基于FPGA的DDS波形发生器的设计论文(7)

哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）

图 4-5锯齿波的Modelsim功能仿真波形图

以上图中K为频率控制字，phase 为相位控制字，波形的频率随着频率控制字K的改变而改变，波形的相位随着相位控制字phase的改变而改变。

本章小结

本章首先介绍了DDS波形发生器各个模块的程序代码，接着用Modelsim软件对DDS波形发生器进行了功能仿真，得到了正弦波、方波、三角波和锯齿波四种波形，并对仿真结果进行了分析。

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结 论

本文结合DDS波形发生器的设计和实现，从理论和实际两个方面，对数字直接频率合成技术进行了研究。经过三个多月的研究，完成了预定的设计任务，在对DDS波形发生器的研究中，本设计主要工作及成果如下所示：

1．分析了频率合成技术的基本问题，介绍了各种传统的频率合成技术。并重点介绍了直接数字频率合成技术；

2．研究了基于DDS原理利用FPGA的具体实现波形发生器的设计方法，并完成了设计任务；

3．通过硬件编程方式完成了FPGA芯片的DDS功能设计； 4．完成波形发生器的参数测试及功能验证。

本设计完成了预定的所有功能，但由于时间仓促，本设计还有许多需要完善和改进的地方。下面列出几条改进意见：

1．增加查找表的深度，这样可以增加输出波形频率范围：提高频率分辨率；能够采集频率更高的波形，减少波形再生误差和杂散噪声； 2．本设计中能方便用户控制的波形种类有限，对于任意波形的输入控制，可利用现有的FPGA中的ROM资源来存储波形周期数据，另外还可利用内部资源来创建RAM来存储波形,，并且借助编程语言编写软件，利用单片机的串口与上位机通信来实现任意波形的周期数据送入FPGA。

所以，本设计的各项功能指标还有待完善。但是，通过实验证明了本设计的设计思想和设计方法是切实可行的。尤其是采用软硬件编程相结合以及加深FPGA部分的设计方法无疑是本设计的一大特点，值得进一步探索和研究。

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致 谢

四年的大学生活很快就要结束了，在四年当中我取得的所有成绩和收获都离不开那些曾经给予我指导和帮助的人们。在此，谨向所有关心我学业的老师、同学、家人和朋友表示衷心的感谢。

本次毕业设计能够顺利完成，与系里诸位老师的帮助是分不开的，在此，我要表示深深的感谢。感谢学校给我们提供了这么好的一个实践的机会，感谢各位老师为我们的毕业设计所提供的方便，如果没有你们的帮助和耐心指导，我们的毕业设计不会如此顺利完成的。

此外，我要特别感谢我的指导教师王暕来老师，感谢王老师对我的细心指导，王老师的热情帮助和耐心指导是本次毕业设计得以顺利完成的基础，王老师不仅以他渊博的学识、敏锐超前的学术意识使我在学术方面受益匪浅，而且，他谦逊待人、严谨治学的作风以及对工作认真负责的态度还给我树立了做人的榜样。这是我从王老师身上学到的极其珍贵的一点，我相信这将使我受益终身。 最后衷心感谢我的父母和亲人，是他们多年来在我求学的道路上给予我始终如一的关心和支持，使我充满信心的完成了学业。在未来的工作中，我一定不辜负这些曾经给予我关心和帮助的师长、父母和家人的殷切期望，尽职尽责地做好我的工作！

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参考文献

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附录1 译文

【DDS波形发生器】 DDS的基本工作原理:

直接数字频率合成是采用数字化技术，通过控制相位的变化速度，直接产生各种不同频率信号的一种频率合成方法。DDS的基本结构如图1所示，它主要由相位累加器、正弦ROM表、D/A转换器和低通滤波器构成。

参考时钟fr由一个稳定的晶体振荡器产生。相位累加器由N位加法器与N位相位寄存器级联构成，类似于一个简单的加法器。每来一个时钟脉冲，加法器将频率控制数据与相位寄存器输出的累积相位数据相加，把相加后的结果送至相位寄存器的数据输入端。相位寄存器将加法器在上一个时钟作用后所产生的新相位数据反馈到加法器的输入端，以使加法器在下一个时钟的作用下继续与频率控制数据相加。这样，相位累加器在参考时钟的作用下，进行线性相位累加，当相位累加器累积满量时就会产生一次溢出，完成一个周期性的动作，这个周期就是DDS合成信号的一个频率周期，累加器的溢出频率就是DDS输出的信号频率。

在参考时钟fr的控制下，频率控制字由累加器累加以得到相应的相位数据，把此数据作为取样地址，来寻址正弦ROM表进行相位－幅度变换，即可在给定的时间上确定输出的波形幅值。DAC将数字量形式的波形幅值转换成所要求合成频率的模拟量形式信号，低通滤波器用于滤除不需要的取样分量，这样即可得到由频率控制字决定的连续变化的输出正弦波。

DDS的输出频率f0和参考时钟fr、相位累加器长度N以及频率控制字FSW的关系为： ; DDS的频率分辨率为： ；由于DDS的输出最大频率受奈奎斯特抽样定理限制，所以DDS 的最高输出频率为fr/ …… 此处隐藏：1613字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……