基于FPGA的高速DAB转换电路设计与任意波形发生器实现

本篇论文主要探讨了基于改进重复控制和双闭环π控制的逆变器研究中的模数转换电路DAB设计。该部分涉及使用了AD公司的9713B高速DAC芯片，这款器件具有100MSPS转换速率、12位分辨率、低转换噪声（SFDR 1Mttz: 70dbc）以及低功耗等优点，支持ECL/TTL电平兼容。设计中特别强调了数据输入时序的重要性，如输入建立时间和数据保持时间的满足对于正确接收和转换至关重要。 D/A转换（Digital to Analog Conversion, DAC）是将数字信号转化为模拟信号的关键环节，它确保了从ROM读取的波形幅度值能够准确地转化为模拟阶梯波形。AD9713B的特点使其适用于高频应用，且在设计时需要遵循严格的时序协议以避免码突变，这是一种在转换过程中输出的短暂误差。 本文的背景是针对现代测试领域中任意波形发生器（Arbitrary Waveform Generator, AWG）的需求，特别是直接数字频率合成（Direct Digital Synthesis, DDS）技术的应用。DDS是一种全数字的频率合成方法，通过查找表实现对任意波形的生成，这与FPGA（Field-Programmable Gate Array）的高集成度、高速度和大容量存储能力相结合，极大地提升了函数信号发生器的性能和效率。 作者黄振华基于FPGA实现了DDS模块，选择了Altera的EP2C35F672C6i芯片作为主数据产生芯片，利用其高速和大集成度，同时三星公司的S3C2440作为控制芯片。在设计过程中，重点在于FPGA芯片的设计与控制芯片接口的实现，作者运用 Quartus II工具和Verilog-HDL语言进行硬件编程，成功解决了这一挑战。 设计的目标是实现步进为0.01Hz的频率范围，包括0.01Hz至20MHz的正弦波、三角波、锯齿波和方波，或者0.01Hz至20kHz的任意波形。通过实验验证，该设计达到了预期要求，证实了采用软硬件结合和FPGA技术实现任意波形发生器是可行且高效的方案。关键词包括函数发生器、直接数字频率合成和现场可编程门阵列，这些都是论文的核心技术和讨论焦点。