基于FPGA的正弦信号发生器.doc

基于FPGA的正弦信号发生器设计摘要：本设计结合了EDA技术和直接数字频率合成（DDS）技术。EDA技术是现代电子设计技术的核心是以电子系统设计为应用方向的电子产品自动化的设计技术。DDS技术则是最为先进的频率合成技术具有频率分辨率高、频率切换速度快、相位连续、输出相位噪声低等诸多优点。本文在对现有DDS技术的大量文献调研的基础上提出了符合FPGA结构的正弦信号发生器设计方案并利用MAXPLUSⅡ软件进行了设计实现。文中介绍了EDA技术相关知识同时阐述了DDS技术的工作原理、电路结构及设计的思路和实现方法。经过仿真测试设计达到了技术要求。关键词：现场可编程门阵列（FPGA）；直接数字频率合成（DDS）；正弦波信号发生器ThedesignofsinesignalgeneratingdevicebasedonFPGAAbstract：ThedesignthatcombinesEDAtechnologyandDirectDigitalSynthesis(DDS)technology.EDAtechnologyisthedesignofmodernelectronictechnologyatthecoreelectronicsystemdesigndirectionfortheapplicationofelectronicdesignautomationproductstechnology.DDStechnologyisthemostadvancedfrequencysynthesizertechnologywiththehigh-frequencyresolutionandfrequencyswitchingspeedcontinuousphaselowphasenoiseoutputmanyadvantages.BasedonthetechnologyofexistingDDSstudyoftheextensiveliteratureonthebasisofFPGAwiththestructureofthesinusoidalsignalgeneratordesignandtheuseofFPGAIIsoftwarelocatedTotalrealized.ThepaperintroducedtheEDAtechnology-relatedknowledgeandelaboratedontheDDStechnologyprinciplecircuitstructureanddesignideasandmethods.Aftersimulationtestsdesignedtoachievethetechnicalrequirements.Keywords：FPGA；DDS；sinesignalgeneratingdevice第1章绪论1.1引言直接数字频率合成(DigitalDirectFrequencySynthesis)是一种比较新颖的频率合成方法。这个理论早在20世纪70年代就被提出它的基本原理就是利用采样定理通过查表法产生波形。由于硬件技术的限制DDS技术当时没能得到广泛应用。但是随着大规模集成电路的飞速发展DDS技术的优越性已逐步显现出来。今天DDS技术凭借其优越的性能已成为现代频率合成技术中的佼佼者广泛用于接收机本振、信号发生器、仪器、通信系统、雷达系统等尤其适合跳频无线电通信系统。不少学者认为DDS是产生信号和频率的一种理想方法发展前景十分广阔。基于FPGA的DDS模型是在EDA技术逐步完善的今天才得以建立起来的。EDA技术依靠功能强大的电子计算机在EDA工具软件平台上对以硬件描述语言HDL为系统逻辑描述手段完成的设计文件自动地完成逻辑编译、简化、分割、综合、优化和仿真直至下载到可编程逻辑器件CPLD/FPGA或专用集成电路ASIC芯片中实现即定的电子电路设计功能。EDA技术使得电子电路设计者的工作仅限于利用硬件描述语言和EDA软件平台来完成对系统硬件功能的实现极大地提高了设计效率缩短了设计周期节省了设计成本。EDA技术是现代电子设计技术的核心。20世纪90年代以来微电子工艺有了惊人的发展。为了满足千差万别的系统用户提出的设计要求最好的办法是由用户自己设计芯片。这个阶段发展起来的EDA工具目的是在设计前期将原来设计师从事的许多高层次设计工作改由工具来完成。设计师通过一些简单标准化的设计过程利用微电子厂家提供的设计库来完成数万