一种多功能便携式信号发生器

本发明涉及信号发生器领域，特别是一种基于fpga的多功能便携式信号发生器。

背景技术：

1、信号发生器是一种能提供各种频率、波形和输出电平电信号的设备。在测量各种电信系统或电信设备的振幅特性、频率特性、传输特性及其它电参数时，以及测量元器件的特性与参数时，用作测试的信号源或激励源。

2、信号发生器又称信号源或振荡器，在生产实践和科技领域中有着广泛的应用。各种波形曲线以用三角函数方程式来表示。能够产生多种波形，如三角波、锯齿波、矩形波(含方波)、正弦波的电路被称为函数信号发生器。

3、目前，信号发生器是是学生及工程技术人员调试电子电路不可缺少的设备，在测量各种电信系统或电信设备的振幅特性、频率特性、传输特性及其它电参数时，以及测量元器件的特性与参数时，用作测试的信号源或激励源。通常情况下可产生多种波形，如正弦波、三角波、方波等，其频率和和幅值大小均可设置。在疫情施虐的当下，学生很多时候在家或寝室上网课，不能够上实验室做实验，急需一些体积小、重量轻、耗电小功能全的电子设备。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种多功能便携式信号发生器以满足学生在家做实验的需求，同时也可以满足电子爱好者学习或外出携带的需要。

2、本发明实现其技术目的技术方案是：一种多功能便携式信号发生器，包括操作面板、电源模块、信号产生模块、信号输出模块和信号显示模块；所述的电源模块分别为信号产生模块、信号输出模块和信号显示模块供电；所述的信号产生模块为基于fpga的模块，所述fpga的模块采用altera的ep4ce6e144芯片，设计了一款专用集成电路，该集成电路将dds、pll、da接口逻辑模块、键盘接口逻辑模块、信号产生逻辑模块、数据处理逻辑模块、波形选择逻辑模块集成在一起，形成按键接口模块、整数倍频模块、显示选择模块、数据处理模块、频率显示处理模块、幅值显示处理模块、多种信号产生模块、da输出模块和液晶驱动模块。

3、进一步的，上述的多功能便携式信号发生器中：fpga的模块的系统时钟由外部提供，外部时钟信号送到fpga内部的整数倍频模块，在整数倍频模块中的pll单元中，产生dds，da接口单元，显示单元所需要的时钟。

4、进一步的，上述的多功能便携式信号发生器中：所述的整数倍频模块中，dds输出频率的精度设置为, fclk为固定频率，n为整数，dds输出频率为, f o为输出频率，k为频率控制字，是整数。

5、进一步的，上述的多功能便携式信号发生器中：所述操作面板为外部输入设备，采用了4*4薄膜按键；所述操作面板的信号送到按键接口模块和波形选择模块中，经过按键接口模块处理后输出的键值的类型为数值类型，经波形选择模块处理后输出的键值类型为功能类型。

6、进一步的，上述的多功能便携式信号发生器中：键值的类型为数值类型的送到数据处理模块，经处理后分别送到多种信号产生模块、频率显示处理模块、幅值显示处理模块；

7、键值的类型为功能类型的送到多种信号产生模块和液晶驱动模块。

8、进一步的，上述的多功能便携式信号发生器中：所述的频率显示处理模块送出的频率值送到液晶驱动模块进行频率大小显示；所述液晶驱动模块接收频率值和幅值的大小，并且输出到显示屏。

9、进一步的，上述的多功能便携式信号发生器中：所述多种信号产生模块产生的信号包括正弦波、三角波和方波；输出的波形经过幅值显示处理模块后送到da输出模块；所述da输出模块负责接收波形数据，并驱动外部da芯片。

10、本发明中，由于采用基于fpga的信号发生器，便携式信号发生器ip核，将将dds，pll，da接口逻辑，键盘接口逻辑，信号产生模块，波形选择模块等，都集成在一起，使产品体积小适合学生在家做实验使用。

11、以下将结合实施例，对本发明进行较为详细的说明。

技术特征：

1.一种多功能便携式信号发生器，包括操作面板、电源模块、信号产生模块、信号输出模块和信号显示模块；所述的电源模块分别为信号产生模块、信号输出模块和信号显示模块供电；其特征在于：所述的信号产生模块为基于fpga的模块，所述fpga的模块采用altera的ep4ce6e144芯片，设计了一款专用集成电路，该集成电路将dds、pll、da接口逻辑模块、键盘接口逻辑模块、信号产生逻辑模块、数据处理逻辑模块、波形选择逻辑模块集成在一起，形成按键接口模块、整数倍频模块、显示选择模块、数据处理模块、频率显示处理模块、幅值显示处理模块、多种信号产生模块、da输出模块和液晶驱动模块。

2.根据权利要求1所述的多功能便携式信号发生器，其特征在于：fpga的模块的系统时钟由外部提供，外部时钟信号送到fpga内部的整数倍频模块，在整数倍频模块中的pll单元中，产生dds，da接口单元，显示单元所需要的时钟。

3.根据权利要求2所述的多功能便携式信号发生器，其特征在于：所述的整数倍频模块中，dds输出频率的精度设置为,fclk为固定频率，n为整数，dds输出频率为, fo为输出频率，k为频率控制字，是整数。

4.根据权利要求1所述的多功能便携式信号发生器，其特征在于：所述操作面板为外部输入设备，采用了4*4薄膜按键；所述操作面板的信号送到按键接口模块和波形选择模块中，经过按键接口模块处理后输出的键值的类型为数值类型，经波形选择模块处理后输出的键值类型为功能类型。

5.根据权利要求4所述的多功能便携式信号发生器，其特征在于：键值的类型为数值类型的送到数据处理模块，经处理后分别送到多种信号产生模块、频率显示处理模块、幅值显示处理模块；

6.根据权利要求5所述的多功能便携式信号发生器，其特征在于：所述的频率显示处理模块送出的频率值送到液晶驱动模块进行频率大小显示；所述液晶驱动模块接收频率值和幅值的大小，并且输出到显示屏。

7.根据权利要求6所述的多功能便携式信号发生器，其特征在于：所述多种信号产生模块产生的信号包括正弦波、三角波和方波；输出的波形经过幅值显示处理模块后送到da输出模块；所述da输出模块负责接收波形数据，并驱动外部da芯片。

技术总结
本发明提供一种多功能便携式信号发生器，包括操作面板、电源模块、信号产生模块、信号输出模块和信号显示模块；所述的电源模块分别为信号产生模块、信号输出模块和信号显示模块供电；所述的信号产生模块为基于FPGA的模块，所述FPGA的模块采用ALTERA的EP4CE6E144芯片，设计了一款专用集成电路，该集成电路将DDS、PLL、DA接口逻辑模块、键盘接口逻辑模块、信号产生模块、数据处理模块、波形选择模块集成在一起，形成按键接口模块、整数倍频模块、显示选择模块、数据处理模块、频率显示处理模块、幅值显示处理模块、多种信号产生模块、DA输出模块和液晶驱动模块。本发明中，由于采用基于FPGA的信号发生器，使产品体积小适合学生在家做实验使用。

技术研发人员：常国祥,常清然,刘玉波,刘秀莲,王宝娇
受保护的技术使用者：湖州职业技术学院（湖州广播电视大学）（湖州社区大学）
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15