直接频率合成技术的现状和应用.doc
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直接频率合成技术的现状和应用,硕士论文 54页共计29966字摘要直接数字频率合成(dds-- digitalfrequeneysynthesis)是一新型的频率合成方法。随着数字集成电路和微电子技术的发展，dds技术日益显出它的优越性。直接数字频率合成器是一种全数字化的频率合成器，由相位累加器、波形rom、数模转换器和...
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硕士论文 直接频率合成技术的现状和应用
54页共计29966字
摘 要
直接数字频率合成(DDS-- DigitalFrequeneySynthesis)是一新型的频率合成方法。随着数字集成电路和微电子技术的发展，DDS技术日益显出它的优越性。直接数字频率合成器是一种全数字化的频率合成器，由相位累加器、波形ROM、数模转换器和低通滤波器构成，DDS技术具有频率分辨率高、频率切换速度快、频率切换时相位连续等优点。
本文首先介绍了频率合成技术，并阐述了直接频率合成技术的现状和应用;然后介绍了DDS的基本理论，并对DDS技术的理想频谱和非理想频谱进行了讨论;接着介绍了FPGA的基本原理和开发流程，并提出了基于FPGA平台实现DDS技术从而产生各种波形信号的一种新的思路，对频率合成部分进行了详细的阐述。
目 录
摘 要 I
Abstract II
第1章 绪 论 1
1.1 频率合成技术概述 1
1.2 频率合成技术分类 1
1.3 DDS的研究现状与发展趋势 2
1.4 本文的主要工作 3
第2章 直接数字频率合成技术研究 5
2.1 DDS技术的工作原理 5
2.2 DDS的性能特点 7
2.2.1 DDS技术的优点 7
2.2.2 DDS技术的缺点 7
2.3 DDS的理想输出频谱 8
2.4 DDS的实际输出频谱 10
2.4.1 相位截断带来的杂散 10
2.4.2 幅度量化带来的噪声 18
2.43 DAC转化器带来的杂散 19
2.5 改善杂散的方法 19
2.5.1 改进的相位累加器结构 20
2.5.2 波形存储器的数据压缩技术 20
2.5.3 抖动注入方法 23
第3章 EDA技术与开发流程 24
3.1 EDA技术 24
3.2 FPGA芯片原理与开发流程 25
3.2.1 基本原理与特点 25
3.2.2 设计方法 26
3.2.3 设计流程 29
3.2.4 FPGA高端开发技术 31
3.3 硬件描述语言（HDL）介绍 34
3.3.1 VHDL介绍 34
3.3.2 VerilogHDL语言 35
第4章 信号波形发生器的设计与实现 36
4.1 系统硬件结构图 36
4.2 控制电路设计 36
4.2.1 单片机的选型 38
4.2.2 80C196KC单片机介绍 38
4.3 FPGA芯片的选择与介绍 40
4.4 外设与接口电路实现 44
4.4.1 液晶显示 44
4.4.2 键盘 45
4.4.3 串口通信 45
4.4.4 波形存储 46
4.4.5 波形生成电路 46
4.5 DDS功能的FPGA实现 47
4.5.1 信号波形发生器控制电路的设计 47
4.5.2 相位累加器设计 50
4.5.3 波形RAM设计 54
4.5.4 D/A转换电路设计 55
第5章 仪器参数及实验结果 57
5.1 仪器参数 57
5.2 主波形输出 57
结 论 58
参考文献 59
攻读硕士学位期间所发表的论文 61
关键字：直接数字频率合成，现场可编程门阵列，单片机
参考文献
[1] 潘松, 黄继业. EDA技术实用教程（第三版）. 北京: 科学出版社, 2006
[2] 戴逸民，频率合成与锁相技术，中国科学技术大学出版社，1995年2月第一版
[3] 杨恒, 李爱国. FPGA/CPLD最新实用技术指南. 北京: 清华大学出版社, 2005
[4] 高书莉, 罗朝霞. 可编程逻辑技术及应用. 北京: 人民邮电出版社, 2001
[5] 徐志军. 大规模可编程逻辑器件及其应用. 成都: 电子科技大学出版社, 2000
[[13] 徐欣, 于红旗. 基于FPGA的嵌入式系统设计. 北京: 机械工业出版社, 2004
[14] 周俊峰，陈涛.基于FPGA的直接频率合成器的设计与实现.国外电子元器件
[15] 陈风,波冒燕,李海鸿.基于FPGA的直接数字频率合成器的设计[J].微计算机信息,2006(2)003
[16] 余勇,郑小林.基于FPGA的DDS正弦信号发生器的设计和实现[J].电子器件,2005(9)
[17] 汪金爱, 刘达. EDA技术与FPGA设计应用. 今日电子, 2004, (12):73-76
[31] M.A.A shour, H.I.saleh. An FPGA inplem entation guide for some different types of serial-parallel multiplier structures. Microelectronics Fournal, 2000, 31(3):161-168
[32] Zhou Wei. Some New Method for precision Time Interval Measurement. proceedings of the 1977 IEEE international Frequency Control symposium, 1997,418-421
[33] James R.Armstrong, F.GallGray. VHDL Design Expression and Synthesis of VHDL. Cambridge: Harvard University press, 2001
[34] Altera Corporation. Configuration Devices for SRAM一Based LUT Devices. 2002
54页共计29966字
摘 要
直接数字频率合成(DDS-- DigitalFrequeneySynthesis)是一新型的频率合成方法。随着数字集成电路和微电子技术的发展，DDS技术日益显出它的优越性。直接数字频率合成器是一种全数字化的频率合成器，由相位累加器、波形ROM、数模转换器和低通滤波器构成，DDS技术具有频率分辨率高、频率切换速度快、频率切换时相位连续等优点。
本文首先介绍了频率合成技术，并阐述了直接频率合成技术的现状和应用;然后介绍了DDS的基本理论，并对DDS技术的理想频谱和非理想频谱进行了讨论;接着介绍了FPGA的基本原理和开发流程，并提出了基于FPGA平台实现DDS技术从而产生各种波形信号的一种新的思路，对频率合成部分进行了详细的阐述。
目 录
摘 要 I
Abstract II
第1章 绪 论 1
1.1 频率合成技术概述 1
1.2 频率合成技术分类 1
1.3 DDS的研究现状与发展趋势 2
1.4 本文的主要工作 3
第2章 直接数字频率合成技术研究 5
2.1 DDS技术的工作原理 5
2.2 DDS的性能特点 7
2.2.1 DDS技术的优点 7
2.2.2 DDS技术的缺点 7
2.3 DDS的理想输出频谱 8
2.4 DDS的实际输出频谱 10
2.4.1 相位截断带来的杂散 10
2.4.2 幅度量化带来的噪声 18
2.43 DAC转化器带来的杂散 19
2.5 改善杂散的方法 19
2.5.1 改进的相位累加器结构 20
2.5.2 波形存储器的数据压缩技术 20
2.5.3 抖动注入方法 23
第3章 EDA技术与开发流程 24
3.1 EDA技术 24
3.2 FPGA芯片原理与开发流程 25
3.2.1 基本原理与特点 25
3.2.2 设计方法 26
3.2.3 设计流程 29
3.2.4 FPGA高端开发技术 31
3.3 硬件描述语言（HDL）介绍 34
3.3.1 VHDL介绍 34
3.3.2 VerilogHDL语言 35
第4章 信号波形发生器的设计与实现 36
4.1 系统硬件结构图 36
4.2 控制电路设计 36
4.2.1 单片机的选型 38
4.2.2 80C196KC单片机介绍 38
4.3 FPGA芯片的选择与介绍 40
4.4 外设与接口电路实现 44
4.4.1 液晶显示 44
4.4.2 键盘 45
4.4.3 串口通信 45
4.4.4 波形存储 46
4.4.5 波形生成电路 46
4.5 DDS功能的FPGA实现 47
4.5.1 信号波形发生器控制电路的设计 47
4.5.2 相位累加器设计 50
4.5.3 波形RAM设计 54
4.5.4 D/A转换电路设计 55
第5章 仪器参数及实验结果 57
5.1 仪器参数 57
5.2 主波形输出 57
结 论 58
参考文献 59
攻读硕士学位期间所发表的论文 61
关键字：直接数字频率合成，现场可编程门阵列，单片机
参考文献
[1] 潘松, 黄继业. EDA技术实用教程（第三版）. 北京: 科学出版社, 2006
[2] 戴逸民，频率合成与锁相技术，中国科学技术大学出版社，1995年2月第一版
[3] 杨恒, 李爱国. FPGA/CPLD最新实用技术指南. 北京: 清华大学出版社, 2005
[4] 高书莉, 罗朝霞. 可编程逻辑技术及应用. 北京: 人民邮电出版社, 2001
[5] 徐志军. 大规模可编程逻辑器件及其应用. 成都: 电子科技大学出版社, 2000
[[13] 徐欣, 于红旗. 基于FPGA的嵌入式系统设计. 北京: 机械工业出版社, 2004
[14] 周俊峰，陈涛.基于FPGA的直接频率合成器的设计与实现.国外电子元器件
[15] 陈风,波冒燕,李海鸿.基于FPGA的直接数字频率合成器的设计[J].微计算机信息,2006(2)003
[16] 余勇,郑小林.基于FPGA的DDS正弦信号发生器的设计和实现[J].电子器件,2005(9)
[17] 汪金爱, 刘达. EDA技术与FPGA设计应用. 今日电子, 2004, (12):73-76
[31] M.A.A shour, H.I.saleh. An FPGA inplem entation guide for some different types of serial-parallel multiplier structures. Microelectronics Fournal, 2000, 31(3):161-168
[32] Zhou Wei. Some New Method for precision Time Interval Measurement. proceedings of the 1977 IEEE international Frequency Control symposium, 1997,418-421
[33] James R.Armstrong, F.GallGray. VHDL Design Expression and Synthesis of VHDL. Cambridge: Harvard University press, 2001
[34] Altera Corporation. Configuration Devices for SRAM一Based LUT Devices. 2002
