基于fpga来完成直接数字频率合成器(dds)的设计[1]

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1、摘要在信号发生器的设计中,传统的用分立元件或通用数字电路元件设计电子线路的方法设计周期长,花费大,可移植性差。本设计是利用EDA技术设计的电路,该信号发生器输出信号的频率范围为20Hz～20KHz，幅度的峰-峰值为0.3V～5V两路信号之间可实现0°～359°的相位差。侧重叙述了用FPGA来完成直接数字频率合成器(DDS)的设计,DDS由相位累加器和正弦ROM查找表两个功能块组成,其中ROM查找表由兆功能模块LPM_ROM来实现。而通过设定不同的累加器初值(K1)和初始相位值(K2)，可以调节两路相同频率

2、正弦信号之间的相位差,从而产生两路数字式的频率、相位和幅值可调的正弦波信号，最后通过MAX+plusII演示仿真结果。与传统的频率合成方法相比，DDS合成信号具有频率切换时间短、频率分辨率高、相位变化连续等诸多优点。使用单片机灵活的控制能力与FPGA器件的高性能、高集成度相结合，可以克服传统DDS设计中的不足，从而设计开发出性能优良的DDS系统。关键词：单片机，现场可编程逻辑门阵列，直接数字频率合成，正弦信号发生器,硬件描述语言35AbstractInthedesigningofthesignalgene

3、rator,thetraditionalmethod,whichdesignselectroniccircuitsusingdiscretecomponentsorgeneraldigitalcircuitscomponents,takesalongtimewithhighcost,what’smore,thetransplantingabilityofitisunsatisfactory.Inthisdesign,thecircuitisdesignedbymeansofEDA.Itsoutputfre

4、quencyrangeis20Hzto20KHzwithanoutputamplituderangeof0.3Vto5V(P-P),andthephasedifferencebetweentwooutputsofthetwosinesignalscanbemodulatedfrom0°to359°.ThethesisemphasizingdiscussesthedesigningofDDSbasingonFPGA.DDSismadeupofthephraseaccumulatorandsineROMloo

5、king-uptable,whichisrealizedbyfunctionalEABchip.Andthroughsettingdifferentinitialaccumulatorvalue(K1)andinitialphrasevalue(K2),thedifferenceofphrasebetweenthetwosinesignalscanbechanged.Asaresult,twoserialsofsinesignalswithchangeabledigitalfrequency,phrase

6、andmagnitudeareproduced.Atlast,wecanshowthetotalcourseandresultwithMAX+plusII.Comparedwithtraditionalmethodsoffrequencysynthesizing,directdigitalfrequencysynthesizing(DDS)haslotsofadvantages,suchasshorttimeofquickfrequencyexchanging,highfrequencyresolutio

7、n,continuousphasechanging,etc.Micro-controlunithasischaracterizedby.ManydrawbackscanbeovercomeandagoodDDSsystemwithgoodperformancecanbedevelopedaftercombiningtheflexiblecontrolcapabilityofmicro-controlunitwithhighperformanceandintegrationoftheFPGAdevicesi

8、nthesamesystem.Keywords:MCU,FPGA,DDS,ROMsinewavegenerator,VHDL35目录摘要IAbstractII1绪言1.1课题背景11.2课题研究的目的和意义11.3国内外概况21.4课题的主要研究工作32系统设计方案的研究2.1系统的性能要求42.2系统实现的原理42.2.1DDS的基本原理52.2.2FPGA实现的直接数字频率合成器62.2.3移相原理62.3系统实现方案分析