基于fpga的dds仿真与设计报告

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1、YibinUniversity电子信息科学与技术专业本科生EDA设计报告题目基于FPGA的DDS仿真与设计专业电子信息科学与技术班级学生姓名学号2013年12月18日34基于FPGA的DDS仿真与设计（宜宾学院物理与电子工程学院2011级2班段艳婷110302034）摘要：本文论述了直接数字频率合成技术（DDS）的信号发生器的设计与实现。本设计是以DDS芯片CycloneⅡ：EP2C5T144C8为频率合成器的函数信号发生器。本文分析了DDS的设计原理，基于VHDL语言进行系统建模等，同时利用QuartusⅡ编译平台完成一个具体DDS芯片的设计，详细阐述了基

2、于VHDL编程的DDS设计方法步骤。利用Altera公司的QuartusⅡ开发软件,完成DDS核心部分即相位累加器和RAM查找表的设计,可得到相位连续、频率可变的信号，并通过单片机配置FPGA的E^2PROM完成对DDS硬件的下载,最后完成每个模块与系统的时序仿真。由于FPGA的可编程性,使得修改和优化DDS的功能非常快捷。关键字：DDS，QuartusⅡ，FPGA中图分类号：TN引言：随着现代电子技术的不断发展,在通信系统中往往需要在一定频率范围内提供一系列稳定和准确的频率信号,一般的振荡器己不能满足要求,这就需要频率合成技术。直接数字频率合成(Direc

3、tDigitalFrequen2cySynthesis,DDS)是把一系列数据量形式的信号通过D/A转换器转换成模拟量形式的信号合成技术。目前在高频领域中,利用FPGA来设计符合自己需要的DDS系统就是一个很好的解决方法。34正文：目录第一章绪论41.1、DDS引言41.2、直接数字合成器的概念及其发展41.3、DDS技术在国内研究状况及其发展趋势51.4、频率合成器种类与技术发展趋势61.5、DDS优势61.6、课题主要研究内容和设计要求7第二章超大规模集成电路设计介绍72.1、引言72.1.1、EDA技术的含义及特点82.1.2、EDA技术的主要内容82

4、.2、可编程逻辑器件FPGA92.3、硬件描述语言（HDL）112.3.1、VHDL简介112.3.2、VHDL的主要特点122.3.3、VHDL语言的优势122.4、软件开发工具14第三章DDS工作原理和主要特点143.1、DDS的基本工作原理153.1.1、DDS采样量化153.1.2、DDS的基本参数推导173.2、DDS的主要特点183.3、DDS建模18第四章用VHDL来编程实现和仿真204.1、VHDL编程实现204.1.1、频率控制字的生成模块204.1.2、频率控制字的VHDL实现程序214.1.3、32位加法器的生成模块214.1.4、32

5、位加法器的宏模块224.1.5、32位寄存器的生成模块及VHDL实现程序224.1.6、存放波表Rom的生成模块及宏模块234.1.7、整体模块设计244.2、用QuartusⅡ进行DDS仿真244.2.1、QuartusⅡ软件简介254.2.2、用QuartusⅡ的仿真步骤和图像264.2.3、注意事项29第五章结束语305.1、总结305.2、参考文献315.3、致谢32345.4、附录32第一章绪论1.1、DDS引言频率合成技术是将一个（或多个）基准频率变换成另一个（或多个）合乎质量要求的所需频率的技术。在通信、雷达、导航、电子侦察、干扰等众多领域都有

6、应用。1971年3月美国学者J.Tierncy，C.M.Rader和B.Gold首次提出了直接数字频率合成（DDS—DirectDigitalSynthesis）技术。这是一种从相位概念出发直接合成所需要的波形的新的全数字频率合成技术。同传统的频率合成技术相比，DDS技术具有极高的频率分辨率、极快的变频速度，变频相位连续、相位噪声低，易于功能扩展和全数字化便于集成，容易实现对输出信号的多种调制等优点，满足了现代电子系统的许多要求，因此得到了迅速的发展。1.2、直接数字合成器的概念及其发展随着通信、数字电视、卫星定位、航空航天和遥控遥测技术的不断发展，对频率源

7、的频率稳定度、频谱纯度、频率范围和输出频率个数的要求越来越高。为了提高频率稳定度，经常采用晶体振荡器等方法来解决，但它不能满足频率个数多的要求，因此，目前大量采用频率合成技术—DDS即DirectDigital34Synthesizer，中文名称是直接数字合成器，是一种新型的频率合成技术，具有较高的频率分辨率，可以实现快速的频率切换，并且在改变时能够保持相位的连续，很容易实现频率、相位和幅度的数控调制，以其使用方便和品路分辨率高等优点，在现代通信领域得到越来越广泛的应用。用VHDL语言对DDS进行功能描述，方便在不同的实现方式下移植和修改参数，因而逐步成为D

8、DS设计主流，而且在Alter公司开发的Maxplu