基于cpld的dds信号发生器设计

基于cpld的dds信号发生器设计内容摘要：

........................................................................... 6 相位累加器 ....................................................................................................................... 6 ROM 表设计 ..................................................................................................................... 7 数模转换器 ...................................................................................................................... 7 低通滤波器 ...................................................................................................................... 7 DDS 参数计算 ............................................................................................................................ 8 DDS 技术特点 ........................................................................................................................... 8 本章小结 .................................................................................................................................... 9 第三章 DDS 信号发生器系统设计方案 ................................................................................................. 10 系统总体结构 ........................................................................................................................... 10 外围电路 .................................................................................................................................. 10 LCD 显示接口 ............................................................................................................... 10 数模 转换电路 ................................................................................................................. 11 DDS 模块以及其它功能模块的设计 .......................................................................................... 12 相位累加器模块 .............................................................................................................. 12 ROM 表设计 ................................................................................................................... 12 xx 大学毕业设计 (论文 ) 分频模块设计 ................................................................................................................. 14 波形选择模块设计 .......................................................................................................... 14 方波信号设计 ................................................................................................................. 15 正弦波信号设计 .............................................................................................................. 16 幅值调节模块 ................................................................................................................. 17 LCD 驱动模块 ............................................................................................................... 17 系统顶层原理图 ............................................................................................................ 18 本章小结 ................................................................................................................................. 18 第四章系统软件仿真及总体调试 ........................................................................................................... 19 Quartus II 开发流程 .................................................................................................................. 19 各模块仿真波形 ....................................................................................................................... 22 信号发生器总体调试 ................................................................................................................ 25 本章小结 .................................................................................................................................. 26 第五章 总结和展望 .............................................................................................................................. 27 参考文献 .............................................................................................................................................. 28 致谢 ..................................................................................................................................................... 29 附录 ..................................................................................................................................................... 30 xx 大学毕业设计 (论文 ) 1 第一章 引 言 课题背景及意义 课题研究背景 上个世纪 七十年代，在美国学术界产生了一种以全数字的频率合成原理技术为本质的想法，这种想法是由相位的概念引出并在此基础上直接合成所需要合成输出的波形的一种新理论，这就是被业界称为的直接数字频率合成技术 —— DDS(Direct Digital Synthesizer)。 但由于当时技术的局限，此技术应用很少。 近 30 年来，随着 VLSI(VeryLarge Scale Integration)，超大规模集成电路 )、 FPGA(Field Programmable Gate Array 可编程门阵列 )、 CPLD(Complex Programmable Logic Device 复杂可编程器件 )等技术的出现以及对 DDS 理论的深入理解，DDS 技术发展迅猛。 在最近的 20 年，为了满足现代通信、先进探测等技术对信号源的频率稳定度、频谱 信号的纯度以及可以输出信号频率范围有着越来越高的要求。 因此 ， 直接数字频率合成 (DDS)得到非常多的使用。 课题研究意义 频率合成器的作用在 现代电子系统中得到明显的体现，在许多地方都有应用。 比如，在雷达探测发射机的调制器载频信号由他供应，除此之外也为接收机提供信号；在测试仪器中，它可单独作为标准信号源；不仅如此，在数字调制方面，它调制实现 FSK、 QPSK、 BPSK ；在扩频通信领域，它可实现 CDMA 工作方式，它还可以实现多种规律的跳频模式。 在今天，电子技术应用越来越广泛，相应地各领域对频率控制器的要求也越来越具体，对频率转换速度、噪声程度、频率分辨的能力、器件的大小与能耗的多少等多种指标提出了相对苛刻的要求。 直接频率合成 (DDS)有输出波 形灵活且相位连续、频率稳定度高、输出频率分辨率高、频率转换速度快、输出噪声低、集成度高、功耗低、体积小等特点，因此它受到越来越多的重视和运用。 FPGA/CPLD 简介 的基本结构及 PLD 的发展方向 [5] 的基本结构 CPLD 是 Complex Programmable Logic Device 的缩写，其中文全称是复杂可编程逻辑器件。 xx 大学毕业设计 (论文 ) 2 CPLD 由可编程逻辑宏单元及相应互连矩阵构成。 (1)可编程逻辑单元 在 I/O 方面， CPLD 与 FPGA 基本是相同的，其与 FPGA 的主要不同在于，比 FPGA 相对简单，由此带来的负面效应是应用范围得到了限制，同时，频率也相对较低。 (2)基本逻辑单元 CPLD 中，有一些单元的组成部分比较多，有与门阵列，或门阵列，以及相应的触发器。 它们共同组成了基本逻辑单元，实际上它们即为宏单元。 在 CPLD 中，有个概念叫做乘积项，它本质上是一个阵列。 这个阵列输出的多少则显示了该 CPLD 的容量。 (3)布线矩阵 与 FPGA 相比， CPLD 对的布线比较简单，当有功能程序输入 CPLD 的 时候， CPLD 在内部实际上是完成一个打节点的动作，从而实现宏单元之间的联系。 也正是由于 CPLD 的布线比较简单，所以当遇到一些特殊情况时，会难以布线。 因为 CPLD 的布线是固定对的，所以从输入到输出的延时可以计算出来也是固定的，用 TPD 来表示延时，它是 C。