Generátor budicích signálů pro analogové měřicí účely

Abstract

Cílem této bakalářské práce je návrh číslicového generátoru funkcí, jehož jádrem je FPGA obvod XC3S200A firmy Xilinx. Generátor slouží ke generování harmonického, trojúhelníkového a obdélníkového signálu pro analogové měřící účely. V teoretické části práce jsou diskutovány základy spektrální analýzy, digitálně - analogový převod a tři nejpoužívanější metody v oblasti číslicového generování signálů (DDS, PWM, sigma-delta). V praktické části jsou navrženy jednotlivé bloky DDS generátoru a popsány pomocí jazyka VHDL. Generátor je navržen pro ovládání z osobního počítače přes rozhraní USB. Dále byly navrženy analogové výstupní obvody a vytvořena obslužná aplikace na straně počítače PC. V závěrečné části jsou výsledky simulací podrobeny srovnání se skutečnými naměřenými hodnotami parametrů generovaných signálů.The purpose of this bachelor thesis is the design of Xilinx XC3S200A FPGA-based, digital function generator for generating of sine waves, triangular waves and rectangular waves for evaluation of analog circuit characteristics. In the theoretical section of the thesis, basics of spectral analysis, digital-to-analog conversion and three most often used methods for digital signal synthesis (DDS, PWM, sigma-delta) are discussed. In the practical section of the thesis, DDS generator blocks are designed and described in VHDL language. The generator is intended to be fully controllable from PC computer via USB interface. PC control application was also designed. Analog circuits needed for output signal conditioning were designed and simulated. Simulation results are compared with measurement results in the final section of this thesis.