波形系列之正弦波发生器
一.目标波形
正弦波想必大家都不陌生，在高中的时候就有接触过，什么正余弦定理，积化和差、和差化积、半角/全角公式等等。当然大家完全不需要回去重新复习这些，只看博客的内容就够了。大家先想一想正弦波的函数图象 ，它的波形是什么样子的，什么？这个也想不到，没关系，就是下面这个样子^_^。
别急，且听我慢慢说来，上图给出的就是我们今天要实现的波形，先在视觉上面给大家一个直观的感受。该波形是由标准的正弦波通过变频、移相得到的。所谓万变不离其宗，根源还是正弦波。
二.相关概念
大家对下面的公式一定不陌生
y=f(x)=Asin(wx+k)=Asin(2*pi*f*x+k);
A ：振幅 f:频率 k：相位
知道了这三个参数就能确定唯一一组波形。下面看看生成正弦波的步骤，并在步骤里面穿插讲解。
1.离散化 将连续的正弦波信号进行离散化；应用matlab软件进行实现；
a）频率控制字M
以一个周期为例，在正弦波上面采集等间隔的离散的点，然后将这些点用平滑的曲线连接，就可以将波形表示出来。伟大的奈奎斯特告诉我们，要将波形恢复出来，采样频率要>=2*该波形频率，即采样点数要大于等 于2。我们可以将一个周期分成2、4、8、16........2^N的份数，可以连续选取采样点，也可以隔1、2、。。M个点采样。这里的M就是频率控制字。它的作用是控制目标波形的频率。这里先这么记住，往后面看。
b)目标波形的频率fs
既然我要生成一个正弦波，我当然要知道我生成的正弦波的频率，目标波形的频率fs=M*fclk/2^N; fs怎么来的？ 将一个周期分成2^N份，每M个点采样，那么一个周期要采多少个点？2^N/M; 每个时钟采一个点，采集2^N/M个点需要2^N/M个Tclk,转换成频率，乘变成除，就得到目标公式了。
c)相位控制字
相位的控制也比较简单，以相位为0作为标准：
90度——2^N/4;
180度——2^N/2;
270度——2^N*3/4;
相信大家也看出规律了，教大家一个快速的方法，将份数类比成角度360，对份数做运算相应的就是对角度做运算，得到期望的相位。
注：如果你对于这些参数如何用代码控制还不是很清楚控制，那么具体看代码就一目了然了。
2.将离散化后的正弦波一个整周期存储到Ram中
(1).将离散后的数据进行定点化，Ram的规格是256*8，数据规格：1bit符号位+7bit小数位
d)幅值
以8bit位宽的RAM为例。8bit数据能表示的有符号数的范围是-128——127，幅值即为127。将浮点数定点化：这里8bit全部表示整数位宽，所以讲正弦值*127然后取整，再去掉符号，将数据生成mif文件（matlab实现）
(2).创建一个Ram 用于存储离散数据
创建一个单口RAM，深度256，位宽为8，将mif文件导入即可。
三.仿真步骤
该工程相应的仿真步骤如下：
1.打开Modelsim，改变当前路径
File->Change Directory
将路径切换到sim文件夹下面
2.在命令行中敲入do run.do,自动执行仿真
3.输出格式设置
选中o_wave信号，右键选中Format->Analog(custom) ,打开设置选项
Height改成120，Max改成127，Min改成-128，点击ok。
4.效果图
四.总结
确定一个唯一的正弦波需要知道三个参数，幅值、频率、相位。结合了采样定理，说明了采样过程与这三个参数的对应关系，明确这些就可以用代码实现。
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