基于FPGA的DDS信号源设计

武汉科技学院毕业设计（论文）开题报告   课题名称    基于FPGA的DDS信号源设计 院系名称 武汉科技学院电子系 专    业    通信专业 班 级    04402班 学生姓名    张龙   一、课题的意义直接数字频率合成（DDS）技术，具有频率切换速度快，很容易提高频率分辨率、对硬件要求低、可编程全数字化便于单片集成、有利于降低成本、提高可靠性并便于生产等优点。目前各大芯片制造厂商都相继推出采用先进CMOS工艺生产的高性能和多功能的DDS芯片，专用DDS芯片采用了特定工艺，内部数字信号抖动很小，输出信号的质量高。然而在某些场合，由于专用的DDS芯片的控制方式是固定的，故在工作方式、频率控制等方面与系统的要求差距很大，这时如果用高性能的FPGA器件设计符合自己需要的DDS电路就是一个很好的解决方法，它的可重配置性结构能方便的实现各种复杂的调制功能，具有很好的实用性和灵活性。   二、所属领域的发展状况直接数字频率合成（DDS）技术是60年代末出现的第三代频率合成技术，以Nyquist时域采样定理为基础，在时域中进行频率合成。DDS具有相对带宽很宽，频率转换时间极短（可小于20ns），频率分辨率可以做到很高（典型值为0.001Hz）等优点；另外，全数字化结构便于集成，输出相位连续，频率、相位、幅度都可以实现程控，通过更换波形数据可以轻易实现任意波形功能。   三、课题的研究内容、方法、手段及步骤实现信号源常用的方法是频率合成法，其中直接数字频率合成法(Direct Digital Frequency Synthesis简称DDFS或DDS)，是继直接频率合成法和间接频率合成法之后，随着电子技术的发展迅速崛起的第三代频率合成技术．DDS是一种全数字技术，它从相位概念出发直接合成所需频率．与其他频率合成法相比，具有频率转换时间短，频率分辨率高，相位变化连续，低相位噪声和低漂移，易于集成、调整、实现正交输出等优点．近年来，DDS技术在频率合成、通信、雷达、电子对抗、仪器测试等领域均有广泛的应用。现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array简称FPGA)器件具有高速、高可靠性、高集成度和现场可编程等优点，因而已应用于不同的科技领域，如数字电路设计、微处理器系统、DSP、通信及ASIC设计等． ‘ 为了得到一种电路简单、性能稳定、易于控制的信号发生器，本文基于DDS基本原理，利用FPGA器件的各种优势，在FPGA开发工具Quartus II上完成了信号发生器的设计、综合及仿真，并最终在Ahera公司Cyclone系列的FPGA开发板上验证了设计。总的来说，新一代的直接数字频率合成器采用全数字的方式实现频率合成，与传统的频率合成技术相比，具有以下特点：（1）频率转换快。直接数字频率合成是一个开环系统，无任何反馈环节，其频率转换时间主要由频率控制字状态改变所需的时间及各电路的延时时间所决定，转换时间很短。（2）频率分辨率高、频点数多。DDS输出频率的分辨率和频点数随机位累加器的位数的增长而呈指数增长。分辨率高达μHz。（3）相位连续。     任务时间按排为2008年2月25日-2008年3月10日完成外文翻译、文献综述、开题报告，3月11日-4月10日在开发板上实现系统设计，4月11日-4月20日完成电路原理图及PCB 板绘制、投板，4月21日-4月27日系统调试，完成设计实体， 4月28-5月10完成系统扩展功能，5月11-5月25整理资料，完成论文初稿，5月26-5月30论文定稿。   四、参考书目   [1]  宋烈武.EDA技术实用教程.湖北科学技术出版社，2006年. [2]  康华光，陈大钦.电子技术基础 模拟部分（第四版）.高等教育出版社，2004年. [3]  潘松，王国栋.VHDL实用教程[M].成都：电子科技大学出版社，2001年. [4]  褚振勇，翁木云.FPGA设计及应用[M].西安：西安电子科技大学出版社，2003年. [5]  全国大学生电子设计竞赛组委会. 第五届全国大学生电子设计竞赛获奖作品选编[M].北京理工大学出版社，2003年.[6]  潘松.VHDL技术实用教程[M].北京：科学出版社，2002年.      [7]  边计年.VHDL设计电子电路[M].北京：清华大学出版社，2000年.[8]  林名权.VHDL数字控制系统设计范例[M].北京：电子工业出版社，2003年.[9]  徐彬，谭征，袁蕾等.基于DDS技术的任意波形发生器[J].电子世界，2001年.                     指导教师签名：           年    月    日