基于FPGA的混沌信号发生器：设计与实现

最新推荐文章于 2025-02-27 13:42:32 发布

CodeWG

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文章标签： fpga开发 matlab

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本文详述了基于FPGA的混沌信号发生器设计，采用Verilog HDL实现Lorenz混沌系统，并利用PWM技术和AD9708 DAC芯片生成不同参数的混沌信号。

基于FPGA的混沌信号发生器：设计与实现

在数字电路设计领域，混沌信号是一种重要的信号源。本文介绍了基于FPGA的混沌信号发生器的设计与实现，使用Verilog HDL语言进行开发。该设计能够生成多个频率、幅度和相位不同的混沌信号，以满足各种应用需求。

首先，我们需要定义一个混沌系统来生成我们需要的信号。在本设计中，我们采用了Lorenz混沌系统作为基础，其数学模型为：

dx/dt = σ(y-x)
dy/dt = x(ρ-z)-y
dz/dt = xy-βz

其中σ、ρ和β分别是系统的三个参数，x、y和z是系统状态变量。通过在FPGA上实现上述方程组，我们可以获得Lorenz混沌信号。

下一步是将Lorenz信号转换成我们需要的混沌信号，我们这里选择使用PWM（脉宽调制）技术。PWM技术可以将模拟信号转换成数字信号，输出序列的占空比与模拟信号的幅度成正比例关系。

接下来，我们需要将混沌信号输出到DAC芯片上。在本设计中，我们使用了AD9708 DAC芯片，其工作电压为5V，分辨率为14位。通过将PWM信号转换成模拟电压信号，并经过滤波后将其送入DAC芯片，我们可以获得所需要的混沌信号输出。

下面是此设计的Verilog HDL代码：

module chaos_generator(
    input clk,
    output reg [13:0] dac_out
);

reg [31:0] x, y, z;

always @(posedge clk) begin
    x <= x + 10*(y-x)/1000;
    y <= y + 1000*(x*(28-z)-y)/1000

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