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基于DDS的数字移相信号发生器的设计

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(22页、8272字)摘  要:随着现代电子测量技术的发展,能够产生各种波形信号的数字式信号发生器的应用越来越广泛,本系统介绍了一种以DDS为基本单元的数字移相信号发生器的设计方法。
将模拟信号数字化,经过移相后再还原成模拟信号。DDS是一项关键的数字技术,能很好实现信号在幅度,频率以及相位等方面的移动。本系统以EDA软件为工具,采用Quartus2语言,满足了数控系统对于数控加工更高要求。实验结果表明,与原有的数控系统的控制电路部分相比采用EDA技术设计的多功能移相式信号发生器使得数控系统具有更高的可靠性、实时性、高运算速度以及高集成度。同时由于EDA技术中FPGA芯片具有在系统可编程特性,因此该移项式信号发生器的设计可像软件一样随时更改,这就为系统地维护带来了方便。
关键词:DDS,数字信号,频率,相位


Abstract
As the modern electron measures the development of technology, it is more and more extensive to produce the application of the digital signal generator of various wave form signal, this system has recommended a figure taking DDS as elementary cell to move the signal generator design method of the looks. Reduce the digitization of analog signal into a analog signal again after moving the looks. DDS is a key digital technology, can well realize the move。
Key words : DDS, digital signal, frequency, phase place

 

 

目  录
声   明 1
摘  要 2
ABSTRACT 3
前言 4
1  MAX+PLUS跟QUARTUS2语言 5
2 方案设计与论证 6
2.1 数字移相信号发生器方案 6
2.2 相位测量模块 7
3 分析与计算 7
3.1 信号发生器 7
3.1.1 DDS原理简介 7
3.1.2 数字移相信号发生器方框图 8
3.1.3 存储与转换电路 8
3.1.4 理论计算 9
3.2 相位差测量模块 10
3.2.1 原理分析 10
3.2.2 相位差测量模块方框图 10
3.2.3 相位差测量的参数计算 11
4 基于DDS的数字移相信号发生器的设计 12
5 总结 14
参考文献 15
附录 16
致谢 22

 

 


前言
两个同频信号,是工频信号之间的移相,在电力行业的继点保护领域中是一个模拟,分析事故的重要手段,在校验各种有关相位的仪器仪表,继电保护装置的信号源。所谓移相是指两路同频的信号,以其中的一路为参考,另一路相对于该参考作超前或滞后的移动,即称为是相位的移动。两路信号的相位不同,便存在相位差,简称相差[1]。
要实现两个信号的移相,通常有两个途径: 一是直接对模拟信号进行移相,如阻容的移相,变压器移相等,早期的移相通常采用这种方式。采用这种方式制造的移相器有许多不足之处,如:输出波形受输入波形的影响,移相操作不方便,移相角度随所接负载和时间等因素的影响而产生漂移等[2]。在此不予讨论.另一个是随着电子技术的发展,特别是单片机技术的发展而兴起的数字移相技术,是目前移相技术的潮流。数字移相技术的核心是:先将模拟信号或移相角数字化,经过移相后再还原成模拟信号。。
数字移相的主要有两种形式:
一种是先将正弦波信号数字化成,并形成一张数据表存入ROM芯片中,此后可通过两片D/A转换芯片在单片机的控制下连续地循环输出该数据表,就可获得两路正弦波信号,当两片D/A转换芯片所获得的数据序列完全相同时,则转换所得到的两路正弦波信号无相位差,称为同相。当两片D/A转换芯片所获得的数据序列不同时,则转换所得到的两路正弦波信号就存在着相位差。相位差的值与数据表中数据的总个数及数据地址的偏移量有关。这种处理方式的实质是将数据地址的偏移量映射为信号间的相位值。
另一种是先将参考信号整形为方波信号,并以此信号为基准,延时产生另一个同频的方波信号,再通过波形变换电路将方波信号还原成正弦波信号。以延时的长短来决定两信号间的相位值。这种处理方式的实质是将延时的时间映射为信号间的相位值[3]。

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