如何使用FPGA實(shí)現(xiàn)高性能程控?cái)?shù)字移相器的設(shè)計(jì)

　　數(shù)字移相器是利用鎖相環(huán)，將輸出信號(hào)頻率設(shè)置為輸入信號(hào)頻率的 360 倍，通過數(shù)值比較器、計(jì)數(shù)器進(jìn)行移相角選擇輸入，通過 D 觸發(fā)器、電子開關(guān)和門電路等進(jìn)行四個(gè)象限選擇，可實(shí)現(xiàn) 0－ 360 °范圍內(nèi)任意度數(shù)移相，最小步進(jìn)為 1°。本文基于 FPGA 和單片機(jī)技術(shù)設(shè)計(jì)了程控?cái)?shù)字移相器。調(diào)試和運(yùn)行結(jié)果表明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單，與傳統(tǒng)移相器比較，設(shè)計(jì)的系統(tǒng)性能指有明顯的改善。設(shè)計(jì)結(jié)果達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)要求，實(shí)現(xiàn)了最小 1°步進(jìn)，0 － 360 °范圍內(nèi)任意角度移相的功能。

　　移相器是用來調(diào)節(jié)線路功率的重要手段，也是移動(dòng)、衛(wèi)星通信及相控陣?yán)走_(dá)設(shè)備中的核心組件。在微波測(cè)量系統(tǒng)以及通訊和相控陣?yán)走_(dá)方面廣泛應(yīng)用。隨著社會(huì)的發(fā)展，科研及教學(xué)等領(lǐng)域?qū)?shù)字移相器的需求不斷提升，在尖端科技領(lǐng)域、工業(yè)生產(chǎn)以及日常生活中數(shù)字移相器的應(yīng)用較為廣泛，如導(dǎo)彈姿態(tài)控制、雷達(dá)、加速器、通信、儀表儀器，甚至于音樂等領(lǐng)域都有著較為廣泛的應(yīng)用［1－5］。故設(shè)計(jì)一款性價(jià)比高、性能穩(wěn)定、操作靈活簡(jiǎn)便的數(shù)字移相器就很有必要。本文基于 FPGA 技術(shù)和單片機(jī)技術(shù)設(shè)計(jì)了一款高性能的程控?cái)?shù)字移相器，完成了系統(tǒng)硬件電路和軟件設(shè)計(jì)。