基于fpga的高精度相位可控dds的设计与实现

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2、ＤＣ＾全日制工程硕±学位论文基于ＦＰＧＡ的高精度相位可控ＤＤＳ的设计与实现校内指导教师（姓名、职称）崔永俊副教授校外指导教师、（姓名职称）如占峰研巧员申请学位级别全日制工程硕±所在领域（研究方向）仪器仪表工程论女捏受日期２０化年５月３０日论女答銳日期２０化年５月２６日＿学位授予日期２０化年月＿＿日论女评閱人郭大玻副教巧扬殺彪教巧女丰副教授答辩委员会主席颜益安２０１６年日月３０日原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在指导教

3、师的指导下，独立。除文中已经注明引用的内容外进行研究所取得的成果，本论文不包含其化个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要寅献的个人和集体，均已在文中兴明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：主音＾日期：义Ｐ始．５．Ｕ斗关于学位论文使用权的说明本人完全了解中北大学有关保管Ｖ使用学位论文的规定，其中包括：①学校有权保管、并向有关部口送交学位论文的原件与复印件；②学校可Ｗ论采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文；⑤学校可允许学位文被查拥或借

4、阅；④学校可｜＾乂学术交流为目的，复制贈送和交换学位论文；⑤学校可１＾义公布学位论文的全部或部分内容（保密学位论文在解密后遵守签此规定）。名；丢奇牛日期：教５３｜如＇导师签名：日期：？小．。户中北大学学位论文基于FPGA的高精度相位可控DDS的设计与实现摘要直接数字频率合成技术是一种全新的、完全数字化的频率合成技术，它是继直接频率合成、锁相环频率合成技术之后的又一次革命。其应用于仪表技术、雷达、卫星授时与遥控遥测等诸多领域。随着微电子技术的飞速发展以及器件工艺水平的不断提高，直接数字频率合

5、成器（DDS）已然成为频率合成领域里的翘楚。其具有频率分辨率高、频率切换速度快、相位变化连续以及相噪低、易集成等诸多优点，特别是高分辨率与高切换速度是传统频率合成器无法企及的。本文利用FPGA实现三路DDS，将铷原子钟提供的一路10MHz基准信号扩展为两路10MHz信号与1路5MHz信号，其精度保持不变。一个典型的DDS由相位累加器、波形存储器、数模转换器与低通滤波器构成。本课题为了高精度卫星授时系统中实际应用，能够驱动TTL电平，遂还增加了倍频电路与输出驱动电路等模块。本文首先对频率合成的历史发展作了概述，然后详细叙

6、述了DDS的原理和结构,分析了其性能指标，对相位截断误差、幅度量化误差与数模转换器的非线性误差所引入的杂散问题进行了分析讨论，并提出了几种比较实用的杂散抑制方法。接着对DDS输出信号的频谱进行了简要分析。随后对选用的Xilinx公司的X3S1400AN-FGG676芯片进行了简要介绍。重点介绍了基于FPGA的DDS的具体实现方法与整个系统的完整硬件电路的设计方案；给出了每个软件模块的RTL视图与各个硬件电路模块的原理图。最后对设计成品用相关仪器进行了测试，并给出了测试结果。-11测试结果显示，其输出信号的1秒频率稳定度

7、为1.6×10,10秒频率稳定度可达到-123.6×10，说明利用铷钟的高稳定信号输入，通过FPGA芯片设计的DDS分频，完全能够获得高稳定度的频率源。关键词：直接数字频率合成器，高精度频率，相位可控，铷原子钟中北大学学位论文DesignandImplementationofHigh-PrecisionandPhase-controlledDirectDigitalFrequencySynthesizerBasedonFPGAAbstractThedirectdigitalfrequencysynthesisisawh

8、olenew,fullydigitalfrequencysynthesistechnology.itisanewrevolutioncomingafterdirectfrequencysynthesis,phase-lockedfrequencysynthesis.Thetechnologyhasbeenappliedtomete