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  • 资源分类:机械机电
  • 适用专业:EDA
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资料简介
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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