【紫光同创盘古PGX-Nano教程】——(盘古PGX-Nano开发板/PG2L50H_MBG324第十一章)模拟波形实验例程说明

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适用于板卡型号:

紫光同创PG2L50H_MBG324开发平台(盘古PGX-Nano)

一:盘古盘古PGX-Nano开发板简介

PGX-Nano 是一套以紫光同创 FPGA 为核心的开发板,选用紫光同创 logos2 系列 28nm 工艺的 FPGA(PG2L50H_MBG324)。集成下载器芯片,极大的便利 了用户的使用。 板卡搭载一颗容量为 2MB 的 SRAM 用于数据缓存,DAC 芯片用于产生模 拟信号进行测试验证,esp32 模组进行 WIFI、蓝牙透传;预留了丰富的扩展 IO 用于用户验证、测试外接模块电路功能,一组串口进行串行通信;同时为用户提 供基础的硬件电路资源,例如 led 灯、按键、拨码开关等。

PGX-Nano开发板配有一颗DAC芯片用于输出模拟波形,型号为MS9708;MS9708是一款高速8bit、高速、低功耗D/A转换器,采样速率高达125MSPS,相关数据手册存放在4_IC_datasheet文件夹中。

 

二:实验目的

输出模拟三角波波形。

三:实验原理

DAC芯片

DAC芯片将数字信号转换为模拟信号,内部包含了一个PMOD电流源阵列,最大可产生20mA电流,芯片输出两路信号,DAC电流输出IOUTA、互补DAC电流输出IOUTB,信号转换的计算方式如下,具体内容请参考MS9708数据手册。

IOUTA=(DACCODE/256)×IOUTFS(1)

IOUTB=(255–DACCODE)/256×IOUTFS(2)

IOUTFS=32×IREF(3)

IREF=VREFIO/RSET(4)

注:

1、RSET为图中R19,REFIO接地,故使用的是内部1.2V基准,VREFIO为1.2V。

2、电阻RSET在原理图中为R19。

DAC芯片原理图如下图所示,详情请参考MES-ADDA原理图。

图4DAC芯片 

低通滤波电路

低通滤波电路主要用于滤波去噪,使输出波形更加圆滑,电路图如下图所示: 

图5低通滤波电路 

运算放大器 

第一级负运算放大器主要将输出电流信号进行减法运算,并且转换为电压信号,输出电压幅值范围:-1v~+1v。

需注意的是第一级运算放大器采用负反馈的方式,因此运放输出与DAC互补输出信号相位相差180°。

电路如下图所示:

图6第一级放大电路 

第二级运算放大器可以通过对W1旋钮电阻的调节控制放大倍数。测试显示第二级放大电路输出电压控制在-4.7V~+4.7V范围内,输出波形不失真。

须注意的是第二季运放仍采用负反馈的方式,运放输出与输入相位仍相差180°。

设W1的阻值为Rf,输出电压Vout,输入电压Vin,它们的关系如下:

Vout=-(Rf/R17)*Vin; 

图7第二级负反馈放大电路 

旋钮电阻的旋钮位置如下:

四:实验源码 

五:实验现象 

 使用示波器观察到模拟三角波波形

 

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