Matlab与FPGA协同：实现50Hz正弦波信号源与仿真

本资源主要探讨了基于Matlab和FPGA实现的信号源设计，特别是对于正弦波的生成与分析。首先，从理论层面出发，介绍了正弦波的基本概念，包括其时域表达式（s(t) = sin(2πf_m * t + θ)），其中f_m为频率，θ为初始相位。在频域中，正弦波的表达为S(ω) = jπ[δ(ω + ω_m) - δ(ω - ω_m)]，ω_m等于2πf_m。 在MATLAB部分，通过代码展示了如何利用Matlab生成50Hz、峰值1V、初始相位为π/2的正弦波。代码中设置了采样率fs为5kHz，一个周期包含100个采样点。用户可以清晰地看到正弦波的时域波形和频谱图，后者使用FFT函数计算并显示在dB单位下。 接着，资源转向硬件实现，展示了Verilog程序设计。在名为"zx"的FPGA模块中，使用了一个DDS（Direct Digital Synthesis，直接数字合成）核来生成正弦波信号。该模块接收时钟clk、相位累加数据输入data以及控制信号we，通过DDS核中的dsu1单元来生成波形，并将结果输出到wave_out。 模型仿真和实际硬件测试部分，图1-1-2展示了在Modelsim环境下对正弦波进行的仿真结果，而图1-1-3则展示了使用示波器测量到的波形输出，这有助于验证MATLAB模拟与实际FPGA产生的信号是否一致。 这个资源深入浅出地讲解了如何结合Matlab软件工具和FPGA硬件平台，设计和实现一个具有特定频率和相位的正弦波信号源，这对于信号处理和FPGA应用开发的学生和工程师具有很高的实用价值。通过理解和实践这些内容，学习者可以提升信号合成与数字信号处理的能力。