA程序控制流程圖如圖3所示。本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/188221.htm
FPGA有兩種工作模式：第一種是數(shù)據(jù)存儲模式，即控制讀取FIFO中的波形數(shù)據(jù)并存儲到SRAM中。進(jìn)入這種工作模式后，F(xiàn)PGA判斷FIFO的空信號是否有效；如果FIFO的空信號無效，則FPGA控制FIFO的讀信號有效，從FIFO中讀取波形數(shù)據(jù)存儲到SRAM中。SRAM的存儲方式采用分塊存取的方式，在數(shù)據(jù)讀取時可通過分塊掃描的方式均勻讀出各種波形數(shù)據(jù)，并且通過簡單的修改掃描頻率即可控制波形頻率。第二種是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模式，即控制讀取SRAM中的波形數(shù)據(jù)傳送給D/A轉(zhuǎn)換器，并控制D/A轉(zhuǎn)換器完成轉(zhuǎn)換和對繼電器開斷。
2.3 D/A轉(zhuǎn)化部分和開關(guān)電路[4-5]
DAC715是美國TI公司生產(chǎn)的16位高精度數(shù)模轉(zhuǎn)換器，該芯片具有16位數(shù)據(jù)總線，可在工作電壓為±12 V或±15 V時，實現(xiàn)0 V～10 V的模擬電壓輸出。FPGA主要通過DAC715的輸入工作選通信號WR、寄存器控制信號A0和D/A鎖存控制信號A1 來控制DAC715完成數(shù)模轉(zhuǎn)換。DAC715輸入數(shù)據(jù)與輸出電壓的對應(yīng)關(guān)系如表1所示。
本設(shè)計的開關(guān)量采用繼電器AQY210，該繼電器是電流驅(qū)動，電路連接圖如圖4所示。
本文所設(shè)計的信號源利用USB接口技術(shù)，實現(xiàn)了計算機命令字和波形數(shù)據(jù)的實時下載,使得產(chǎn)生的信號頻率、幅值和偏置靈活可調(diào)，可滿足不同的實驗要求，同時對外部供電系統(tǒng)可以靈活控制。事實上，這種控制的靈活性也使其在航天測試上得到了廣泛運用。
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