| [页数]:64 [字数]:21914 [目录] 第1章 DDS系统概述 第2章 可编程的片上系统SOPC 第3章 DDS的基本原理与结构框架 第4章 DDS信号发生器的设计平台 第5章DDS信号发生器的设计实现 第6章 实验结果及分析 [摘要] 目前，基于直接数字频率合成(Direct Digital Frequency Synthesis简称DDS)技术的任意波形发生器在设计上多采用FPGA结合微处理器芯片的形式。DDS部分功能由FPGA来实现，微处理器芯片用于完成控制功能，这种结构电路复杂，开发周期长，系统的软硬件升级也存在困难。可编程片上系统（SOPC）设计是一个崭新的、富有生机的嵌入式系统设计方向，嵌入式集成化设计正成为电子领域发展的一个重要方向。本文利用SOPC技术研究在单片FPGA上实现任意波形发生器的可行性。 论文以Altera公司的EP1C6Q240C6芯片为SOPC系统的载体，把任意波形发生器的DDS模块集成到单片FPGA芯片内部，设计了能够输出正弦波、方波、锯齿波等波形的任意波形发生器。 文中首先探讨了DDS的工作原理，然后在对任意波形发生器进行需求分析的基础上，确定了任意波形发生器的总体方案，最后，对实验结果进行了分析，并提出了改进意见。 实验结果表明：所设计的基于DDS的任意波形发生器能够实现规则波和任意波形的输出，波形性能达到了设计要求；可以用在要求波形连续平滑输出的特殊场合，解决了目前的任意波形发生器所存在的这一问题；采用SOPC 技术在单片FPGA上实现任意波形发生器是可行的，可大大减化系统电路，具有集成度高、稳定性好和扩展性强等优点。 [正文] 前 言 频率控制是现代通信技术中很重要的一环，能够获得宽带(频率控制范围宽)、快速(转换时间快)、精细(分辨率高)、杂散小(频谱纯)的频率控制信号一直是通信领域中的一个重要研究内容。直接数字频率合成(DDS)技术是从相位概念出发直接合成所需波形的一种新的频率合成技术，具有频率分辨率高、频率变换速度快、相位可连续线性变化等优点，在基于数字信号处理的现代通信频率控制中已被广泛采用。 目前，各大芯片制造商相继推出采用先进CMOS工艺生产的高性能和多功能的专用DDS芯片，但是在某些场合，专用DDS芯片在控制方式、置频速率等方面与系统的要求差距很大。现场可编程门阵列(FPGA)器件具有工作速度快、集成度高、可靠性高和现场可编程的优点，可以用来设计符合自己需要的DDS电路。遗憾的是最高工作频率会受到限制、噪声和杂波仍然没有得到有效的解决。 该设计的目的是利用Altera的Cyclone（EP1C6Q240C6）系列的FPGA芯片结合GW48－EDA/SOPC实验箱设计出DDS系统，满足如下要求：具有清零功能，且频率相位均为任意可调。另外增加频率均可调的正弦波、三角波，锯齿波信号和方波信号。 主要解决的问题： 如何进行多种波形的切换和控制——利用一个带控制端的数据选择器件来实现。 第1章 DDS系统概述 §1.1 DDS发展历史 现代科学技术的飞速发展对信号源提出了越来越高的要求，主要表现在高分辨率，高输出频率，偶发信号波形等方面，例如雷达信号仿真测试，普通的波形发生器已经不能满足其需求，需要用到任意波形发生器。作为一种特殊信号源的任意波形发生器，其综合具有其它信号源的波形生成能力，原理上可仿真任意波形，只要数字示波器或其它记录仪捕捉到的波形，任意波形发生器都可复制出，特别有用的是仿真单次偶发的信号，例如地震波形、汽车碰撞波形等等。除了可以模拟各种复杂信号，任意波形发生器还可对频率、幅值、相移、波形进行动态、及时的控制，并能够与其它仪器进行通讯，组成自动测试系统，因此被广泛用于自动控制系统、振动激励、通讯和仪器仪表领域。 ...... [参考文献] [1].潘松，黄继业，曾毓. SOPC技术实用教程.北京：清华大学出版社，2005：15-23 [2].周立功.SOPC嵌入式系统实验教程（一）. 北京：北京航空航天大学出版社.2006：112-128 [3].EDA先锋工作室. Altera FPGA/CPLD 设计（高级篇）. 北京：人民邮电出版社：98-116 [4].高有堂.EDA技术及应用实践.北京：清华大学出版社：183－216 [5].邢建平，曾繁泰.VHDL程序设计教程.北京：清华大学出版社：68－87 [6].江国强.EDA技术与应用.北京：电子工业出版社：47－55 [7].潘松，黄继业. EDA技术实用教程.北京：科学出版社, 2005：78－82 [8].段传华等.直接数字频率合成器的原理及应用.电讯技术, 1995, 35(5) [9].远坂俊昭.琐相环（PLL）电路设计与应用.科学出版社,2000 [10].潭博学，苗江静.集成电路原理及应用.北京：电子工业出版社.2003.9 ...... [原文截取] 基于DDS的信号发生器在FPGA上的实现 摘 要 目前，基于直接数字频率合成(Direct Digital Frequency Synthesis简称DDS)技术的任意波形发生器在设计上多采用FPGA结合微处理器芯片的形式。DDS部分功能由FPGA来实现，微处理器芯片用于完成控制功能，这种结构电路复杂，开发周期长，系统的软硬件升级也存在困难。可编程片上系统（SOPC）设计是一个崭新的、富有生机的嵌入式系统设计方向，嵌入式集成化设计正成为电子领域发展的一个重要方向。本文利用SOPC技术研究在单片FPGA上实现任意波形发生器的可行性。 论文以Altera公司的EP1C6Q240C6芯片为SOPC系统的载体，把任意波形发生器的DDS模块集成到单片FPGA芯片内部，设计了能够输出正弦波、方波、锯齿波等波形的任意波形发生器。 文中首先探讨了DDS的工作原理，然后在对任意波形发生器进行需求分析的基础上，确定了任意波形发生器的总体方案，最后，对实验结果进行了分析，并提出了改进意见。 实验结果表明：所设计的基于DDS的任意波形发生器能够实现规则波和任意波形的输出，波形性能达到了设计要求；可以用在要求波..... |
基于DDS的信号发生器在FPGA上的实现
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