毕业设计（论文）-直接数字频率合成器设计

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1、直接数字频率合成器设计TheDesignofDirectDigitalFrequencySynthesizer摘要利用可编程逻辑阵列FPGA（FieldProgrammableGateArray）实现DDS专用电路芯片，主要特点是能满足用户对特殊功能的要求，而且在使用过程中也灵活地改变系统结构。商用DDS专用芯片虽然为电路设计者提供了很多机会并满足了很多场合的需要.但是也有它的局限性，并不能满足所有的要求。本文在对现有DDS技术的大量文献调研的基础上，提出了符合FPGA结构的DDS设计。方案利用QuartusⅡ开发工具在ALTERAFLEX10K系列器件上进行了实现。关键词直接数字频率合成

2、器单片机数模转换温度漂移补偿AbstractThemainfeaturesofrealizationofdedicateddirectdigitalfrequencysynthesizercircuitchipsusingFPGAaretheabilitytomeetuserrequirementsforspecialfunctions,butalsoflexibilitychangestructuralofthesystemintheuseoftheprocess.AlthoughcommercialDDSdedicatedchipcircuitprovidealotofopportun

3、itiesforthedesignersandmeettheneedsofmanyoccasions,thereareitslimitationsandcannotmeetalltherequirements.Onalargenumberofinvestigationofexistingresearchliterature，thepapersinvolvestheproposedstructureofthedirectdigitalfrequencysynthesizerFPGAdesign.TheProgrammerusestheQuartusIIdevelopmenttoolforde

4、signingtheAlteraFLEX10Kseriesdevices.KeywordsDDSMCUDACTemperaturedriftcompensation目录前言1第1章设计思路及原理21.1研究意义21.2总体设计任务21.3设计思路及原理31.3.1DDS工作原理框图31.3.2具体工作过程3第2章系统电路的设计及原理52.1系统框图52.2各模块具体实现原理分析和说明52.2.1相位累加器模块52.2.2ROM查找表模块102.2.3单片机输入输出控制模块122.2.4温漂误差补偿132.2.5D/A转换模块182.2.6滤波输出电路模块192.3软件仿真结果19第3章硬件

5、电路的构建213.1FPGA芯片的选择与使用213.2硬件连接电路图23第4章实验开发系统系统254.1实验开发系统的选择与使用254.2实验过程与结果分析27总结30谢辞31参考文献32前言频率合成技术是现代电子系统中非常关键的技术。在通信、雷达、导航和电子战方面，都需要在一个很宽的频率范围内以快捷的速度提供大量高精度、高稳定度的频率信号。现实应用的频率合成技术主要有直接频率合成法、锁相频率合成法、直接数字频率合成法。直接频率合成法采用单个或多个不同频率的晶体振荡器作为基准信号源，经过具有加减乘除四则运算功能的混频器、倍频器、分频器和具有选频功能的滤波器的不同组合来实现频率合成。这种方法

6、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。随着集成技术和数字技术的发展，直接频率合成器的发展受到了限制。锁相频率合成法基于锁相环路的同步原理，是从一个高准确度、高稳定度的参考晶体振荡器综合出大量离散频率的一种技术。它由基准频率产生器提供一个高稳定度的参考频率，锁相环路利用其良好的窄带跟踪特性，使频率准确的锁定在参考频率或其N次谐波频率上。当锁相环路(PLL)达到稳定状态后，若输入信号为一固定频率的正弦波，则压控振荡器的输出信号频率与输入信号频率相等，它

7、们之间的相位差为一常值。这种状态为环路的锁定状态。这种方法的优点是结构简单，输出频率纯度高，易于得到大量的离散频率，虽然锁相环频率合成技术发展非常快，应用也很广泛，但其频率转换速度不快，分辨率低，电路和微机控制复杂。1971年，美国学者J.Tierncy，C.M.Rader和B.Gold提出了以全数字技术，从相位概念出发直接合成所需波形的一种新的频率合成方法。限于当时的技术和器件水平，它的性能指标尚不能与已有技术相比，故