基于DAC的正弦信号发生器实验报告

基于 DAC 的正弦信号发生器
一.实验原理 把一个周期内的正弦信号抽样 256 份, 基于 2 的 8 次方等于 256.利用 DAC 芯片将数字信号转换为模拟信号,再输出到示波器上显示。 因为时钟是固定的 50M 的, 所以示波器输出的波形是固定的 193.2KHz, 因为 50M 除以 256(256 个点)大约等于 193.2。 二、主要部分原理 1、头文件,其主要有两模块构成。 头文件,
AHDL 语言代码如下:

Dao 是输出的模拟信号 2、提取抽样值部分的模块: module sine256(addr,q); input [7:0]addr; output [7:0]q; reg [7:0]q; always @(addr) begin case(addr) 0 :q<=8'D127; 1 :q<=8'D130; 2 :q<=8'D133; 3 :q<=8'D136; 4 :q<=8'D139; 5 :q<=8'D143; 6 :q<=8'D146; 7 :q<=8'D149; 8 :q<=8'D152; 9 :q<=8'D155; 10 :q<=8'D158; 11 :q<=8'D161; 12 :q<=8'D164; 13 :q<=8'D167; 14 :q<=8'D170; 15 :q<=8'D173; 16 :q<=8'D176; 17 :q<=8'D178; 18 :q<=8'D181; 19 :q<=8'D184; 20 :q<=8'D187; 21 :q<=8'D190; 22 :q<=8'D192; 23 :q<=8'D195; …………………………………………………………………………………………………………………. 216 :q<=8'D21; 217 :q<=8'D23; 218 :q<=8'D25; 219 :q<=8'D27; 220 :q<=8'D29; 221 :q<=8'D31; 222 :q<=8'D33; 223 :q<=8'D35;
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224 :q<=8'D37; 225 :q<=8'D39; 226 :q<=8'D42; 227 :q<=8'D44; 228 :q<=8'D46; 229 :q<=8'D49; 230 :q<=8'D51; 231 :q<=8'D54; 232 :q<=8'D56; 233 :q<=8'D59; 234 :q<=8'D62; 235 :q<=8'D64; 236 :q<=8'D67; 237 :q<=8'D70; 238 :q<=8'D73; 239 :q<=8'D76; 240 :q<=8'D78; 241 :q<=8'D81; 242 :q<=8'D84; 243 :q<=8'D87; 244 :q<=8'D90; 245 :q<=8'D93; 246 :q<=8'D96; 247 :q<=8'D99; 248 :q<=8'D102; 249 :q<=8'D105; 250 :q<=8'D108; 251 :q<=8'D111; 252 :q<=8'D115; 253 :q<=8'D118; 254 :q<=8'D121; 255 :q<=8'D124; endcase end endmodule 因为 DAC 芯片的输入值不能为负数,所以代码全部向上移,使正弦信号的最低点恰好为 0。用 matlab 软件算出等间隔的各时间值对应的幅值,将幅值扩大相同倍数后四舍五入取整。 三.波形截图

四、引脚分配

五、实验小结
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这个实验的原理其实非常简单, 只要初步了解数字信号与模拟信号间的相互转换就能理解该实验 的原理,即先对连续信号进行采样,将其量化,再通过 DAC 芯片将其转化为连续信号即可。得到的 正弦信号会有一定的失真,这主要是由于抽样值的个数有限造成的,抽样的个数越多,产生的误差 越小, 实验箱上的 DAC 芯片输入最高只有 8 位, 最多只能抽 256 个值。 得到的正弦信号频率为 always 块中 clk 的频率除以 256,因为 clk 变化 256 次时得到的正弦信号出现一个完整的周期。如果要产 生频率可调的正弦信号,只需设计一个输出频率可调的模块即可。我们还可以将频率右移 8 位,再 通过二进制转十模块将得到的频率在数码管上显示出来, 就可以设计产生频率可调正弦信号的模块。

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