基于DSP的直接数字频率合成（DDS）技术研究

论文摘要

直接数字频率合成器DDS(Direct Digital Synthesis)由相位累加器、波形ROM、D/A转换器和低通滤波器构成。具有频率分辨率高、频率切换速度快、频率切换时相位连续、输出相位噪声低等优点。DDS技术已在雷达、通信、电子对抗和仪器仪表等领域得到了广泛的应用。论文比较了各种频率合成技术的特点,研究了ADI公司的AD9854 DDS芯片的结构及功能特点,分析了该DDS输出频谱特性和相关技术指标,并给出了改进措施。在AD9852 54 Customer Evaluation软件上对DDS评估板进行了细致的仿真测试,完成了正弦单频信号、FSK等调制信号的在线仿真。论文基于TMS320VC5410 DSP处理器和AD9854设计完成了一种直接数字频率合成器,包括存储器模块、电源模块、时钟模块及相关的外围接口电路。设计完成了整个系统软件,包括DDS驱动程序,正弦波、FSK、CHIRP等波形产生程序,Bootloader自举程序等。论文采用外部引导加载的方式,成功实现了VC5410 DSP处理器系统程序的烧写、引导。最后通过对所设计的直接数字频率合成器进行联试联调,产生了正弦波、FSK等波形,实现了设计的功能要求。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 频率合成技术概述
• 1.2 国内外发展趋势
• 1.2.1 频率合成技术的发展
• 1.2.2 直接数字频率合成的应用及现状
• 1.3 本文的主要工作
• 2 直接数字频率合成（DDS）技术
• 2.1 DDS的工作原理
• 2.2 DDS的结构
• 2.2.1 相位累加器
• 2.2.2 波形存储器ROM
• 2.2.3 数模转化器DAC
• 2.3 DDS的优缺点
• 2.4 理想情况下DDS输出频谱特性
• 3 系统的硬件设计及实现
• 3.1 DSP及DDS性能特点
• 3.1.1 DSP器件
• 3.1.2 AD9854
• 3.2 系统的硬件设计
• 3.2.1 系统硬件结构
• 3.2.2 电源电路
• 3.2.3 时钟电路
• 3.2.4 存储电路
• 3.2.5 JTAG接口电路
• 3.3 电路板抗干扰设计
• 4 基于评估板的DDS系统仿真测试
• 4.1 DDS评估板介绍
• 4.2 基于评估板的仿真测试
• 4.3 DDS系统误差源分析及改进措施
• 5 系统的软件设计及实现
• 5.1 开发环境介绍
• 5.2 FLASH存储器编程
• 5.3 McBSP的配置
• 5.4 BOOT LOADER程序设计
• 5.5 DDS驱动程序设计
• 6 系统调试及结果分析
• 6.1 硬件调试
• 6.1.1 DSP调试
• 6.1.2 DDS模块调试
• 6.2 软件调试
• 6.3 调试结果及分析
• 7 结束语
• 致谢
• 参考文献