基于fpga的直接数字频率合成器

JIANGSU UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

基于FPGA的直接数字频率合成器设计

学 院： 电气信息工程学院 专 业： 电子信息工程 班 级： 姓 名： 学 号： 指导教师： 戴霞娟、陈海忠 时 间: 2015年9月17日

FPGA技术实验报告

1

目 录

1.功能要求 ........................................................... 2 2. 方案设计及原理框图 ................................................ 2 2.1 方案设计 ......................................................... 2 2.2 原理框图 .....................

JIANGSU UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

基于FPGA的直接数字频率合成器设计

学 院： 电气信息工程学院 专 业： 电子信息工程 班 级： 姓 名： 学 号： 指导教师： 戴霞娟、陈海忠 时 间: 2015年9月17日

FPGA技术实验报告

1

目 录

1.功能要求 ........................................................... 2 2. 方案设计及原理框图 ................................................ 2 2.1 方案设计 ......................................................... 2 2.2 原理框图 .....................

郑州科技学院

《数字电子技术》课程设计

题 目 直接数字频率合成器设计 学生姓名 专业班级 学 号 院 （系） 指导教师 完成时间

目 录

1. 课程设计的目的 .................................. 1 2. 课程设计的任务与要求 ............................. 1 3. 设计方案与论证 .................................. 1

3.1 地址发生器组成 .............................. 2 3.2 波形数据存储器 .............................. 2 3.3 数模转换器 .................................. 3 4. 设计原

郑州科技学院

《数字电子技术》课程设计

题 目 直接数字频率合成器设计 学生姓名 专业班级 学 号 院 （系） 指导教师 完成时间

目 录

1. 课程设计的目的 .................................. 1 2. 课程设计的任务与要求 ............................. 1 3. 设计方案与论证 .................................. 1

3.1 地址发生器组成 .............................. 2 3.2 波形数据存储器 .............................. 2 3.3 数模转换器 .................................. 3 4. 设计原

数字频率合成器的FPGA设计实现

数字频率合成器的FPGA设计实现

1 绪论

1.1 频率合成技术的背景 1）直接频率合成

直接频率合成理论大约在20世纪30年代中期开始形成，当时是利用单个或多个不同频率的晶体振荡器作为基准信号源，经过倍频、分频、混频等途径直接产生许多离散频率的输出信号，这就是最早应用的频率合成器，称之为直接式频率合成器．采用单一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。利用不同组合的四则运算，即可产生大量的、频率间隔较小的离散频率系列。根据参考频率源的数目和四则运算电路组合的不同，直接式频率合成器有着许多不同的形式．如可由较多晶体振荡器或频率源同时提供基准频率，或仅由一个或少数几个晶体振荡器提供基准频率。尽管合成器仅输入一个参考频率，但只需改变各倍频次数和分频器的分频数，即可获得一系列的离散频率。 2）锁相频率合成

相位反馈理论和锁相技术应用于频率合成领域，产生了间接式频率合成器。所谓间接式是指合成器的输出信号不是直接从参考源经过变换而得，而是由锁相环的压控振荡器间接产

基于FPGA的DDS设计 基于FPGA的DDS设计

摘 要：直接数字频率合成(DDS)技术采用全数字的合成方法，所产生的信号具有频率分辨率高、频率切换速度快、频率切换时相位连续，输出相位噪声低和可以产生任意波形等诸多优点。

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设计方案并利用MAXPLUSⅡ软件在ACEX1K系列器件上进行了实现，详细的介绍了本次设计的具体实现过程和方法，将现场可编程逻辑器件FPGA 和DDS 技术相结合，具体的体现了基于VHDL语言的灵活设计和修改方式是对传统频率合成实现方法的一次重要改进。FPGA器件作为系统控制的核心，其灵活的现场可更改性，可再配置能力，对系统的各种改进非常方便，在不更改硬件电路的基础上还可以进一步提高系统的性能。文章给出仿真结果，经过验证本设计能够达到其预期性能指标。

关键词：直接数字频率合成器；硬件描述语言；现场可编程门阵列；

毕业论文最佳的选择。

I

基于FPGA的DDS设计 The Design of DDS based on FPGA

Abstract:

The DDS(Direct Digital Frequency Synthesis) tech

电子线路课程设计论文 直接数字频率合成器

南京理工大学 电 子 线 路 课 程 设 计

直接数字频率合成器

D D S

(题名和副题名)

(学号)

指导教师姓名 姜萍 学院 电 年级

老师

子 工 程 与 光 电 技 术 学 院

2012级 专业名称 通信工程

论文提交日期

2014.12

1

Abstract 电子线路课程设计论文

摘 要

直接数字信号合成器（DDS）是一种从相位概念出发直接合成所需要波形的新的频率合成技术。与传统的频率合成器相比，DDS具有低成本、低功耗、高分辨率和快速转换时间等优点。

本文使用DDS的方法设计一个任意频率的正弦信号发生器，具有频率控制、相位控制、测频、切换波形、动态显示、使能开关以及AM调制等功能。利用QuartusII7.0中VHDL语言完成计算机设计、仿真等工作，然后使用由Altera公司开发的Cyclone III系列EP3C25F324C8实验箱实现电路，用示波器观察输出波形。

本文使用模块化的设计理念，将整体电路分为9个子模块

第4章 数字频率合成器的设计 随着通信、雷达、宇航和遥控遥测技术的不断发展，对频率源的频率稳定度、频谱纯度、频率范围和输出频率的个数提出越来越高的要求。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。

频率合成是通信、测量系统中常用的一种技术,它是将一个或若干个高稳定度和高准确度的参考频率经过各种处理技术生成具有同样稳定度和准确度的大量离散频率的技术。频率合成的方法很多，可分为直接式频率合成器、间接式频率合成器、直接式数字频率合成器( DDS)。直接合成法是通过倍频器、分频器、混频器对频率进行加、减、乘、除运算，得到各种所需频率。该方法频率转换时间快(小于100ns)。

锁相式频率合成器是利用锁相环（PLL）的窄带跟踪特性来得到不同的频率。该方法结构简化、便于集成，且频谱纯度高，目前使用比较广泛。

直接数字频率合成器（Direct Digital Frequency Synthesis简称： DDS）是一种全数字化的频率合成器，由相位累加器、波形ROM，D/A转换器和低通滤波器构成，DDS技术是一种新的频率合成方法，它具有频率分辨率高、频率切换速度快、频率切换时相位连续、输出

目录

摘要 ................................................................ 1 1.

设计任务 ....................................................... 2

2. 锁相频率合成器的硬件设计 ......................................... 2 2.1 锁相环基本原理 ................................................. 2 2.2 频率合成器总体设计方案 ......................................... 3 2.3 VCO电路设计(MAX2620) ........................................... 4 2.4 集成锁相环电路设计（MB1504） ................................... 6 2.5 单片机控制电路设计 ............................................. 9 3. 软件设计 ...

目 录

第一章 系统分析与设计方案 ............................................................................................................ 1

1.1 DDS设计原理介绍 ................................................................................................................ 1 1.2直接数字式频率合成器(DDS)的基本结构 .......................................................................... 1 1.3基本DDS结构的常用参量计算 ........................................................................................... 1

1.3.1 DDS的输出频率fout 。 .....................................