文档介绍：南京信息职业技术学院电子产品设计报告作者**** 学号**** 系部电子信息学院专业电子信息工程技术题目数字频率合成器的设计指导教师完成时间: 2013 年6月25日电子产品设计报告摘要题目: 数字频率合成器的设计摘要:在电子技术中,频率是最基本的参数之一,并且与许多电参量的测量方案、测量结果都有十分密切的关系,因此频率的测量就显得更为重要。测量频率的方法有多种,其中电子计数器测量频率具有精度高、使用方便、测量迅速,以及便于实现测量过程自动化等优点,是频率测量的重要手段之一。电子计数器测频有两种方式:一是直接测频法,即在一定闸门时间内测量被测信号的脉冲个数;二是间接测频法。如周期测频法。直接测频法适用于高频信号的频率测量,间接测频法适用于低频信号的频率测量。本文阐述了基于 VHDL 语言设计了一个简单的数字频率计的过程关键词: 频率合成器锁相式频率合成器振荡器分频引言随着电子技术的发展, 当前数字系统的设计正朝着速度快、容量大、体积小、重量轻的方向发展。推动该潮流迅猛发展的引擎就是日趋进步和完善的设计技术。目前数字频率计的设计可以直接面向用户需求, 根据系统的行为和功能要求, 自上至下的逐层完成相应的描述、综合、优化、仿真与验证,直到生成器件。上述设计过程除了系统行为和功能描述以外,其余所有的设计过程几乎都可以用计算机来自动地完成,也就是说做到了电子设计自动化( EDA )。这样做可以大大地缩短系统的设计周期, 以适应当今品种多、批量小的电子市场的需求, 提高产品的竞争能力。电子设计自动化( EDA ) 的关键技术之一是要求用形式化方法来描述数字系统的硬件电路, 即要用所谓硬件描述语言来描述硬件电路。所以硬件描述语言及相关的仿真、综合等技术的研究是当今电子设计自动化领域的一个重要课题。硬件描述语言的发展至今已有几十年的历史, 并已成功地应用到系统的仿真、验证和设计综合等方面。到本世纪 80 年代后期,已出现了上百种的硬件描述语言,它们对设计自动化起到了促进和推动作用。但是, 它们大多各自针对特定设计领域, 没有统一的标准, 从而使一般用户难以使用。广大用户所期盼的是一种面向设计的多层次、多领域且得到一致认同的标准的硬件描述语言。 80 年代后期由美国国防部开发的 VHDL 语言( VHSIC Hardware Description Language ) 恰好满足了上述这样的要求, 并在 1987 年 12 月由 IEEE 标准化( 定为 IEEE std 1076--1987 标准, 1993 年进一步修订,被定为 ANSI/IEEE std 1076--1993 标准) 。它的出现为电子设计自动化( EDA ) 的普及和推广奠定了坚实的基础。据 1991 年有关统计表明, VHD L 语言业已被广大设计者所接受。另外, 众多的 CAD 厂商也纷纷使自己新开发的电子设计软件与 VHDL 语言兼容。由此可见, 使用 VHDL 语言来设计数字系统是电子设计技术的大势所趋。 1. 数字频率合成器的设计 1 .1 数字频率合成技术简介随着通信、数字电视、卫星定位、航空航天和遥控遥测技术的不断发展, 对频率源的频率稳定度、频谱纯度、频率范围和输出频率个数的要求越来越高。频率合成的方法主要有三种:直接合成模拟式频率合成、直接数字频率合成和锁相频率合成。通过对频率进行加、减、乘、除运算,可从一个高稳定度和高准确度的标准频率源, 产生大量的具有同一稳定度和准确度的不同频率。频率合成器的技术复杂度很高,经过了直接合成模拟式频率综合器、锁相式频率综合器、直接数字式频率综合器( DDS )三个发展阶段。直接合成模拟式频率合成器是通过倍频器、分频器、混频器,对频率进行加、减、乘、除运算,得到各种所需频率。直接合成法的优点是频率转换时间短, 并能产生任意小的频率增量。但用这种方法合成的频率范围将受到限制。更重要的是,直接合成模拟式频率合成器不能实现单片集成,而且输出端的谐波、噪声及寄生频率难以抑制。因此,直接合成模拟式频率综合器已逐渐被锁相式频率综合器、直接数字式频率综合器取代。使用 PLL 技术实现的锁相式频率合成器在性能上较之 RC、LC 振荡源有很大提高, 但外围电路仍然较复杂, 且容易受外界干扰, 分辨率难以提高, 其它指标也不理想。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。 1 .2 数字频率合成技术发展概况 1971 年,美国学者提出了以全数字技术,从相位概念出发直接合成所需波形的一种新的频率合成原理,称之为直接数字频率合成器(DDS) 。这是频率合成技术的一次重大革命,但限于当时微电子技术和数字信号