开题报告-基于fpga的psk信号设计与实现

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1、毕业论文开题报告课题名称基于FPGA的PSK信号设计与实现院系信息科学与技术系专业班通信工程0802姓名陈志蓓评分指导教师吴莉华中科技大学武昌分校华中科技大学武昌分校学生毕业论文开题报告学生姓名陈志蓓学号20081181075专业班级通信工程0802班信息科学与技院系指导教师吴莉职称讲师术系课题名称基于FPGA的PSK信号设计与实现1．课题研究的目的和意义1.1研究目的信号发生器是指产生所需参数的电测试信号的仪器。信号发生器又称信号源或振荡器，在生产实践和科技领域中有着广泛的应用。各种波形曲线均可以用三角函数方程式来表示。能够产生多种波形，如三角波、锯齿波、矩形波（含方波）、正弦波

2、的电路被称为函数信号发生器。函数信号发生器在电路实验和设备检测中具有十分广泛的用途。例如在通信、广播、电视系统中，都需要射频（高频）发射，这里的射频波就是载波，把音频（低频）、视频信号或脉冲信号运载出去，就需要能够产生高频的振荡器。在工业、农业、生物医学等领域内，如高频感应加热、熔炼、淬火、超声诊断、核磁共振成像等，都需要功率或大或小、频率或高或低的振荡器。1.2研究背景与意义信号发生器可以根据输出波形的不同，划分为正弦波信号发生器、矩形脉冲信号发生器、函数信号发生器和随机信号发生器等四大类。函数发生器，又称波形发生器。它能产生某些特定的周期性时间函数波形（主要是正弦波、方波、三角

3、波、锯齿波和脉冲波等）信号。频率范围可从几毫赫甚至几微赫的超低频直到几十兆赫。除供通信、仪表和自动控制系统测试用外，还广泛用于其他非电测量领域。目前，正弦信号是使用最广泛的测试信号。这是因为产生正弦信号的方法比较简单，而且用正弦信号测量比较方便。本课题研究的关键技术在于DDS技术的运用。DDS(DirectDigitalSynthesis直接数字频率合成)技术是用于产生精确的频率和基于相位控制的信号。这个函数发生器是一类产生测试信号的测量设备。大多数函数发生器可以产生一个正弦波、方波和/或三角波，并且高端设备还能支持产生多种频率的任意波形。由于DDS频率转换速度快，频率分辨率高，以

4、及在频率转换时可保持相位的连续，易于实现多种调制功能，全数字化，可编程，易于微处理器控制，易于单片集成，体积小，价格低，功耗小，生产一致性好，因此，DDS技术近年来得到了飞速发展，它的应用也越来越广泛，可以说直接数字频率合成的兴起也标志着第三代频率合成技术的形成。12．课题研究的主要内容2.1系统设计系统设计包含分频器，正弦信号发生器，数模转换，滤波器，电平移位及放大电路。2.1.1分频器设计因为载波频率小于30KHZ，故生成载波信号的正弦信号发生器选择16位累加器，则其需要的时钟在30KHZ以上即可。因此，设计中对20MHZ的系统时钟进行512分频（39KHZ）和16384分频（

5、1.22KHZ）。512分频所得时钟作为正弦信号发生器的时钟，16384分频所得时钟作为整个系统的基带信号。2.1.2正弦信号发生器设计本系统的正弦信号发生器模块是基于DDS技术设计的。直接数字频率合成是近年来发展非常迅速的一种新型频率合成技术，其基本思想是基于正弦查找表。根据正弦函数的产生原理，直接对输入参考时钟进行抽样，数字化，从相位出发，用不同的相位给出不同的电压幅度，最后经滤波平滑输出所需的频率信号。DDS主要由参考频率源、相位累加器、正弦ROM表、D/A转换器（DigitalAnalogConverter,简称DAC）和低通滤波器（LPF）等组成，其中相位累加器与正弦RO

6、M查找表合称数控振荡器（NumericControlledOscillator,简称NCO），它是DDS的核心。DDS的结构原理图如图１.1所示，参考频率源是一个高稳定的晶体振荡器，其输出信号作为DDS合成频率的基准频率，同时保证DDS中各部件同步工作，来自单片机系统的频率控制字K控制相位累加器的累加次数，从而改变输出频率f的高低及其相位大小。0KNbits正弦波相位查找表DACLPF输出NCOf。累加器参考频率源fc图1-1DDS结构原理图相位累加器由N位加法器与N位累加寄存器级联构成。每来一个时钟脉冲，加法器将频率控制字K与累加寄存器输出的累加相位数据相加，把相加后的结果送至累

7、加2寄存器的数据输入端。累加寄存器将加法器在上一个时钟脉冲作用后所产生的新相位数据反馈到加法器的输入端，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线性相位累加。由此可以看出，相位累加器在每一个时钟脉冲输入时，把频率控制字累加一次，相位累加器输出的数据就是合成信号的相位，相位累加器的溢出频率就是DDS输出的信号频率。用相位累加器输出的数据作为波形存储器（ROM）的相位取样地址，这样就可把存储在波形存储器内的