基于FPGA的信号发生器在分频器检测上的应用

王婳懿 董 欣 张成林

(上海航天设备制造总厂，上海 200245)

运载火箭测量系统分频器用于实现火箭上三级发动机涡轮泵转速的测量和变换，将发动机转速降低到适合中心程序单元采集的频率范围内，具有极其重要的作用。在之前的分频器调试中，使用信号发生器模拟发动机涡轮泵产生的转速信号作为分频器的激励信号，当同时进行多台分频器的高/低温试验时，需要多台信号发生器提供激励信号，在信号发生器数量有限的情况下，严重影响了生产进度。 笔者采用直接数字频率合成技术[1]，以MSP430为控制系统、 FPGA为核心，设计了一台信号发生器，可同时给8台分频器提供正弦波激励信号。该信号发生器在0～9 999Hz频段内频率可选，波形光滑，系统杂散小。

1 信号发生器系统总体设计①

直接数字频率合成器是基于奈奎斯特采样定理，将已知信号取样、量化、编码，形成可查数表存于ROM中，通过频率控制字的改变，输出所需波形的一种波形合成技术。笔者设计的利用其产生正弦波的信号发生器系统如图1所示。

图1 正弦波信号发生器系统框图

由图1可知，系统由正弦波控制模块和正弦波信号产生模块两部分组成。正弦波控制模块由MSP430F149和外围按键、数码管构成。系统通过单片机产生频率控制字，设Fcw为频率控制字，即累加器模块每次累加的步进值；fc为外部参考时钟信号的频率；N为相位累加器位数，当累加器位数为N时，可以读取2N个存储单元中的数据，此时一个正弦波的一个周期最多可以划分成2N个抽样点。……