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摘要：直接数字频率合成（DDS—Digital Frequency Synthesis） 是在采样定理和数字信号处理的基础上，从相位的概念出发的一种新的合成方法。本文介绍了频率合成技术的研究背景、DDS的组成结构、工作原理，随后设计仿真了基于FPGA实现DDS各模块。采用FPGA技术设计的DDS系统，可以很容易地嵌入到其他系统，避免了普通信号发生器的频率不高，工作性不稳定，调试起来不易，开发有局限的缺陷，也能弥补专业芯片在控制上及频速率设置等方面与实际要求中的差距。
毕业论文关键词：现成可编程门阵列，直接数字频率合成，硬件描述语言,信号发生器
Abstract：Direct digital frequency synthesis (DDS) is a new kind of synthesizer from the concept of phase on the basis of the sampling theorem and digital signal processing. This article introduces the research background, the composition structure and the working principle of frequency synthesis technology. Then the various modules function are realized by the simulation based on FPGA. DDS system based on FPGA technology can be embedded into other systems easily, avoid frequency limit, unstable workability, debugging up difficulty of common signal generator. It also can make up the gap between frequency speed settings and actual requirements for the professional chip.
Keyword: DDS ,FPGA ,Signal generator ,VHDL
目 录
1 绪论 5
1.1 课题背景介绍 5
1.2 本课题的研究意义和主要内容 5
2 直接数字频率合成器的介绍 6
2.1 DDS的基本原理和原理图 6
2.2 DDS的主要结构介绍 7
2.3 DDS的优缺点 9
3 现成可编程门阵列的介绍 10
3.1 FPGA的工作原理 10
3.2 FPGA的芯片结构和特点 10
3.3 软件Quartus II的介绍及使用 11
3.4 VHDL的介绍 14
4 设计的总体方案 15
4.1 FPGA主体设计 15
4.2 同步寄存器的设计 16
4.3 加法器设计 17
4.4 正弦ROM器件设计 18
4.5 顶层设计环节 20
5 系统实现及测试 23
5.1 系统实现 23
5.2 系统测试 23
总结 25
参考文献 26
致谢 27
附录 28
1 绪论
1.1 课题背景
在历年的课程设计中，我们会发现在用检测仪检测一些发生故障的电子设备的电路板时，通常需要用到一些能够利用计算机自主调节的信号源。我们可以看到在使用一些普通的信号发生器芯片时，如MAX380芯片，它在与外加电阻和切换开关等器件相结合，虽然它可以调节频率和一个合适的幅度，但是电路复杂，调整不是连续的，它使用起来不是很便利。但是DDS芯片的诞生和运用，就会带来很大的便利。DDS与D/A转换器组成的可调控信号源，能够生成正弦波、调幅波、调频波等等，它的信号频率和幅度都是可用微机来精确控制，电路系统也有较高的频率分辨率，在更改时，能够使相位保持连续，使用起来非常方便。