????????設計任意波形發生器電路，包括參數配置電路，相位計算電路，波形映射電路、波形控制電路。題目包含基本要求和發揮部分。題目不涉及實體硬件電路，所有功能的設計及仿真均在 EDA 開發環境中實現，競賽根據總體設計框圖及說明、各個模塊電路設計說明、時序說明、仿真結果、資源報告、設計總結和程序源代碼評定成績。

一、 任務

????????設計一個任意波形發生電路，產生正弦波、鋸齒波、三角波和矩形脈沖等，對于正弦波，實現掃頻功能，模擬存在多普勒效應下的正弦波形。對于矩形脈沖波形，實現脈沖占空比可調。任意波形發生電路的基本結構如圖 1 所示。主要包括控制和 DDS 兩個部分。DDS 是波形產生的核心部分，通過相位累加和波形查表兩個模塊組成。控制部分主要完成通過對頻率控制字 F W 和相位控制字 P W 的配置實現正弦波掃頻控制和脈沖占比控制。

?二、 要求

1. 器件采用 CycloneII EP2C35F672C6 。
2. 基本要求
（1）設計 DDS 電路：
a) DDS 工作時鐘 fs 為 100MHz；
b) DDS 能夠產生正弦、鋸齒波、三角波和矩形脈沖波；
c) 各個波形的相位和頻率均可配置。
d) 實現要求：內部 ROM 的查詢深度不少于 1024，頂層模塊如圖 2 所示，其中 sel 信號為多路輸出選通信號，當為二進制“00”時輸出正弦波，當為二進制“01”時輸出鋸齒波，當為二進制“10”時輸出三角波，當為二進制“11”時輸出矩形脈沖波形。freq_w 為頻率控制字，位寬位寬為 32 位pha_w 為相位控制字，位寬為 32 位，wave_o1 為波形輸出，位寬為 16。

?（2）設計掃頻控制模塊
a) 實現兩種掃頻模式，分別是線性掃頻和正弦掃頻；
b) 線性掃頻模式，以輸出頻率 1MHz 為例，線性掃頻起始頻率為 ，以 1kHz/us 的掃描速度，線性掃描至最大頻偏+100kHz，再以-1kHz/s的掃描速度，掃描至最小頻偏-100kHz，掃描軌跡可視為三角波，掃頻過程循環往復，掃描軌跡盡可能連續；
c) 正 弦 掃 頻 模 式 ， 即 掃 頻 軌 跡 為 正 弦 曲 線 ， 掃 頻 范 圍 同 樣 為[-100kHz,+100kHz]，最大掃描速率為 1kHz/us。同樣，掃描軌跡盡可能連續。
d) 實現要求：頂層模塊如圖 3 所示，rst 為復位信號，‘0’有效，sel 為掃頻模式選擇，‘1’為線性掃頻，‘0’為正弦波掃頻。wave_o2 為掃頻波形輸出，位寬為 16 位。ctrl_o 為掃頻控制波形，位寬為 32 位。

（3）設計占空比控制模塊
a) 分別以 1/2， 1/4 兩種占空比輸出矩形脈沖波形，脈沖波形的頻率為5MHz；
b) 以 1/3、1/7 兩種占空比輸出矩形脈沖波形，脈沖波形的頻率同上；
c) 盡量保證占空比的精度。
d) 實現要求：頂層模塊如圖 4 所示，rst 為復位信號，‘0’有效，sel 為多路選通信號，“00”為占空比為 1/2 的矩形脈沖波形，“01”為占空比為1/4 的矩形脈沖波形，“10”為占空比為 1/3 的矩形脈沖波形，“11”為占空比為 1/7 的矩形脈沖波形，wave_o3 為輸出的矩形脈沖，位寬為 1。

?

3. 發揮部分

（1）要求掃頻模式可配置，掃頻參數可配置：
a) 掃頻模式可配置為線性掃頻和正弦掃頻兩種方式；
b) 線性掃頻，掃頻范圍和掃頻速度可配置，掃頻范圍配置可限制在[-200kHz,+200kHz]，掃頻速度配置可限制在[-4kHz/us, +4kHz/us]；
c) 正弦掃頻，掃頻范圍和掃頻最高速度可配置，掃頻范圍配置可限制在[-200kHz, +200kHz]，掃頻速度配置可限制在[-4kHz/us, +4kHz/us]。
d) 實現要求：頂層模塊如圖 5 所示，rst 為復位信號，‘0’有效，sel 為‘1’輸出線性掃頻波形，sel 為‘0’輸出正弦掃頻波形，scan_r 為掃頻范圍輸入，位寬為 18，最小表示量為 1Hz，scan_v 為掃頻速率，位寬為 12，最小表示量為 1Hz/us。Wave_o4 為輸出掃頻波形，位寬為 16，ctrl_o為掃頻控制波形，位寬為 16 位。?

?

（2）要求矩形脈沖波形的占空比可連續可調。
實現要求：頂層模塊如如 6 所示，rst 為復位信號，‘0’有效，pul_r 為占空比輸入，位寬為 10，10 位均為小數位，即最小量為 1/1024。wave_o5為輸出矩形脈沖波形，位寬為 16。?

?四、 說明

????????DDS 簡介。DDS 的核心是相位累加器和 ROM 查找表。在系統時鐘 fs 的控制下，相位累加器對頻率控制字進行線性累加 F W ，輸出的和再與相位控制字P W 相加后作為地址，對 ROM 進行查表。其中

????????文檔和實驗項目基于Quartus II 12.0。

????????

總結

以上是生活随笔為你收集整理的任意波形发生器电路的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網站內容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。