基于CPLD与DDS技术的多模信号发生器的研究与设计

论文摘要

在现代军事通信与探测技术中,为了提高主动式无线探测系统的抗干扰能力,需要在系统发射端提供各种模式信号。现阶段对于信号的抗干扰研究大多数集中在对信号频率的研究,包括跳频、扩频信号,或是在信号编码时提高信号承载内容的复杂程度,增强伪随机信号的应用等方面。但是利用信号调制模式的改变来设计信号发生器,从而增强信号抗干扰能力的设备还很少涉及。为此,本文以直接数字频率合成技术为基础,利用先进的CPLD控制技术、Flash数据存储技术和软件无线电设计思想,设计了一种在时间连续的条件下,可依据设定模式,任意改变输出信号调制模式的多模信号发生器。论文首先分析了相关技术并论述课题研究的意义。其次提出实现多模信号发生器的基本思想和系统的技术指标,并论证工程实现方法。随后提出以DDS为核心,将多模信号控制字存储UFM与Flash中,通过数字信号设计,根据控制条件与CPLD系统控制,实时输出编码信号、调制信号的系统实现思想。论文介绍了DDS工作原理、多模信号切换实现方法、系统的硬件设计选择和整体框架结构设计。并研究了DDS信号发生系统、基于CPLD和Flash控制系统及其相关外围系统的实现,同时用VHDL语言设计了时序控制电路。接着本文研究了实现系统功能的相关控制软件,设计UFM存储控制软件、Flash存储控制软件和信号发生软件。并规划出信号控制字与模式控制,设计完成系统生成Chirp信号、BPSK信号、FSK信号和4级M序列伪随机信号的软件和系统的多模信号切换管理软件。最后,论文进行了硬件的调试试验和软件的数据分析,并对系统进行总结。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究背景与意义
• 1.2 国内外发展及现状
• 1.3 本文的研究内容
• 第二章 多模信号发生器的工作原理与总体设计
• 2.1 多模信号发生器的工作原理
• 2.1.1 DDS的工作原理及特点
• 2.1.2 多模信号转换的实现方法
• 2.2 多模信号发生器的方案选择
• 2.3 系统总体结构
• 2.4 系统技术指标
• 2.5 本章小结
• 第三章 多模信号发生器系统电路设计
• 3.1 DDS信号发生器系统实现
• 3.1.1 DDS系统芯片选择
• 3.1.2 AD9852 芯片接口设计
• 3.1.3 芯片外围电路设计
• 3.2 CPLD与Flash控制系统实现
• 3.2.1 控制系统功能介绍
• 3.2.2 CPLD芯片介绍及选型
• 3.2.3 CPLD芯片接口设计
• 3.2.4 Flash芯片介绍与选型
• 3.2.5 Flash芯片接口设计
• 3.3 相关外围系统电路实现
• 3.3.1 低通滤波器设计
• 3.3.2 电源设计
• 3.4 VHDL语言设计时序控制电路
• 3.5 本章小结
• 第四章 多模信号发生器系统软件与信号实现设计
• 4.1 软件总体与数据流程设计
• 4.2 软件功能模块分解
• 4.2.1 UFM存储模块设计
• 4.2.2 Flash存储模块设计
• 4.2.3 信号发生控制设计
• 4.3 多模信号发生及切换的设计
• 4.3.1 信号数据及结构设计
• 4.3.2 多模信号产生软件设计
• 4.3.3 多模信号输出转换程序设计
• 4.4 本章小结
• 第五章 系统调试结果与分析
• 5.1 电路系统调试与实验
• 5.1.1 电路系统硬件实现
• 5.1.2 DDS调试总结
• 5.1.3 系统实验结果与分析
• 5.2 软件系统调试与实验
• 5.2.1 软件系统调试
• 5.2.2 软件调试总结
• 5.3 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间所取得的研究成果
• 致谢