基于fpga的dds函数信号发生器

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1、DDS便携式信号源设计摘要函数信号发生器在教学、通信、测量等领域是非常重要的工具，制作高性能信号发生器的关键在于频率合成技术。目前，常用的频率合成技术有直接频率合成、锁相频率合成和直接数字频率合成（DDS）等。其中全数字化的DDS技术是一种新的频率合成方法，由于其具有频率分辨率高、频率切换速度快、相位噪声低和频率稳定度高等优点，DDS技术成为现代频率合成技术中的佼佼者。现场可编程门阵列（FPGA）设计灵活、速度快，在数字专用集成电路的设计中得到了广泛应用。在本设计中利用FPGA实现了一个DDS系统，该DDS系统

2、的硬件结构是以FPGA为核心实现的，使用的是Xilinx公司的Spartan6系列FPGA。为建立友好的人机交互界面，实现DDS信号信息的实时显示（包括信号类型和信号频率、幅度参数），在本设计中采用了CPU与FPGA构成联合系统的方案。其中，CPU选用的是Cortex-M4系列ARM单片机。本设计最终实现了基于FPGA的DDS便携式信号源的设计，并且实现了对DDS信号源的控制及参数的实时显示，实现了预期设定的目标。关键字：DDS信号源；FPGA；ARMCortex-M4VIPortableSignalSourc

3、eDesignBasedonDDSABSTRACTFunction generator is a very indispensable tool in communications, measu-rement, teaching and other fields,andthekeytomakeahighperformancesignalgeneratoristhetechnologyoffrequencysynthesis.Atpresent,thetechnologyoffrequencysynthesisc

4、onsistsofdirectsynthesis,phase-lockedsynthesisandDirectDigitalfrequencySynthesis(DDS),etc.ThefullydigitalDDStechnologyhassuchadvantagesashighfrequencyresolution,fastfrequencyswitchingspeed,lowphasenoiseandhighstability,anditoutshinesotherfrequencysynthesisme

5、thods.FieldProgrammableGateArray(FPGA),becauseofitsflexibledesigningandhighspeed,hasbeenusedmorewidelyindigitalASIC.ThisdesignmainlydiscusseshowtorealizeaDDSsystemwithFPGA.ThehardwareofthedesignisSpartan6seriesFPGAmadebyXilinxInc.Inordertobuildafriendlyman-m

6、achineinterfacetomakesuretheinformationsuchasthetype,frequencyandamplitudeofthesignaldisplayinthescreenattherealtime,wechoosethedesignbasedonbothCPUandFPGA.ThehardwareoftheCPUisARMCortex-M4seriessinglechipmicrocomputer.Thisdesignrealizestheportablesignalsour

7、cebasedonDDSintheFPGAVIboard,anditrealizesthereal-timedisplayandthecontroloftheparametersofthesignalsource.Finally,itachievesthedesiredobjectives.Keywords：DDSsignalsource；FPGA；ARMCortex-M4VI目录1绪论-1-1.1引言-1-1.2国内外现状及发展史-2-1.2.1频率合成技术及其发展-2-1.2.2可编程逻辑器件及其发展-5-

8、1.2.3基于FPGA实现DDS技术的意义-7-1.3DDS设计重点与主要工作-8-2DDS技术原理及FPGA简介-10-2.1DDS技术原理-10-2.1.1DDS技术概述-10-2.1.2DDS技术基本原理-11-2.1.3DDS的特性分析及优化-14-2.2FPGA简介-19-2.2.1FPGA的基本结构-20-2.2.2FPGA的基本特点-21-2.2.3FPGA的开发流程-2