基于FPGA的可調信號源設計
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CY7C68013單片機具有傳輸速率快、程序設計靈活性強、傳輸速率高等特點。它支持12 Mb/s的全速速率和480 Mb/s高速傳輸速率，并且用戶可以根據實際情況來編寫和修改數據傳輸的程序模塊，但是其程序的設計相對FT245BM來說比較復雜，需要用戶根據實際需求來開發相關的動態鏈接庫和應用程序,以完成對數據傳輸的控制。
兩種基于USB的設計方法各有優缺點，根據實際實驗設計的需要，在傳輸速率不高、接口設計比較簡單的情況下，可以考慮使用FT245BM USB接口協議芯片。而對于傳輸速率要求較高，接口設計比較復雜，同時要求根據實際需求來設計數據傳輸模塊的場合，可以考慮使用CY7C68013 USB單片機。本設計在前期試驗中采用FT245BM,但由于傳輸速度的限制以及控制的實時性，最終采用了CY7C68013 USB單片機設計模式。
2.2 FPGA控制部分
FPGA程序控制流程圖如圖3所示。本文引用地址：http://www.104case.com/article/188221.htm
FPGA有兩種工作模式：第一種是數據存儲模式，即控制讀取FIFO中的波形數據并存儲到SRAM中。進入這種工作模式后，FPGA判斷FIFO的空信號是否有效；如果FIFO的空信號無效，則FPGA控制FIFO的讀信號有效，從FIFO中讀取波形數據存儲到SRAM中。SRAM的存儲方式采用分塊存取的方式，在數據讀取時可通過分塊掃描的方式均勻讀出各種波形數據，并且通過簡單的修改掃描頻率即可控制波形頻率。第二種是數據轉換模式，即控制讀取SRAM中的波形數據傳送給D/A轉換器，并控制D/A轉換器完成轉換和對繼電器開斷。
2.3 D/A轉化部分和開關電路[4-5]
DAC715是美國TI公司生產的16位高精度數模轉換器，該芯片具有16位數據總線，可在工作電壓為±12 V或±15 V時，實現0 V～10 V的模擬電壓輸出。FPGA主要通過DAC715的輸入工作選通信號WR、寄存器控制信號A0和D/A鎖存控制信號A1 來控制DAC715完成數模轉換。DAC715輸入數據與輸出電壓的對應關系如表1所示。
本設計的開關量采用繼電器AQY210，該繼電器是電流驅動，電路連接圖如圖4所示。
本文所設計的信號源利用USB接口技術，實現了計算機命令字和波形數據的實時下載,使得產生的信號頻率、幅值和偏置靈活可調，可滿足不同的實驗要求，同時對外部供電系統可以靈活控制。事實上，這種控制的靈活性也使其在航天測試上得到了廣泛運用。
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