FPGA 分频器设计——任意分频！想要使得信号从高频率变成低频率，传统的方法是采用除法器。但除法器所使用的电路与频率成反比例关系，因此需要使用更高精度的器件才能...

最新推荐文章于 2023-09-14 15:54:14 发布

ByteWhisper

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文章标签： fpga开发 matlab

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本文介绍如何使用FPGA设计任意分频器，以解决传统除法器频率精度问题。通过Verilog HDL代码示例展示了如何设置计数器实现不同分频比，同时阐述了使用PLL（锁相环）的优势，包括灵活性、高精度和稳定性，适用于高速数字信号处理。

FPGA 分频器设计——任意分频！想要使得信号从高频率变成低频率，传统的方法是采用除法器。但除法器所使用的电路与频率成反比例关系，因此需要使用更高精度的器件才能获得更低的频率。本文将介绍如何使用 FPGA 设计一种任意分频器，以更灵活的方式解决频率变换的问题。

在这里我们需要实现的分频比是 2,3,5 等非整数分频。我们可以使用 PLL（锁相环）来产生原始高频信号，并根据所需分频比进行处理。接下来是一个基于 Verilog HDL 的代码示例，用来实现任意分频：

module frequency_divider (
    input clk, // 输入时钟信号
    output reg out // 输出时钟信号
);

reg [11:0] counter = 0; // 计数器，计数范围为 4096

always @(posedge clk) begin
    if (counter == (2**12-1)) begin
        counter <= 0; // 如果计数器达到 4096，重置为 0
        out <= ~out; // 输出取反，实现 1:1 的分频
    end else begin
        counter <= counter + 1; // 计数器自增
    end
end

endmodule

上述代码中，我们在 always 语句块中使用了一个计数器来进行分频操作，设定计数范围为 2 的 12 次方，即 4096。当计数器达到最大值时，我们将输出取反，实现一个 1:1 的分频比。如果需要其他分频比，只需要修改计数器的阈值即可。

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