基于改进cordic算法的直接数字频率合成器的asic实现

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1、Ｉ？化＊葦Ａ去种ＵＮＩＶＥＲＳＩＩＴＹＯＦＥＬＥＣＴＲＯＮＣＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＯＦＣＨＩＮＡ专业学位硕±学位论文＾ＭＡＳＴＥＲＴＨＥＳＩＳＦＯＲＰＲＯＦＥＳＳＩＯＮＡＬＤＥＧＲＥＥ：囑Ｉ论文题目基于改进ＣＯＲＤＩＣ算法的直接数字频率合成器的ＡＳＩＣ实现专业学位类别工程硕壬学号２０１３５１０３０４２３，作者姓名张瑞涛出＂二＾独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工。据我所知作及取得的研究成果，除了文中特

2、别加标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。．作者签名：张碱难日期：２０１６年３月１日论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘。，允许论文被查阅和借阅本人授权电子科技大学可Ｗ将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文

3、。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）签＾作者签名：导师名：＿．气日期：２０１６年３月１日分类号密级注1UDC学位论文基于改进CORDIC算法的直接数字频率合成器的ASIC实现张瑞涛指导教师罗萍教授电子科技大学成都付东兵高级工程师中国电科24所重庆申请学位级别硕士专业学位类别工程硕士工程领域名称集成电路工程提交论文日期2016.03论文答辩日期2016.05学位授予单位和日期电子科技大学年月日答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。ASICIMPLEMENTATIONOFTHEDDSBASEDONIMPROVEDCORDICALGO

4、RITHMAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:MasterofEngineeringAuthor:RuitaoZhangAdvisor:PingLuoandDongbingFuSchool:SchoolofMicroelectronicsandSolid-stateElectronics摘要摘要直接数字频率合成系统以快速的频率、相位、幅度切换，优异的频率分辨率，低相位噪声，以及频率切换相位连续著称。DDS在大量数字电子系统中扮演重要角色，如数字通信系统，电子

5、战和雷达系统，测试测量设备，以及医疗设备。近几年，随着工艺尺寸不断缩小，芯片集成度不断提高，DDS系统的低延迟、超高速、低功耗成为研究的重点。论文依托“14位2.5GHzDDS及IP核技术研究”项目，分析了DDS原理、架构、误差来源。DDS通过频率字累加得到相位，直接将相位信息转换成正弦信号对应的幅度值,该过程为非线性映射，通常采用数字方式实现,幅度信号最后经过D/A转换及滤波平滑后输出所需频率信号。DDS系统由相位累加器、相幅转换器、数模转换器构成，其主要误差包括相位截短误差、幅度量化误差、DAC非理想性、相幅转换误差。本文重点讨论相幅转化器的算法和实现问题。通过分析对比五种

6、相幅转换实现方法，选择易于采用CMOS工艺实现高精度的CORDIC算法。然而采用传统CORDIC算法实现相幅转换器，存在每次迭代旋转前需要判定旋转方向和迭代次数多的缺点。为解决这两个问题，利用三角函数近似处理，不能使用近似的前几级采用小的查找表实现，能够使用近似处理的旋转级进行合并，减小旋转次数，得到改进型CORDIC算法。该方法排除了每次旋转迭代前的方向判断，并将旋转迭代次数降为原来的三分之一。在0.18umCOMS工艺上，基于改进型CORDIC算法，完成14位2.5GHz的DDS芯片的设计、验证、实现，并解决了高速数模接口数据时序问题，最终流片、封装、测试。该DDS芯片的频

7、率切换时间仅3.2ns、频率控制字32位、相位控制字16位、幅度控制字14位，同时还可实现频率、相位、幅度连续扫描功能。测试结果表明，DDS芯片工作速度可达2.5GHz，频率、相位、幅度控制功能均正常，宽带动态无杂散范围在低频下达56dB，高频（80%乃奎斯特率）下有41dB。关键词：DDS，相幅转换，CORDIC，ASICIABSTRACTABSTRACTDirectDigitalFrequencySynthesizersystemsarecharacterizedbyfastfreque