基于FPGA的任意波信号发生器的硬件设计与实现
| 摘要 | 第4-5页 |
| Abstract | 第5-6页 |
| 第1章 绪论 | 第10-18页 |
| 1.1 课题研究背景及意义 | 第10-11页 |
| 1.2 国内外研究现状及发展趋势 | 第11-13页 |
| 1.3 任意波信号发生器的指标 | 第13-14页 |
| 1.4 技术难点和主要研究内容 | 第14-15页 |
| 1.4.1 技术难点 | 第14页 |
| 1.4.2 主要研究内容 | 第14-15页 |
| 1.5 技术创新点 | 第15页 |
| 1.6 本文的内容结构 | 第15-18页 |
| 第2章 系统方案设计 | 第18-34页 |
| 2.1 总体设计方案 | 第18-19页 |
| 2.2 规范化小型化设计原则 | 第19页 |
| 2.3 硬件设计方案选择 | 第19-22页 |
| 2.4 DDS实现方式 | 第22页 |
| 2.5 PCIe接.实现方式 | 第22-23页 |
| 2.6 DDS性能分析 | 第23-24页 |
| 2.7 波形存储器实现方式 | 第24-25页 |
| 2.8 信号调理模块设计 | 第25-28页 |
| 2.8.1 模拟通路级联 | 第25-26页 |
| 2.8.2 差分波形信号传输方式 | 第26-28页 |
| 2.9 直流偏置原理设计 | 第28-30页 |
| 2.10 滤波器选型分析 | 第30-32页 |
| 2.11 幅度控制方法 | 第32页 |
| 2.11.1 幅度分区间控制方法 | 第32页 |
| 2.11.2 10mV分辨率实现原理 | 第32页 |
| 2.12 本章小结 | 第32-34页 |
| 第3章 任意波信号发生器的硬件设计 | 第34-72页 |
| 3.1 FPGA部分 | 第34-36页 |
| 3.2 FPGA引脚配置和Bank分配 | 第36-38页 |
| 3.2.1 FPGA I/O配置 | 第36-37页 |
| 3.2.2 FPGA Bank分配 | 第37-38页 |
| 3.3 FPGA时钟和配置电路设计 | 第38-39页 |
| 3.3.1 FPGA时钟电路设计 | 第38页 |
| 3.3.2 FPGA配置电路设计 | 第38-39页 |
| 3.4 板卡接.部分设计 | 第39-41页 |
| 3.5 高速DAC单元电路设计 | 第41-47页 |
| 3.5.1 DAC选型 | 第41-43页 |
| 3.5.2 高速DAC时钟接.设计 | 第43-44页 |
| 3.5.3 高速DAC数据接.设计 | 第44-47页 |
| 3.6 定值放大单元电路设计 | 第47-50页 |
| 3.6.1 增益分配和器件指标分析 | 第47-48页 |
| 3.6.2 噪声和失调电压优化设计 | 第48-50页 |
| 3.7 差分程控放大滤波电路设计 | 第50-55页 |
| 3.7.1 程控放大滤波器选型 | 第50-51页 |
| 3.7.2 程控放大滤波器增益控制方式 | 第51-53页 |
| 3.7.3 程控放大滤波器噪声来源与处理方法 | 第53-55页 |
| 3.8 差分转单端放大电路的设计 | 第55-61页 |
| 3.8.1 运算放大器选型 | 第55-56页 |
| 3.8.2 运算放大单元电路设计 | 第56-57页 |
| 3.8.3 幅度补偿方法 | 第57-58页 |
| 3.8.4 提高小信号抗噪能力的方案设计 | 第58-61页 |
| 3.9 波形噪声分析 | 第61-64页 |
| 3.9.1 DDS噪声来源 | 第61页 |
| 3.9.2 理想DDS输出频谱分析 | 第61-63页 |
| 3.9.3 实际DDS输出频谱分析与优化方案 | 第63-64页 |
| 3.10 滤波器设计 | 第64-66页 |
| 3.11 低纹波电源设计 | 第66-71页 |
| 3.11.1 主要器件的功耗估计 | 第67-68页 |
| 3.11.2 电源架构选择 | 第68-69页 |
| 3.11.3 电源结构和低纹波电源设计 | 第69-71页 |
| 3.12 本章小结 | 第71-72页 |
| 第4章 信号完整性、电源完整性分析 | 第72-84页 |
| 4.1 高速信号完整性设计 | 第72页 |
| 4.2 阻抗控制 | 第72-75页 |
| 4.3 差分线等长控制 | 第75页 |
| 4.4 PCB叠层设计 | 第75-76页 |
| 4.5 传输线的信号完整性仿真 | 第76-77页 |
| 4.6 电源完整性设计 | 第77-80页 |
| 4.6.1 电源纹波分析 | 第77-78页 |
| 4.6.2 低纹波去耦网络设计 | 第78-80页 |
| 4.7 PCB布局布线设计 | 第80-82页 |
| 4.7.1 布局设计 | 第80-81页 |
| 4.7.2 布线设计 | 第81-82页 |
| 4.8 本章小结 | 第82-84页 |
| 第5章 系统测试 | 第84-96页 |
| 5.1 测试平台的搭建 | 第84-85页 |
| 5.2 波形功能验证 | 第85-87页 |
| 5.3 波形幅度测试 | 第87-88页 |
| 5.4 波形频率测试 | 第88-89页 |
| 5.5 调制信号测试 | 第89-93页 |
| 5.5.1 AM调制信号测试 | 第90页 |
| 5.5.2 FM调制信号测试 | 第90-91页 |
| 5.5.3 2FSK调制信号测试 | 第91-92页 |
| 5.5.4 2PSK调制信号测试 | 第92-93页 |
| 5.6 正弦波谐波失真测试 | 第93页 |
| 5.7 系统稳定性测试 | 第93-94页 |
| 5.8 系统机械性能测试 | 第94页 |
| 5.9 指标测试统计 | 第94-95页 |
| 5.10 本章小结 | 第95-96页 |
| 结论 | 第96-98页 |
| 参考文献 | 第98-102页 |
| 附录 | 第102-104页 |
| 攻读硕士学位期间所取得的研究成果 | 第104-106页 |
| 致谢 | 第106页 |
