文档介绍：院系电气工程系专业电子信息工程
年级 2005 姓名范军
题目基于FPGA的直接数字频率合成器的研究与应用
指导教师
评语
指导教师(签章)
评阅人
评语
评阅人(签章)
成绩
答辩委员会主任(签章)
年月日
毕业设计(论文)任务书
班级电子信息05 学生姓名学号 20059180
发题日期:2009 年 2 月 23 日完成日期:毕业当年的6月14日
题目基于FPGA的直接数字频率合成器的研究与应用
1、本论文的目的、意义
现代社会大量需要分辩率及转换速度及低噪声的信号源,这种信号源广泛采用频率合成技术, 目前频率合成技术主要三种种方式:DAS、PLL、DDS,DAS现在较少用,PLL用途较广,但高分辨率与转换速度存在矛盾且为大步进频率合成,而DDS简单可靠,很高的分辩率及转换速度。本设计基于FPGA的DDS技术来设计一台正弦波信号源。
2、学生应完成的任务
. (1)掌握DDS合成技术的原理、方法及应用
(2)掌握利用FPGA技术实现直接数字频率合成器的方法
(3)基于FPGA的直接数字频率合成器的应用-设计一台正弦波信号源并进行仿真调试
(4)尽可能高的分辨率和精度
3、论文各部分内容及时间分配:(共 16 周)
第一部份毕业设计前期准备及任务书下达( 2 周)
第二部分收集、调研、整理资料、购思、方案确定( 2 周)
第三部分硬软件设计、仿真调试阶段( 6 周)
第三部分论文撰写( 3 周)
第四部分审校( 1 周)
评阅及答辩( 2 周)
指导教师: 2009年2月23日
审批人: 2009年2月23日
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式频率合成、锁相频率合成和直接数字频率合成(DDS)。 DDS系统可以很方便地获得频率分辨率很精细且相位连续的信号,也可以通过改变相位字改变信号的相位,因此也广泛用于数字通信领域。
本论文是利用FPGA设计实现DDS系统。DDS是把一系列数字量形式的信号通过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转换器产生已经用数字形式存入的正弦波(或其他任意波形)。一个典型的DDS系统应包括:相位累加器,可在时钟的控制下完成相位的累加(一般由ROM实现):DA转换电路,将数字形式的幅度码转换成模拟信号。
本文进行了DDS系统分析和设计,包括DDS系统框图的设计,相位控制字和频率控字的设计,以及软件和硬件设计,重点在于利用FPGA改进设计,包括控制系统(频率控制器和初始相位控制器),寻址系统(相位累加器和数据存储器),以及转换系统(D/A转换器和滤波器)的设计。介绍了利用现场可编程逻辑门阵列(FPGA)实现数控振荡器(DNO,即DDS)的原理、电路结构,重点介绍了DDS技术在FPGA中的实现方法,给出了采用ALTERA公司的FLEX 10K系列FPGA芯片EPF 10K20TC 144-4芯片进行直接数字频率合成的VHDL源程序。
关键词:直接数字频率合成(DDS); 现场可编程门阵列(FPGA);硬件描述语言
Abstract
The technology of Frequency Synthesis, which consist of Direct Synthesis,Phase-locked Synthesis and Direct Digital Synthesis is widely used in theory munication, aeronautics and instrument, etc. By using the DDS system, we canobtain signals with high definition infrequency and with sequential phase.
The system realized this time which is achieved by FPGA is a DDS system that hasthe function of digitized frequency modulation of analog is a method thatcan transform the digitized signals into analog signals by means of DAC. With the helpof the high-speed ROM which is used as a lo