基于fpga的直接数字频率合成器的设计本科设计

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1、河南理工大学毕业设计（论文）说明书毕业设计论文基于FPGA的直接数字频率合成器的设计摘要在频率合成领域，常用的频率合成技术有直接模拟合成、模拟锁相环、小数分频锁相环等，直接数字频率合成（DirectDigitalFrequencySynthesis，DDFS，简称DDS）是近年来的新的频率合成技术。本文介绍了直接数字频率合成器的基本组成及设计原理，给出了基于FPGA的具体设计方案及编程实现方法。仿真结果表明，该设计简单合理，使用灵活方便，通用性好，可写入各种FPGA芯片，最高可将频率提高100万倍。具有良好的性价比。关键词直接数字频率合成器(DDS)FPGA49

2、河南理工大学毕业设计（论文）说明书DesignofdirectdigitalfrequencysynthesizerbasedonFPGAAbstractInFrequencydomain,thecommonSynthesistechnologyhasDirectsimulation,phaselockloopsimulation,decimalFrequencyandphaselockloop,DirectDigitalFrequencySynthesis(assomeDDFS,Digital,referredtoasspuriousbio-synthesis

3、)inrecentyearsisthenewFrequencySynthesistechnology.ThestructureandprinciplesofDirectDigitalFrequencySynthesizerisintroduced.AlsoadetaileddesignandthemethodofprogramrealizationbasedonFPGAareintroduced.Theresultofsimulationshowsthatthedesignissimpleandfeasible,convenientandflexible,hig

4、huniversality,writeablevariousFPGAchip,thehighestfrequencycanbe100milliontimes.Ratioforqualitytoprice.KeywordsDirectDigitalfrequencySynthesizer(DDS)FPGA49河南理工大学毕业设计（论文）说明书前言在频率合成领域，常用的频率合成技术有直接模拟合成、模拟锁相环、小数分频锁相环等，直接数字频率合成（DDS）是近年来的新的频率合成技术。DDS以稳定度高的参考时钟为参考源，通过精密的相位累加器和数字信号处理，再通过高速D/A

5、变换器产生所需的数字波形，这个数字滤波经过一个模拟滤波器后，得到最终的模拟信号波形。DDS是产生高精度、快速频率变换、输出波形失真小的优先选用技术。随着可编程逻辑器件的飞速发展，使用FPGA（Field－ProgrammableGateArray）设计DDS系统成为一种很好的选择，由于FPGA现场可编程，设计复杂或者简单系统完全从实际需要出发，通过重写RAM/ROM数据，可以做到任意波形输出和动态波形输出，这是其他方法所无法比拟的。本章提出了一种基于FPGA的直接数字频率合成设计方法，并利用比例乘法器，将频率分辨率提高到惊人的程度。49河南理工大学毕业设计（论文

6、）说明书目录1DDS原理11.1直接模拟（DAS）11.2间接式频率合成（PLL）11.3直接数字频率合成（DDS）22系统设计62.1微控制器接口模块82.2相位累加寄存器82.3双端口RAM83模块设计与实现153.1微控制器接口模块153.1.1分频寄存器（FWORD1-FWORD4)163.1.2控制寄存器（DDSCR)163.1.3数据输入寄存器（DATA）173.2比例乘法器模块313.3相位累加器模块373.4双端口RAM模块39致谢48参考文献4949河南理工大学毕业设计（论文）说明书1DDS原理顾名思义频率合成技术，就是能从一个高稳定和准确度的

7、标准频率中产生千百万个同一高稳定度和准确度的频率。频率合成技术广泛地应用于通信、导航、雷达、仪器仪表、军事装备等领域、现代的电子系统对频率合成器提出越来越高的要求，主要表现在：转换速度快、频段宽、步进间隔小、杂散小、体积小、重量轻、功耗低等。随着大规模集成电路的发展，频率合成技术日趋完善，目前，主要有以下几种方式。1.1直接模拟（DAS）直接模拟合成技术是通过对标准参考频率进行加、减、乘、除运算而合成一系列相干频率，其换频率速度主要由电路部件响应速度决定，相位噪声指标也还不错。主要技术问题是杂波干扰，由于直接模拟合成引入了大量的混频器、倍频器、分频器，这些非线性

8、的部件使得杂波抑制相当困