直接数字频率合成器quartus.doc

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1、电子线路课程设计直接数字频率合成器学号：：2011年11月摘要本篇论文主要讲了用eda设计dds。用quartus软件模拟仿真电路，并下载到芯片。使电路能输出正余弦波，并可调节频率和相位。并在这基础上进行一部分扩展，如能输入矩形三角形波。关键词eda设计ddsquartusAbstract:ThisreportintroducestheEDAdesigniscompletedwithDirectDigitalSynthesisDDSprocess.ThisdesignusesDDSQuartusII7

2、.0softwaredesign,anddownloadsSmartSOPCexperimentalsystemhardware.Keywordedadesignddsquartus目录设计要求··············································4方案论证··············································4各子模块设计原理······································6调试，仿真及下载···

3、···································12结论··················································13一．设计要求基本要求：1、利用QuartusII软件和SmartSOPC实验箱实现DDS的设计；2、DDS中的波形存储器模块用Altera公司的Cyclone系列FPGA芯片中的RAM实现，RAM结构配置成212×10类型；3、具体参数要求：频率控制字K取4位；基准频率fc=1MHz,由实验板上的系统时钟分频得到；4、系统

4、具有使能功能；5、利用实验箱上的D/A转换器件将ROM输出的数字信号转换为模拟信号，能够通过示波器观察到正弦波形；6、过开关（实验箱上的Ki）输入DDS的频率和相位控制字，并能用示波器观察加以验证；提高部分：1、通过按键（实验箱上的Si）输入DDS的频率和相位控制字，以扩大频率控制和相位控制的围；(注意：按键后有消颤电路)2、能够同时输出正余弦两路正交信号；3、在数码管上显示生成的波形频率；4、充分考虑ROM结构及正弦函数的特点，进行合理的配置，提高计算精度；5、设计能输出多种波形（三角波、锯齿波、方

5、波等）的多功能波形发生器；6、基于DDS的AM调制器的设计；7、自己添加其他功能。二、方案论证直接数字频率合成器（DirectDigitalFrequencySynthesizer）是一种基于全数字技术，从相位概念出发直接合成所需波形的一种频率合成技术。dds的组成及工作原理：每来一个CLOCK，加法器就将频率控制字f与累加寄存器输出的累加相位数据相加，相加的结果又反馈送至累加寄存器的数据输入端，以使加法器在下一个时钟脉冲的作用下继续与频率控制字相加。这样，相位累加器在时钟作用下，不断对频率控制字进行

6、线性相位累加。由此，相位累加器在每一个时钟脉冲输入时，把频率控制字累加以此，相位累加器输出的数据作为波形存储器的相位取样地址，这样就可把存储在波形存储器的波形抽样值进行找表查出，完成相位到幅值的转换。由于相位累加器为N位，相当于把正弦信号在相位上的精度定为N位，所以分辨率为1/2N。若系统时钟频率为fc，频率控制字f为1，则输出频率为fOUT=fC/2N，这个频率相当于"基频"。若f为K，则输出频率为：fout=K*fC/2N当系统输入时钟频率fC不变时，输出信号的频率由频率控制字K所决定。由上式可得

7、：K=2N*fout/fC其中，K为频率字，注意K要取整，有时会有误差。DSS工作流图：三、各子模块设计原理1、分频器实验中需要有1mhz，1khz，2hz，0.5hz的输入信号，而实验像仅能提供48mhz的输入信号，故需要分频。实验中拟用74163制作3分频，3片74160分别制作1k分频与500分频，用4片触发器做16分频。16分频：3分频：1k分频：500分频：2、加法器加法器的目的，其一是作为累加器的一部分，将k进行累加，其二是作为频率控制与相位控制电路的一部分，调整输入给rom的12位地址。

8、3、寄存器寄存器的目的，是使加法器出来的结果稍作停留，以便传递给rom的地址位或者是回传给加法器成为加数。2、累加器相位累加器的组成=N位加法器+N位寄存器相位累加器的作用：在时钟的作用下，进行相位累加注意：当相位累加器累加满量时就会产生一次溢出，完成一个周期性的动作。3、rom的制作作用：进行波形的相位—幅值转换。原理：ROM的N位地址把0O—360O的正弦角度离散成具有2N个样值的序列ROM的D位数据位则2N个样值的幅值量化为D位二进制数据以正弦为例