一种基于FPGA的多通道信号发生装置的制作方法

本发明涉及水声信号数据发生，可用于水声领域对数字信号进行产生、输出等用途，特别涉及一种基于fpga的多通道信号发生装置。

背景技术：

1、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。信号发生器在早期的研制中采用分立的模拟元器件来实现，模拟电路的设计本身受到电子器件性能的约束，同时模拟电路的稳定性对波形的产生有比较大的影响。随着信息技术的不断发展采用数字化的设计方法具有更多的优势。

2、传统的水声数据采集主要存在以下几个方面的缺点：1)频率稳定度差。传统信号发生器通常采用rc振荡器或晶振来实现信号的发生，而这些振荡器的稳定度相对较差，容易受到环境温度等因素的影响，导致信号频率不够稳定，精度不高。2)噪声大。传统音频信号发生器在信号输出时，由于没有采用数字化技术，其信号幅度和相位等参数采用了电子元器件来调节，而这些元器件会产生一定的噪声，降低信号的纯度。3)信号失真。由于传统信号发生器输出信号时采用的是模拟方式，模拟电路本身的非线性会导致信号失真，影响信号的质量。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于fpga的多通道信号发生装置，本发明多通道信号发生装置采用xilinx公司生产的fpga芯片作为控制核心，结合其它外围电路，能够实现多个通道的信号输出。

2、为解决上述技术问题，本发明提供了一种基于fpga的多通道信号发生装置，包括：fpga芯片、ams1117-3.3芯片、ams1117-1.2芯片、flash存储芯片和jtag接口；其中所述fpga芯片分别与所述ams1117-3.3芯片、所述ams1117-1.2芯片、所述flash存储芯片和所述jtag接口相连。

3、优选的，还包括usb输入5v电源，所述usb输入5v电源依次与所述ams1117-3.3芯片和所述ams1117-1.2芯片相连；所述ams1117-3.3芯片和所述ams1117-1.2芯片分别为所述fpga芯片提供3.3.v和1.2v电源。

4、优选的，还包括p1～p3接插件，所述fpga芯片的信号输出端分别通过所述p1～p3接插件与外部板卡相连。

5、优选的，所述fpga芯片采用xc6slx16/25-2ftg256型芯片。

6、优选的，所述flash存储芯片采用m25p16型号芯片。

7、本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：

8、鉴于近年来蓬勃发展的fpga器件具有低成本、高度集成化与小型化、灵活的接口方式和控制方式、高速的运算能力和高性能等优势，本发明采用全数字化的方式实现波形的合成，选择fpga作为核心芯片用于合成数字信号，由于其具有并行处理数据的优势以及fpga的可重构性有利于任意波的产生，同时也有利于本文多链路信号的产生与实现。而且本发明可采用altium designer软件对fpga及其外围电路进行硬件设计，并采用硬件描述语言(verilog hdl)在fpga中对逻辑电路进行设计，实现波形的产生与调制等功能。因此本发明能够达到如下技术优点：1)频率控制精度高。选用xilinx公司的xc6slx16/25-2ftg256芯片作为本次发明的控制芯片，可以实现高精度的频率控制，并且能够抑制噪声和失真。2)噪声小。数字滤波技术可以对信号进行精确的滤波处理，使信号更加纯净，降低噪声。

技术特征：

1.一种基于fpga的多通道信号发生装置，其特征在于，包括：fpga芯片、ams1117-3.3芯片、ams1117-1.2芯片、flash存储芯片和jtag接口；其中所述fpga芯片分别与所述ams1117-3.3芯片、所述ams1117-1.2芯片、所述flash存储芯片和所述jtag接口相连。

2.如权利要求1所述的一种基于fpga的多通道信号发生装置，其特征在于，还包括usb输入5v电源，所述usb输入5v电源依次与所述ams1117-3.3芯片和所述ams1117-1.2芯片相连；所述ams1117-3.3芯片和所述ams1117-1.2芯片分别为所述fpga芯片提供3.3.v和1.2v电源。

3.如权利要求1所述的一种基于fpga的多通道信号发生装置，其特征在于，还包括p1～p3接插件，所述fpga芯片的信号输出端分别通过所述p1～p3接插件与外部板卡相连。

4.如权利要求1所述的一种基于fpga的多通道信号发生装置，其特征在于，所述fpga芯片采用xc6slx16/25-2ftg256型芯片。

5.如权利要求1所述的一种基于fpga的多通道信号发生装置，其特征在于，所述flash存储芯片采用m25p16型号芯片。

技术总结
本发明涉及水声信号数据发生技术领域，特别涉及一种基于FPGA的多通道信号发生装置。包括：FPGA芯片、AMS1117‑3.3芯片、AMS1117‑1.2芯片、FLASH存储芯片和JTAG接口；其中所述FPGA芯片分别与所述AMS1117‑3.3芯片、所述AMS1117‑1.2芯片、所述FLASH存储芯片和所述JTAG接口相连。还包括USB输入5V电源，所述USB输入5V电源依次与所述AMS1117‑3.3芯片和所述AMS1117‑1.2芯片相连；所述AMS1117‑3.3芯片和所述AMS1117‑1.2芯片分别为所述FPGA芯片提供3.3.V和1.2V电源。本发明能够达到频率控制精度高、噪声小和信号更加纯净的优点。

技术研发人员：郭晓晨,顾健
受保护的技术使用者：海鹰企业集团有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/24