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适用专业：EDA
适用年级：大学
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论文编号：197414
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EDA课程设计-直接数字频率合成器设计（DDS），共22页，4914字
一、 设计任务与要求
直接数字频率综合技术，即DDS技术，是一种新型的频率合成技术和信号产生方法。利用EDA技术和FPGA实现直接数字频率合成器DDS的设计。
设计要求：
1、 利用QuartusII软件实验箱实现DDS的设计；
2、 通过实验箱上的开关输入DDS的频率和相位控制字，并能用示波器观察加以验证；
3、 系统具有清零和使能的功能；
4、 DDS中的波形存储器模块用Altera公司的Cyclone系列FPGA芯片中的ROM实现。
二、 总体框图
2、 设计思路
直接数字频率合成器（Direct Digital Frequency Synthesizer）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。其电路系统具有较高的频率分辨率，可以实现快速的频率切换（<20ns）,频率分辨率高（0.01HZ）,频率稳定度高，输出信号的频率和相位可以快速程控切换，输出相位可连续，可编程以及灵活性大等优点。DDS技术很容易实现频率、相位和幅度的数控调制，广泛用于接收本振、信号发生器、仪器、通信系统、雷达系统等，尤其适合调频无线通信系统。
图1是DDS的基本总体框图，频率控制字M和相位控制字N分别控制DDS输出正弦波的频率和相位。DDS系统的核心是相位累加器，它由一个累加器和一个N位寄存器组成。每来一个时钟脉冲，相位寄存器以步长M增加。相位寄存器的输出与相位控制字相加，其结果作为正弦查找表的地址。正弦查找表由ROM构成，内部存有一个完整周期正弦波的数字幅度信息，每个查找表的地址对应正弦波中0-360°范围内的一个相位点。查找表把输入的地址信息映射成正弦波的数字幅度信号，同时输出到数模转换器DAC的输入端，DAC输出的模拟信号经过低通滤波器（LPF）,可得到一个频谱纯净的正弦波。
DDS基本结构框图特点：其中CLK来自高稳性晶振所提供，用于提供DDS各种部件的同步工作。DDS核心的相位累加器由一个N位字长的二进制加法器和一个有时钟f取样的N位寄存器组成，作用是对频率控制字进行线性累加；波形存储器中所对应的是一张函数波形查询表，对应不同的相位码址输出不同的幅度编码。当相位控制字为0，相位累加输出的序列对波形存储器寻址，得到一系列离散的幅度编码。该幅度编码经D/A转换后得到对应的阶梯波，最后经低通滤波器平滑后可得到所需的模拟波形。相位累加器在基准时钟的作用下，进行线性相位累加，当相位累加器加满量时就会产生一次溢出，这样就完成了一个周期，这个周期就是DDS信号的一个频率周期。
三、选择器件
直接数字频率合成器（DDS）中所用到的器件为:
1、装有QuartusⅡ软件的计算机一台。
2、芯片：使用Altera公司生产的Cyclone系列芯片，如EP1C12Q240C8芯片。
3、EDA实验箱一个。
4、下载接口是数字芯片的下载接口（JTAG），主要用于FPGA芯片的数据下载。
5、按键开关和LED灯。
6、时钟源。
7、示波器。
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- EDA课程设计-直接数字频率合成器设计（DDS）
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发表于 2011-6-18 02:35:28