毕业设计（论文）-基于fpga的直接数字频率合成器设计

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1、本科毕业论文(设计)题目：基于FPGA的直接数字频率合成器设计学院：自动化工程学院专业：电子信息科学与技术班级：2004级2班姓名：##########指导教师：###########2008年6月2日基于FPGA的直接数字频率合成器设计TheDesignofDirectDigitalFrequencySynthesizerBasedonFPGA摘要设计由可编程逻辑阵列FPGA（FieldProgrammableGateArray）器件实现直接数字频率的合成器。直接数字频率合成器（DirectDigitalSy

2、nthesizer）是从相位概念出发直接合成所需波形的一种频率合成技术。由于FPGA的自身特点，能够很容易在FPGA内部生成多个基本模块，从而开发出功能更强大的芯片。本文在对现有DDS技术的学习基础上，在FPGA器件上实现了基于DDS技术的信号源，并通过键盘控制其波形输出所需的控制字。方案利用QuartusⅡ开发工具在ALTERA公司的ACEX1K系列器件上进行了实现。关键词信号源可编程逻辑阵列直接数字频率合成器(DDS)控制字AbstractTheDesignisbasedonFPGA(FieldProgra

3、mmableGateArray)devicetoachievedirectdigitalfrequencySynthesis.DirectDigitalSynthesizerfromtheconceptofphasesynthesisnecessarywaveform.AstheFPGAitsowncharacteristics,canbeeasilygeneratedinanumberofbasicinternalFPGAmodule,whichdevelopedthemorepowerfulchips.On

4、alargenumberofinvestigationofexistingresearchliterature，thepapersinvolvestheproposedstructureofthedirectdigitalfrequencysynthesizerFPGAdesign.TheProgrammerusestheQuartusIIdevelopmenttoolfordesigningtheAlteraACEX1Kseriesdevices.Keywordssignalgeneratorfieldpro

5、grammablegatearray(FPGA)DDScontrolwords5青岛大学本科生毕业论文(设计)目录目录第1章绪论21.1频率合成技术简介21.2课题研究意义31.3设计任务41.4设计原理及思路41.4.1DDS工作过程51.4.2原理框图5第2章DDS系统电路的原理及设计62.1系统框图62.2具体实现原理分析和说明62.2.1核心模块----相位累加器62.2.2基于FPGA的ROM查找表122.2.3模数转换152.2.4低通滤波输出电路162.3软件验证及仿真172.4其他功能的设计18

6、2.4.1调频、调幅及调相182.4.2其余波形的产生18第3章器件选择及具体硬件电路193.1芯片的选择与使用193.2设计硬件连接电路图20第4章实验及开发系统214.1实验开发系统的选择214.2演示程序及软件仿真234.3实验过程与结果分析25总结28谢辞29参考文献305青岛大学本科生毕业论文(设计)绪论5青岛大学本科生毕业论文(设计)绪论第1章绪论1.1频率合成技术简介频率合成(FrequeneySynthesis)是指以一个或数个参考频率为基准，在某一频段内，综合产生并输出多个工作频率点的过程。基

7、于这个原理制成的频率源称为频率合成器(FrequeneySynthesizer)。频率合成器被人们喻为众多电子系统的“心脏”，在空间通信、雷达测量、遥测遥控、射电天文、无线电定位、卫星导航和数字通信等先进的电子系统中都需要有一个频率高度稳定的频率合成器。一个性能优良的频率合成器应同时具备输出相位噪声低、频率捷变速度快、输出频率范围宽和捷变频率点数多等特点。频率合成器一般可分为直接式、间接式（锁相式）、直接数字式。直接式频率合成器是最早出现最先使用的一种频率合成器。它是由一个或多个晶体振荡器经过开关转换、分频、倍

8、频、混频、滤波得到所需要的频率。虽然提出的时间早，最初的方案也显得十分落后，但由于直接模拟合成具有频率捷变速度快，相位噪声低的主要优点而使之在频率合成领域占有重要的地位。这种方法的主要优点是频率转换时间短，理论上可产生任意小的频率间隔。主要缺点有频率范围有限、频率间隔不能太多、采用的大量倍频器、分频器和混频器等，增大了输出信号的噪声以及设备庞大，造价较高等。而且直接模拟频率合成器容易产