VHDL+FPGA直接数字频率合成器设计与实现

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摘要直接数字频率合成技术具有频率分辨率高、频率捷变速度快等优点，其频率捷变时相位连续、相位噪声低、集成度高，且可灵活产生多种信号。因此广泛应用于通讯、数字滤波等系统。

本设计利用FPGA实现直接数字频率合成技术，以VHDL语言作为开发工具，设计可产生正弦波、方波、三角波等波形的波形信号发生器。该信号发生器具有频率、相位可调功能。本文首先介绍了直接数字频率合成技术的发展过程及趋势，其次介绍了直接数字频率合成技术的原理，重点论述了基于FPGA的波形发生器设计,包括原理图、功能模块图、硬件电路图等具体设计，并针对设计过程中出现的问题提出了解决方案。61123

毕业论文关键词直接数字频率合成现场可编程门阵列 VHDL

毕业设计说明书（论文）外文摘要

Abstract Direct digital frequency synthesis technology has the advantages of high frequency resolution, fast frequency agility speed, frequency agility of continuous phase, low phase noise, high integration and flexibility to produce a variety of signals．It is widely used in communications, digital filtering system.

This design uses direct digital frequency synthesis technology and FPGA control, combined with the VHDL language. The function generator can produce sine, square, triangle wave. The function generator has a frequency, phase adjustable function. This paper introduces the direct digital frequency synthesis technology development process that trend, followed by the introduction of direct digital frequency synthesis principle, with emphasis on waveform generator based on FPGA design, including its schematic diagram, function block diagram, Hardware schematics and other design and for design problems in the process of proposed solutions.

Keywords DDS FPGA VHDL

1 引言 1

1.1 背景与意义 1

1.2 波形发生器的发展状况 1

1.3 DDS概述 2

1.4 现场可编程门阵列(FPGA)简介 2

1.5 VHDL语言简介 3

1.6 设计目标及方案 4

2 直接数字频率合成器的原理及性能 5

2.1 DDS原理 5

2.2 DDS的主要特点 6

3 基于FPGA的DDS模块设计 8

3.1 相位累加器 8

3.2 波形存储器 10

3.3 移相模块 12

3.4 波形选择模块 13

4 总体电路的实现及仿真 16

4.1 总体电路 16

4.2 各功能的仿真 16

结论 19

致谢 20

参考文献 21

1 引言

1.1 背景与意义

函数信号发生器是各种测试和实验过程中不可缺少的工具，在通信、测量、雷达、控制、教学等领域应用十分广泛。不论是在生产、科研还是教学上，信号发生器都是电子工程师信号仿真实验的最佳工具。而且，信号发生器的设计方法多，设计技术也越来越先进。随着我国经济和科技的发展源]自=751-·论~文"网·www.751com.cn/ ，对相应的测试仪器和测试手段也提出了更高的要求，信号发生器己成为测试仪器中至关重要的一类，因此开发信号发生器具有重大意义。传统的信号发生器大多采用专用芯片或单片机或模拟电路，成本高或控制方式不灵活或波形种类较少等不能满足要求。而基于频率合成技术制成的信号发生器，由于可以获得很高的频率稳定度和精确度，因此发展非常迅速，尤其是最近随着现代电子技术的不断发展，其应用更是有了质的飞跃。