基于FPGA的正弦信号发生器的设计
摘 要:本设计结合了EDA技术和直接数字频率合成(DDS)技术。EDA技术是现代电子设计技术的核心,是以电子系统设计为应用方向的电子产品自动化的设计技术。DDS技术则是最为先进的频率合成技术,具有频率分辨率高、频率切换速度快、相位连续、输出相位噪声低等诸多优点。
本文在对现有DDS技术的大量文献调研的基础上,提出了符合FPGA结构的正弦信号发生器设计方案并利用MAXPLUSⅡ软件进行了设计实现。文中介绍了EDA技术相关知识,同时阐述了DDS技术的工作原理、电路结构,及设计的思路和实现方法。经过仿真测试,设计达到了技术要求。
关键词:现场可编程门阵列(FPGA);直接数字频率合成(DDS); 正弦波信号发生器
毕业设计说明书目录
1 绪 论 ……………………………………………………………………………… 1
1.1引言……………………………………………………………………………… 1
1.2方案比较与确定………………………………………………………………… 1
1.3 频率合成技术概述……………………………………………………………… 2
1.4 直接数字频率合成技术的现状与应用………………………………………… 3
2 直接数字频率合成技术(DDS)…………………………………………………… 4
2.1 直接数字频率合成的基本结构………………………………………………… 4
2.2 DDS的技术特点………………………………………………………………… 6
2.3 DDS性能分析 ………………………………………………………………… 6
3 EDA技术……………………………………………………………………………… 7
3.1 EDA技术及其发展………………………………………………………………… 7
3.2 硬件描述语言VHDL………………………………………………………………… 8
3.2.1 VHDL简介………………………………………………………………… 8
3.2.2 VHDL的主要优点………………………………………………………… 8
3.3 现场可编程逻辑(FPGA)器件…………………………………………………… 9
3.4 EDA工具MAXPLUSⅡ………………………………………………………………… 11
4 基于FPGA的正弦信号发生器………………………………………………………… 12
4.1 总体设计框图………………………………………………………………………12
4.2 主模块软件设计……………………………………………………………………12
4.3 外围硬件设计………………………………………………………………………17
5 结论……………………………………………………………………………………24
6 参考文献…………………………………………………………………………………27
参考文献
[1] 左磊、连小珉、班学钢、蒋孝煌. 双RAM直接数字合成任意波形发生器微机插卡研制[J] . 清华大学学报. 1999年第39卷第2期 90-93
[2] 陈世伟. 锁相环路原理及应用[M]. 兵器工业出版社. 1990
[3] 张玉兴. DDS高稳高纯频谱频率源技术[J]. 系统工程与电子技术. 1997(2)24-28
[4] 白居玉. 低噪声频率合成[M]. 西安交通大学出版社. 1995年5月第1版
[5] 郑宝辉. 直接数字频率合成器相位截断误差分析[J]. 无线电工程.1998(6)1-5
[6] 高玉良,李延辉,俞志强.现代频率合成与控制技术.北京:航空工业出版社,2002, 15-150
[7] 潘松,黄继夜. EDA技术实用教程[M]. 科学出版社 .2005年第2版1-25
[8] 辛春艳. VHDL硬件描述语言[M]. 国防工业出版社,2002(1)
[9] 林明权. VHDL数字控制系统设计范例[M]. 电子工业出版社.2003. 224-241
[10] 卢毅、赖杰. VHDL与数字电路设计[M]. 科学出版社.2003(10)31-38
[11] 褚振勇、翁木云. FPGA设计与应用[M]. 西安电子科技大学出版社.2002(7)35-49
[12] 徐志军、徐光辉. CPLD/FPGA的开发与应用[M].电子工业出版社.2002. 65-98
[13] 赵限光、郭万有、杨颂华. 可编程逻辑器件原理、开发与应用[M]. 西安电子科技大学出版社. 2000. 117-119
[14] 黄智伟. FPGA系统设计与实践[M]. 电子工业出版社.2005(1)33-35
[15] 冯 程. 用直接数字频率合成器产生正弦波[J]. 华中科技大学本科生论文. 2003. 7-27
[16] 周国富. 利用FPGA实现DDS专用集成电路[J]. 电子技术应用. No.2.1998. 18-20
[17] Altera Corporation.Altera Digital Library 2002. 12-20
[18] B&K Precision Model 4070A User' s Manual, 2002. 25-15
[19] DATA sheets CMOS 80 MHz, Triple 10-Bit Video DAC ADV7120,Analog Devices, Inc.1996.