100Msps单通道DDS任意波形发生器

该项目是基于小脚丫STEPV2.1做一个100Msps采样率的简易信号发生器，五向按键实现功能选择，OLED实现菜单显示，有信号输出和同步脉冲两个输出口。

1. 实现频率（1HZ~20MHZ）可调
2. 峰峰值（0~2V）可调
3. 波形（正弦，三角，方波）可选择
4. 相位可调

1. DAC：串行DAC1,并行DAC1: - 串行DAC：AD5611，主要功能是为并行DAC提供输入参考电压REFIO - 并行DAC：AD9740，数字量转换为模拟量输出到运放OPA380 - 运放：OPA830 - 登录TI中国官网http://www.ti.com.cn/lsds/ti_zh/amplifiers/op-amps/op-amps-products.page - 根据需求选择器件 - - - 最后选择了OPA830 - 显示屏：OLED - OLED主要实现输出信号的波形类型、幅度、周期（频率）、相位的显示。 - 综合考虑OLED和LCD的价格和大小后，选择0.96寸的OLED。 - - - 按键的选择 ：五向按键 - 按键主要实现对输出信号的波形、幅度、周期（频率）、相位的选择。 - 综合考虑占地面积和界面美观，选择具有上下左右中五个方向的按键。 - - 滤波器： Ellipse Filter（椭圆滤波器） - 椭圆滤波器： - 椭圆低通滤波器的通带和阻带都具有等波纹特性，因此通带，阻带逼近特性良好。 - 巴斯通滤波器： - 巴特沃斯滤波器的特点是通频带内的频率响应曲线最大限度平坦，没有纹波。 - 两者的对比：Ellipse Filter椭圆滤波器通带阻带逼近特性好！ - - - ===== 原理图说明 ===== * 板子采用PCIE接口形式 * 通过FPGA输出10位并行数据给AD9740，从产生相应模拟信号 * 信号经过OPA830做电压跟随 * OPA830输出信号通过40M椭圆滤波器进行滤波 * 将滤波后的信号通过OPA830进行放大 * FPGA控制串行DAC（AD5611）输出电压做AD9740的参考电压，从而实现信号幅值的调控 * 五向按键控制波形选择，频率、幅值、相位的调整，OLED用于实时显示调整的信息 ===== PCB布局布线 =====

   100Msps单通道任意波形发生器3D视图(TopLayer)

   

   100Msps单通道任意波形发生器3D视图(BottomLayer)

   ===== 板卡调试 ===== - 电路VCC、GND工作正常，AD5611能正常输出，AD9740能输出波形，滤波器滤波效果达到要求。 - 偏置电压与理论值偏差大，因此调试过程我们一直用的单端输出，后期改进方案可以在AD9740输出端加运放跟随，排除AD9740电路对偏置电压电路的影响。 - AD5611输出电压不稳，导致输出波形的幅值不稳定，最后改程序，当AD5611输入变化的时候才将改变值写入，这样AD5611的输出值一直会保持下去直到调节电压。 - AD9740的输出电流达不到20mA,10mA以上的输出测量值远大于理论值，因此AD9740的参考电压我们给定最高的1.65V，此时输出电流10.3mA,故电压调节范围比较窄。 ===== FPGA逻辑实现 ===== Debounce_uut：按键消抖模块，输出四路脉冲信号，一路状态信号。 keystateuut：按键信号处理模块，产生频率步进fincrement[25:0]、相位偏移pincrement[25:0]、参考电压vad5611[15:0]以及给软核用来显示的信号cntmenu[1:0]等。 ad5611uut：将参考电压vad5611[15:0]通过SPI时序串行发送出去。 ddsuut：构造相位累加器，调用sinerom表，给并行的AD9740输送数据，并提供其时钟。 mico8u：软核模块，调用OLED显示的C语言程序，将keystateuut传过来的显示信号cntmenu[1:0]、cnt_waveform[1:0]等显示成所对应的格式。 ===== 测试报告及说明 ===== 频率1HZ，峰峰值1.1V的方波，三角波，正弦波 频率1KHZ，峰峰值1.1V的方波，三角波，正弦波 频率5MHZ，峰峰值0.5V的三角波，正弦波 ===== 相关文档 ===== ^* 函数发生器FunctionGenerator|：https://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%87%BD%E6%95%B0%E5%8F%91%E7%94%9F%E5%99%A8| ^* 信号发生器SignalGenerator |：https://zh.wikipedia.org/wiki/%E4%BF%A1%E5%8F%B7%E5%8F%91%E7%94%9F%E5%99%A8| ^* 数模转换器DAC |：https://zh.wikipedia.org/wiki/%E6%95%B8%E4%BD%8D%E9%A1%9E%E6%AF%94%E8%BD%89%E6%8F%9B%E5%99%A8| ^* 运算放大器OPA |：https://zh.wikipedia.org/wiki/%E8%BF%90%E7%AE%97%E6%94%BE%E5%A4%A7%E5%99%A8| ^* 低通滤波器LowPassFilter |：https://zh.wikipedia.org/wiki/%E4%BD%8E%E9%80%9A%E6%BB%A4%E6%B3%A2%E5%99%A8| ^* 有机发光二极管OLED |：https://zh.wikipedia.org/wiki/%E6%9C%89%E6%A9%9F%E7%99%BC%E5%85%89%E4%BA%8C%E6%A5%B5%E9%AB%94| ^* 现场可编程逻辑门阵列FPGA |：https://zh.wikipedia.org/zh-cn/%E7%8E%B0%E5%9C%BA%E5%8F%AF%E7%BC%96%E7%A8%8B%E9%80%BB%E8%BE%91%E9%97%A8%E9%98%B5%E5%88%97|