李献球

(中国卫星导航定位应用管理中心，北京 100088)

1 引言

波形发生器广泛应用于雷达、通信、测控、电子对抗以及现代化仪器仪表等领域，能够为电子测量工作提供各种激励信号，和示波器、频率计、电压表一样，是最普通、最基本也是应用最广泛的电子仪器之一，几乎所有电参量的测量都要用到波形发生器。波形发生器采用Xilinx 公司生产的FPGA 芯片作为控制核心，结合高速高精度数模转换器和高速运算放大器，实现了六通道的高速信号输出，输出信号的数据更新率达到400Msps，输出信号种类包括正弦波、方波、三角波、ASK 信号、FSK 信号、PSK 信号，还能进行幅度和频率调制。

2 波形发生器实现方案

系统原理框图如图1 所示。

波形发生器主要由DDS 模块、时钟模块、电源模块、放大滤波模块以及PCI 接口组成。

DDS 模块是系统的核心，它的性能将大大影响整个系统的性能。为了达到400MSPS的数据采样速率，必须采用高速的元器件才能满足设计要求。尤其是处理核心FPGA 和数模转换器的最高工作频率必须大于400MHz。在设计中，DDS 模块采用FPGA芯片XC4VSX35 来实现DDS 硬件算法，用FPGA内部RAM 存储波形信息，并且采用高速高精度DA芯片MAX5887 实现数模转换。可编程逻辑器件XC4VSX35FF668－12是Xilinx 公司生产的vertex4系列FPGA 芯片，具有强大的功能和灵活的配置方式。它具有34560个逻辑单元，15360个slice，最大IO 数达到了448个，集成存储器支持500MHz时钟，500MHz XtremeDSP slice 可以有强大的运算能力。高速高精度数模转换器MAX5887是精度为14 位、最高工作频率为500MSPS的数模转换器，是一款高速高精度数模转换器，能够满足转换速度和精度要求。……