1. 研究目的与意义
研究背景：现代电源技术是应用电力电子半导体器件，综合自动控制、计算机(微处理器)技术和电磁技术的多学科边缘交叉技术。作为电源技术的产品，电源设备因能实现电能变换和功率传递，已广泛应用到工业、能源、交通、运输、信息、航空、航天、航运、国防、教育、文化等领域。这些发展的同时又对电源产业提出了更多更高的要求，如节能、节电、节材、缩体、减重、防止污染与改善环境、可靠、安全等。这样相辅相成，使电源产业飞速发展，产品种类多种多样。电源在不同的领域应用其特点和实现方式就不同，目前相关的电源有计算机高效率绿色电源、通讯用高频开关电源、DC/DC开关电源、不间断电源(UPS)、变频器电源、高频逆变式整流焊机电源、大功率开关型高压直流电源、分布式开关电源等。在各种电源系统中，开关电源技术均处于核心地位，正朝着高频化、模块化、数字化、绿色化的方向发展。
脉冲电源是各种电源设备中比较特殊的一种，它的电压或电流波形为脉冲状，在负载上按照一定的规律，先向负载加载一定的时间，然后又断电一定的时间，然后一通一断形成一个周期。脉冲电源按输出特性分类，有高频、低频、单向、双向、高压、低压等不同的分类；按脉冲波形分，有矩形波、三角波、梯形波、锯齿波等多种形式，由于矩形波具有较好的可控性和易操作性，这种波形的应用场合很多。而脉冲电源的研制有两种方法，一种是直接做成脉冲电源；另一种是经过直流电源，通过斩波器按照一定的频率斩成一段一段输出，本课题所采用的是第二种方法。
研究现状：就目前发展来看，美国的Agilent和Tektronix公司已经在脉冲信号发生器上处于世界领先水平，这两家公司都具有成熟的技术，他们的产品在国内外占据市场的主导地位。Agilent和Tektronix的产品各有各的优势。在数据发生方面，泰克公司具有一定的优势，泰克公司的仪器相比于安捷伦公司的仪器具有数据输出通道多，数据输出能力强大，有专门的数据图形编辑器进行数据图形编辑，还具有波形编辑软件等优势]。但是在脉冲信号发生方面，安捷伦Agilent公司具有强大的脉冲发生器家族阵容，其输出频率范围覆盖极其广泛。安捷伦Agilent公司的脉冲发生器家族型号回有：Fully Triggerable系列有8114A、81101A、81110A 81111A等，它们的最高脉冲频率分别达到15MHz、80MHz、165MHz等；高精度系列的脉冲发生器有81131A和81132A等，脉冲的最高输出频率可以达到400MHz和600MHz等；而其高速系列的脉冲发生器的最高输出频率可以达到13.5GHz。在产生极窄脉冲宽度的技术上，安捷伦和泰克公司也处于行业的领先地位，安捷伦Agilent的81142A型号的脉冲发生器产生的最小脉冲宽度可以达到35ps，泰克Tektronix的DTG5334产生的最小脉宽也可以达到了290ps。在脉冲发生器的开发上，除了占据主导地位的安捷伦Agilent和泰克Tektronix这两大巨头外，国外比较出名的研制脉冲发生器的公司还有美国的FLUKE公司和日本的安利，岩崎，横河等公司。相比国外的脉冲发生器，国内现在具有自主研发产权并投入使用的脉冲信号发生器有：电子科技大学的ES4561，ES4561输出数据率达到200Mbs，脉冲的输出频率达到100MHz；南通脉冲发生器的NF1532输出脉冲频率达到200MHz，除了这两家以外，国内其它厂家的脉冲输出频率一般都达不到50MHz。所以通过国内外脉冲信号发生器性能对比可以知道，国内总体上在脉冲发生器的研制方面处于起步和摸索阶段，实际应用的高性能的脉冲发生器还得依赖于国外的产品。
2. 研究内容与预期目标
主要研究内容：首先介绍脉冲电源的发展现状以及研究背景。如何设计基于FPGA的信号发生电路，硬件电路如何设计或者编程如何实现输出PWM波；信号发生装置的频率和占空比怎样去调节。最后利用仿真软件对该系统进行测试，并对结果进行分析。
预期目标：
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完成斩波脉冲电源驱动电路脉冲发生器线路原理图设计,以及电路仿真模型，验证电路可以实现产生连续的微妙级驱动脉冲、驱动脉冲的脉宽和脉间是连续可调、延时时间小等功能。
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研究方法：本课题采用FPGA来设计一个斩波脉冲电源驱动电路的脉冲发生器。主要研究了FPGA产生高频脉冲波的原理，利用FPGA产生高频的PWM波来控制MOSFET。采用Quartus ii仿真软件和硬件描述语言Verilog来进行编程实现。选用cyclone IV E系列中的EP4CE6E22C8芯片来进行编程，首先定义一个周期计数器，计数器从1到t循环，则周期为t*clk；再定义一个数值x，计数器低于x输出高电平，低于x输出低电平，则占空比为x/t。4个按键，分别控制t的加减和x的加减。
步骤：
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首先产生首先产生一个10MHz的时钟，计数器从1到5循环，每次到5，信号clk_10M翻转一次
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1刘晋春，白基成，郭永丰. 特种加工[M].第五版.北京：机械工业出版社,2008
2韦东波，狄世春，迟关心，等. 新型节能电火花加工脉冲电源的脉冲发生器[J] .哈尔滨工业大学学报,2006(1)
3王秀杰，张畴先. 模拟集成电路应用[M].西安：西北工业大学出版社,1994
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1、2022年1 月1日-2022年2月26日明确设计任务，查阅相关资料，撰写开题报告。
2、2022年2月27日-2022年3月28日 设计方案，电路设计和修改。
3、2022年3月29日-2022年4月30日 电路调试。电路仿真。电路板焊接。
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