数控移相信号发生器

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1、实用标准文案湖南人文科技学院课程设计报告课程名称：VHDL语言与EDA课程设计设计题目：数控移相信号发生器系别：通信与控制工程系专业：电子信息工程班级：2008级1班学生姓名:叶小华稂雄伟学号:0840910608409141起止日期:2011年6月13日~2011年6月27日指导教师:田汉平周桃云岳舟教研室主任：谢四莲精彩文档实用标准文案指导教师评语：指导教师签名：年月日成绩评定项目权重成绩叶小华稂雄伟1、设计过程中出勤、学习态度等方面0.22、课程设计质量与答辩0.53、设计报告书写及图纸规范程度0.3总成绩教研室审核意见：教研室主任签字：年月日教学系审核意见：主任

2、签字：年月日精彩文档实用标准文案摘要随着现代电子测量技术的发展,能够产生各种波形信号的数字式信号发生器的应用越来越广泛，本系统介绍了一种以DDS为基本单元的数字移相信号发生器的设计方法。根据课题要求，我们需要设计一个数控移相信号发生器，能通过按键进行移相控制，每按一键增加或减小相位差1～2度，输出信号的频率为50KHZ。输出波形峰-峰值大于2V。根据本学期所学习的，我们利用QuartusⅡ和Matlab/Simulink之间的接口工具DSPBuilder来完成整个设计要求。首先在Matlab中DSPBuild的Simulink中进行建模，系统仿真通过SignalComp

3、iler将模型设计文件转换成相应的硬件描述语言（VHDL），在QuartusⅡ平台上进行综合生成网表文件，并适配下载至FPGA。利用FPGA设计的DDS对整个功能的实现更为灵活，大大减少了外围硬件电路的设计，增加了系统的稳定性和可靠性。设计者只需要掌握有关该设计所使用的软件即可自行设计，大大的简化了设计的过程。关键词：DDS，数控，信号发生器，移相，MATLAB精彩文档实用标准文案目录设计要求11设计方案论证11.1方案一11.2方案二21.3方案选择22系统总体方案设计及实现32.1数控移相信号发生器设计32.1.1DDS32.1.2相位字输入的计算42.1.2输出波

4、形峰峰值的计算52.1.3相位差的计算52.1.4数控移相信号发生器电路模型图52.1.5Simulink模型的仿真62.2SignalCompiler的使用62.2.1分析当前的模块62.2.2设置SignalCompiler62.2.3把模型文件MDL转换成VHDL62.2.4综合62.2.5QuartusⅡ试配62.3各模块的功能说明72.4嵌入式锁相环的设计82.5引脚的锁定83设计结果94设计结论105结束语及致谢116元器件及仪器设备明细表117参考文献11精彩文档实用标准文案数控移相信号发生器设计要求能通过按键进行移相控制，每按一键增加或减小相位差1～2度

5、，输出信号的频率为50KHZ。输出波形峰-峰值大于2V。1设计方案论证1.1方案一图1方案一原理框图，该方案根据矩阵式键盘输入给FPGA送出频率控制字与相位控制字，用于设定输出正弦波的频率与相位。高速D／A转换器用于正弦波的DA转换。FPGA构成DDS的核心部分，用于接收送来的频率字与相位字，同时给DA转换器输出正弦波数据。采用字符型液晶显示屏实时显示输出的频率与相位。该方案需借助QuartusⅡ来完成。图1方案一原理框图按键控制DDS相位累加器幅度控制D/A转换电路A频率字输入相位字输入A路输出精彩文档实用标准文案1.2方案二图2方案二原理框图，该方案是基于DSPBu

6、ilder与DDS并借助于MATLAB进行设计的。首先在Matlab中DSPBuild的Simulink中进行建模，系统仿真通过SignalCompiler将模型设计文件转换成相应的硬件描述语言（VHDL），在QuartusⅡ平台上进行综合生成网表文件，并适配下载至FPGA。在这个方案中，有两路正弦信号，一路为参考信号，另一路是可数控的移动信号，并且这两路可同步进行幅度和频率数控，即对于这两路输出的正弦信号，在相位、频率和幅度3个参数上都能完成等步长数控步进，而且还能对指定的参数进行设定。频率字输入图2方案二原理框图信号输出DDS相位累加器加法器查找表查找表相位字输入信

7、号输出1.3方案选择方案一是基于QuartusⅡ，在设计的过程中，利用VHDL完成电路设计，必须借助于EDA工具中的综合器、适配器、时序仿真器和编程器等工具进行相应的处理，才能使此项设计在FPGA上完成硬件实现并得到硬件测试，在进行HDL文本输入设计流程中比较繁琐，而且容易出错。而方案二是基于DSPBuilder进行手动流程设计，在设计过程中，DSPBuilder会自动完成VHDL的转换、综合、适配，而不像方案一那样要进行HDL文本输入，这样的话就能避免文本输入过程中的绝大多数错误。因而我们选择方案二。精彩文档实用标准文案2系统总体方案设