基于DDS的信号产生技术研究

论文摘要

直接数字频率合成(DDS)技术在频率分辨率、频率转换时间、相位连续性和集成化等方面都优于传统频率合成技术,广泛应用于雷达、通信、空间电子和仪器仪表等领域。论文分析DDS技术,利用FPGA完成任意信号产生器研制。文中详细介绍DDS结构及工作原理,分析理想情况和非理想情况下DDS的频谱特性,总结影响DDS输出信号质量的因素并对相位截断误差、幅度量化误差和D／A转换误差作了详细描述,提出三种抑制DDS杂散的措施。任意信号产生器由上位机和下位机组成。上位机通过RS232接口向下位机发送控制命令和信号参数,实现对下位机控制。下位机以FPGA作为主控芯片,利用FLASH存储标准信号,使用SRAM暂存接收数据并作为DDS的波形数据存储器。相位累加器对SRAM寻址,读取信号波形,驱动D／A转换器和低通滤波器完成任意信号产生。对系统产生波形测试,表明系统满足设计要求。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究工作的背景和意义
• 1.2 频率合成技术的特点和发展
• 1.3 频率合成器的性能指标
• 1.4 本文研究内容及工作安排
• 第二章 直接数字频率合成（DDS）技术综述
• 2.1 DDS结构及工作原理
• 2.2 DDS特点
• 2.3 DDS的频谱分析
• 2.3.1 理想情况下DDS频谱
• 2.3.2 非理想情况下DDS频谱
• 2.3.3 DDS杂散抑制措施
• 第三章 硬件电路设计与实现
• 3.1 系统总体框图
• 3.2 FPGA单元电路
• 3.3 FLASH数据存储电路
• 3.4 SRAM数据存储电路
• 3.5 AD768数模转换电路
• 3.6 DAC8812数模转换电路
• 3.7 方波产生电路
• 3.8 RS232接口电路
• 3.9 功率放大电路
• 3.10 本章小结
• 第四章 上位机软件及FPGA逻辑设计
• 4.1 上位机软件
• 4.1.1 波形信号产生控制模块
• 4.1.2 任意波形存储控制模块
• 4.1.3 测频控制模块
• 4.2 下位机FPGA逻辑
• 4.2.1 RS232通信模块
• 4.2.2 SRAM数据暂存模块
• 4.2.3 数据接收处理模块
• 4.2.4 FLASH数据处理模块
• 4.2.5 波形产生模块
• 4.2.6 方波占空比调节模块
• 4.2.7 测频模块
• 第五章 功能测试及数据分析
• 5.1 系统产生的任意波形
• 5.2 性能测试及数据分析
• 5.2.1 通道1性能测试及数据分析
• 5.2.2 通道2性能测试及数据分析
• 总结与展望
• 致谢
• 参考文献
• 硕士期间研究成果