正弦信号发生器的研究

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1、毕业设计（论文）完成ri期2006年题目学生姓名学号专业班级指导教师评阅教师学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文屮特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承托I。作者签名：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保障、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关学位论文管理部门或机构送交论文的复卬件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权省级优秀学士学位论文评选机构将本学位论文的

2、全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1、保密口，在年解密后适用木授权书。2、不保密口。（请在以上相应方框内打“J”）作者签名：必须本人签字年月曰摘要1前言（黑体4号）21计算机测量与控制（黑体4号）31.1（宋体小4号）31.2（宋体小4号）82虚拟仪器（黑体4号）122.1（宋体小4号）142.2（宋体小4号）153致谢（黑体4号）27参考文献（黑体4号）28附录（黑体4号）10正弦信号发生器的研究学生：强虎指导教师：赵亮方（三峡大学电气信息学院）摘要：本设计

3、以复杂可编程逻辑阵列CPLD（EP1K3O）和单片机AT89S52为基础,采用数字频率合成DDS技术实现了频率合成功能，并结合高速D/A器件AD9713设计制作了一个输出频率在1K~1OMHZ范围内，步进100HZ的正弦波信号发生器。测试表明输出信号稳定度优于104,在频率范围内50Q的负载上输出正弦波电压幅度VPP=6V±0.6V,波形无明显失真。本设计通过对CPU）采用相应的数字控制算法实现调频FM,调幅AM和键控PSK、ASK数字调制功能。关键词:正弦信号；幅度调制；频率调制;幅频键控刖吞在电子、通信等领域，高精度、高分辨率、

4、宽频率范围的信号源有着广泛的应用，一般的信号源设计都采用频率合成技术，传统上采用锁相环(PLL)电路进行设计，随着直接数字频率合成(DDS)技术的发展，很多芯片公司都开发出了自己的DDS专用集成芯片，同D6A转换器和低通滤波器(LPF)一起便可以组成任意波形信号的发生器[1-2]o近年来现场可编程门阵列(FPGA)技术得到了迅速的发展和广泛的应用，其资源容量、工作频率以及集成度都得到了极人的提高，使得利用FPGA实现某些专用数字集成屯路得到了大家的关注，而基于FPGA实现的直接数字频率合成器则更具其优点，有着灵活的接口和控制方式、较

5、短的转换吋间、较宽的带宽、以及相位连续变化和频率分辨率较高等优点，其也为设计者在此基础之上实现屯路集成提供了另一种方法。1方案论证与比较本系统主耍由两部分组成：正弦波信号发生器和产生调幅、调频、键控信号。1.1正弦波信号发生器方案一：采用模拟分立元件或压控振荡器可以产生正弦波，通过调整外部元件可以改变输出频率，但模拟器件由丁•离散性太大，因而产生的频率稳定度较差,精度低，抗干扰能力低，调试困难，无法解决频率步进100Hz的要求。方案二：直接采用DDS芯片AD9850产生正弦信号。该器件捉供了并行和串行控制字输入，以改变其输出频率。它

6、内部包括可编程DDS系统、集成了高速的lObitDAC及高速比较器，能够产生频率很高的正弦信号，由于采用特定的集成工艺，内部数字信号抖动很小，可以输出高质量的模拟信号。但相对于CPLD而言，其灵活性较差。方案三：采用直接数字频率合成DDS技术，在CPLD上实现正弦信号查找表和地址扫描，经D/A输出可得到正弦信号。具有频率稳定度高，频率范围宽，容易实现频率步进lOOIIzo全数字化结构便于集成，输出相位连续，频率、相位和幅度均可实现程控。综上所述，可以选择方案二，但是专用DDS芯片在应用灵活上常常与系统要求相去其远，如题目要求的调频、

7、调幅需外接复杂电路。因此，我选用方案三。1・2调幅、调频、键控信号的产生方案一：采用调频、调幅专用芯片能分别实现调频调幅功能，对于某-•特定频率和特定的调制度、频偏效果较好，但是在载波频率可变和调制度、频偏耍求任意设定的情况下，难以实现。方案二：利用CPLD芯片不仅可以实现频率范围可调的正弦波信号，而且在CPLD内部加上相应的数字控制算法就能方便地实现调频FM,调幅AM和键控PSK、ASK数字调制功能，冇利于提高系统的整体性能和工作可靠性，与正弦信号产生部分可在一片CPLD(EP1K30)中实现，大大地简化了硬件电路，便于功能扩展,

8、并为进-步实现系统集成创造条件。综合比较各方案，选用以CPIP和单片机为硬件基础，运用DDS技术和单片机编程技术來实现设计任务书的要求。2理论分析与计算2.1直接数字频率合成(DDS)工作原理直接数字频率合成(DirectDigita