基于fpga和mtlab的dds正弦信号发生器设计报告

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1、摘要DDS是一种新型的频率合成技术，具有较高的的频率分辨率，可以实现快速的频率切换，并且在改变时能够保持相位的连续，很容易实现频率、相位和幅度的数控调制。因此，在现代电子系统及设备的频率设计中，尤其在通信领域，直接数字频率合成器的应用尤为广泛。本课程设计的主要内容是利用QuartusII9.0中的FPGA直接设计DDS。以及以MATLAB09a的Simulink为设计平台、以DSPBuilder为中间媒介、而将QuartusII作为底层设计工具置于后台设计DDS。且第二种设计途径最大程度地发挥了各种工具的优势。关键词：DDS;QuartusII

2、9.0;FPGA;MATLAB09a;Simulink;DSPBuilderII目录1绪论…………………………………………………………………………………………11.1DDS研究的目的和意义……………………………………………………………11.2国内研究现状………………………………………………………………………11.3研究思路和方法……………………………………………………………………42相关理论……………………………………………………………………………………52.1DDS理论……………………………………………………………………………52.2相关器件

3、FPGA……………………………………………………………………73系统分析与设计……………………………………………………………………………93.1总体设计……………………………………………………………………………93.2各模块设计…………………………………………………………………………94硬件设计………………………………………………………………………………114.1实体设计……………………………………………………………………………114.2子系统设计…………………………………………………………………………125软件设计……………………………………

4、………………………………………………175.1流程图设计…………………………………………………………………………175.2程序设计……………………………………………………………………………185.3QuartusII直接调用DSPBuilder生成的VHDL文件……………………………226仿真调试及结果分析………………………………………………………………………256.1仿真调试……………………………………………………………………………256.2仿真结果分析………………………………………………………………………267结论…………………………………

5、……………………………………………………28致谢…………………………………………………………………………………………29参考文献……………………………………………………………………………………30II沈阳理工大学装备工学院综合课程设计说明书第1章绪论1.1DDS研究的目的和意义频率合成器是电子系统的心脏，是决定电子系统性能的关键设备，随着现代无线电通信事业的发展，移动通信、雷达、制导武器和电子对抗等系统对频率合成器提出越来越高的要求，低相噪、高纯频谱和高速捷变的频率合成器一直是频率合成技术发展的主要目标，DDS技术的发展将有力地推动这一目标的实

6、现。频率合成技术从30年代发展到现在，已经进入成熟阶段。目前最常用的频率合成方案有两种，直接混频级联法和数字锁相环法。由于数字集成电路的迅猛发展，集成合成器和数字计算技术频率合成方案大量涌现。大规模集成电路的应用又为数字技术的方案提供了广阔的前景[[]潘松，黄继业．书名EDA技术与VHDL．第4版．北京：清华大学出版社，2013：162]。1.2国内外研究现状从频率合成技术的发展过程看，频率合成的方法主要有三种：（1）由Finden首先提出的最早的合成方法称为直接频率合成，它是使基准信号通过脉冲形成电路来产生丰富谐波脉冲，随后通过混频、分频、倍

7、频和带通滤波器完成频率的变换和组合，以产生我们需要的大量离散频率，从而实现频率合成。其合成方法大致可以分为两种基本类型：一种是所谓非相关合成方法，另一类是所谓相关合成方法。这两种合成方法的主要区别在于所使用的参考频率源的数目不同。非相关合成方法使用多个晶体参考频率源，所需的各种频率分别由这些参考源提供。它的缺点在于制作具有相同频率稳定性和精度的多个晶体参考频率源既复杂又困难，而且成本高。相关合成方法只使用一个晶体参考频率源，所需的各种频率都由它经过分频、混频和倍频后得到，因而合成器输出频率的稳定性和精度与参考源一样，现在大多数直接频率合成技术都

8、使用这种合成方法。直接频率合成能实现快速频率变换和几乎任意高的频率分辨率，但直接频率合成比另外两种合成方法使用多的多的硬设备，而且很难抑制因非线性而引