基于DDS技术的信号发生器设计.doc

毕业设计(论 文)

基于DDS技术的信号发生器设计

系别自动化工程系专业自动化班级50605姓名吴温龙指导教师任良超
2010年6月18日东北大学秦皇岛分校毕业设计（论文）第PAGEIV页

摘要
频率合成技术广泛应用于通信、航空航天、仪器仪表等领域，目前，常用的频率合成技术有直接频率合成、锁相频率合成和直接数字频率合成(DDS)等。其中DDS是一种新的频率合成方法，是频率合成的一次革命。全数字化的DDS技术由于具有频率分辨率高、频率切换速度快、相位噪声低和频率稳定度高等优点而成为现代频率合成技术中的佼佼者。随着数字集成电路、微电子技术和EDA技术的深入研究，DDS技术得到了飞速的发展。DDS是把一系列数字量化形式的信号通过D/A转换形成模拟量形式的信号的合成技术。主要是利用高速存储器作查寻表，然后通过高速D/A转换产生已经用数字形式存入的正弦波(或其它任意波形)。一个典型的DDS系统应包括以下三个部分:相位累加器可以时钟的控制下完成相位的累加:相位一幅度码转换电路一般由ROM实现;D/A转换电路，将数字形式的幅度码转换成模拟信号。现场可编程门阵列(FPGA)设计灵活、速度快，在数字专用集成电路的设计中得到了广泛的应用。本论文主要讨论了如何利用FPGA来实现一个DDS系统，该DDS系统的硬件结构是以FPGA为核心实现的，使用Altera公司的Cyclone系列FPGA。
文章首先介绍了频率合成器的发展，阐述了基于FPGA实现DDS技术的意义;然后介绍了DDS的基本理论;接着介绍了FPGA的基础知识如结构特点、开发流程、使用工具等;随后介绍了利用FPGA实现直接数字频率合成(DDS)的原理、电路结构、优化方法等。重点介绍DDS技术在FPGA中的实现方法，给出了部分VHDL源程序，还有有关于单片机的各外围电路的硬件构成及滤波的原理及应用电路等。
本次毕业设计采用单片机和FPGA设计了任意波形发生器，能够产生三角波、正弦波、方波，完成了软件和硬件的设计，以及实物的制作。

关键词：直接数字频率合成，现场可编程门阵列，单片机，滤波
SignalGeneratorDesignBasedDDSTechnology
Author：WuWenlong
Tutor：RenLiangchao
Abstract
Frequencysynthesistechniqueiswidelyusedincommunications,aerospace,instrumentationandotherfields,nowcommonlyusedinfrequencysynthesistechnologyhasadirectfrequencysynthesis,PLLfrequencysynthesizeranddirectdigitalsynthesis(DDS)andsoon.DDSwhichisanewfrequencysynthesismethodisarevolutionarysynthesizer.FullydigitalDDStechnologyasahighfrequencyresolution,frequencyswitchingspeed,lowphasenoiseandfrequencystabilityoftheadvantagesandbecomeamodernhighfrequencysynthesistechnologyleader.Asdigitalintegratedcircuits,microelectronicsandEDAtechnology,in-depthresearch,DDStechnologyhasdevelopedrapidly.DDSistoquantifytheformofaseriesofdigitalsignalthroughD/Aconverteranalogformofsignaltheformationofsynthesistechnology.Mainlyusedforhigh-speedmemorylookuptable,andthenthroughthehigh-speedD/AConvertergeneratedindigitalformhavebeendepositedwiththesinewave(orotherarbitrarywaveforms).AtypicalDDSsystemshouldincludethefollowingthreeparts:thephaseaccumulatorcanbeunderthecontrolofclockphaseofaccumulation:thephaseofarangeofcodeswitchingc