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李志静

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浅析iBoard任意波发生器的软硬件

iBoard任意波发生器的硬件主要是由哪些部分组成的?
iBoard任意波发生器软件的原理是什么?

回帖(1)

郎渐海

2021-11-12 09:49:35
  一、iBoard任意波发生器硬件框图
  iBoard 任意波发生器硬件框它主要包含CPU威廉希尔官方网站 、FPGA威廉希尔官方网站 、接口威廉希尔官方网站 、液晶与人机界面威廉希尔官方网站 、直流DAC 威廉希尔官方网站 、高速DA转换器、低通滤波器、衰减网络、功率输出。
  CPU威廉希尔官方网站 :通过高性能Cortex-M3内核的微处理器 STM32F103VC,完成任意波发生器的主控、人机界面、接口等功能。他通过总线与FPGA 相连,完成 DDS 内核控制、波形生成、频率字写入等。
  FPGA威廉希尔官方网站 :通过FPGA并配合内置RAM,我们使用逻辑设计 DDS 内核,完成波形信息存储、频率控制、相位控制以及调制、扫描、猝发等功能。FPGA 最终输出规则的数字序列以及100MHz 的DAC 驱动时钟。
  接口威廉希尔官方网站 :接口威廉希尔官方网站 为 iBoard 标配接口:UART 和 USB。利用接口作为桥梁,我们可以通过计算机控制任意波发生器的功能以及任意波数据下载。
  液晶与人机界面威廉希尔官方网站 :iBoard 标配 4.3英寸真彩液晶屏;并含有自主产权的驱动器威廉希尔官方网站 ;任意波发生器以他作为显示界面,负责人机交互。
  直流DAC 威廉希尔官方网站 :直流DAC是通过STM32F103VC 自带的 一路DAC,分时复用扩充至7个通道;其中两个通道作为任意波发生器的幅度控制和偏置控制威廉希尔官方网站 ,幅度控制威廉希尔官方网站 输出电压范围为 0~1.25V,偏置威廉希尔官方网站 输出电压范围为 -2.5V~2.5V。
  高速DA转换器:规则的数字序列经FPGA 输出后,进入到高速DAC AD9708。AD9708 是ADI 公司 TxDAC® 家族中的一员。它具有8bit分辨率及125M采样率;3V供电情况下,仅有 45mW的功耗。
  低通滤波器:在高速时钟的驱动下,DAC输出的一个个阶梯状的模拟信号,我们必须通过低通滤波器滤除高次谐波,来产生频谱较纯的函数信号。
  衰减网络:在较小幅度情况下,任意波发生器不能较好的利用DAC 的满幅范围(Full-Scale-Range,FSR),为了解决这个问题,我们通过最简单的电阻网络,完成0到60dB的衰减;根据不同的幅度输出范围,来选择不同的衰减模式,达到最佳优化。
  功率输出:功率输出代表任意波发生器输出信号的驱动能力,也是商业化信号源必备的功能,我们采用高带宽、大电流的功放芯片,完成50欧姆功率驱动。
  二、iBoard任意波发生器软件原理
  iBoard 任意波发生器软件分为两部分:参数设置及人机界面。人机界面负责人机交互,它基于 X-Gui。它是含有中英文的图形化界面。系统通过处理事件(包含按键、接口等),然后调用底层驱动,完成信号发生器参数设置的目的。
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