基于DSP Builder的帶寬自適應全數(shù)字鎖相環(huán)的設計與實現(xiàn)
使用DSP Builder庫中的Signal Compiler模塊將圖3建立的全數(shù)字鎖相環(huán)模型轉化為VHDL語言代碼。該設計通過QuartusⅡ軟件完成帶寬自適應全數(shù)字鎖相環(huán)的整體時序仿真。圖5為輸入信號Phi_ref由20 MHz跳變到5 MHz時的時序仿真圖;圖6為輸入信號Phi_ref由31 MHz跳變到62 MHz時的時序仿真圖。通過對所設計的全數(shù)字鎖相環(huán)的Matlab/Simu-link仿真和QuartusⅡ時序仿真可以看出:該系統(tǒng)能夠實現(xiàn)鎖頻的功能;同時該系統(tǒng)具有自適應的特性,在輸入信號很大變化范圍內都具有良好的性能;最后該系統(tǒng)對頻率發(fā)生階躍跳變的輸入信號亦具有很好的跟蹤性能。
3.2 FPGA實現(xiàn)及硬件測試
由于Signal Compiler模塊可以自動地將DSPbuilder建立的模型文件轉化為QuartusⅡ環(huán)境下的工程文件,因此,該設計在完成軟件仿真后結合FPGA試驗箱,在生成的工程下進行引腳的鎖定、編譯適配下載到FPGA芯片,實現(xiàn)所設計的帶寬自適應全數(shù)字鎖相環(huán),并完成硬件測試。在硬件測試中需要用到信號發(fā)生器和示波器,信號發(fā)生器用來產生鎖相環(huán)的輸入測試信號,示波器用來觀測鎖相環(huán)的輸入/輸出波形。圖7為輸入信號Phi_ref取不同頻率時的實測波形。
以上的軟件仿真與硬件測試都表明,設計的帶寬自適應全數(shù)字鎖相環(huán)系統(tǒng)能過實現(xiàn)鎖頻的功能,設計是成功可行的。
4 結語
本文使用DSP Builder建立系統(tǒng)模型完成全數(shù)字鎖相環(huán)設計,理論分析和仿真結果基本一致。從以上設計過程可以看出:基于DSP Buil-der完成全數(shù)字鎖相環(huán)設計的方法,使得設計者可以利用Simulink快捷靈活的建模仿真功能和Matlab強大的數(shù)據(jù)分析能力進行FPGA系統(tǒng)級的建模仿真,并使得設計者從編寫VHDL或者Verilog HDL等代碼語言的繁瑣工作中解放出來,而專注于在Matlab/Simulink下搭建系統(tǒng)模型的工作上,縮短了設計周期,提高了設計的靈活性。
評論