畢業(yè)設(shè)計(jì)-基于直接數(shù)字頻率合成器的信號發(fā)生器設(shè)計(jì)

1、目錄 目錄1 引言 ...................................................................22 信號發(fā)生器設(shè)計(jì)的總體方案 ...............................................3 2.1 信號發(fā)生器的原理 .....................................................32.2 EDA

2、 技術(shù)..............................................................52.3 Verilog HDL 的設(shè)計(jì)流程................................................9 2.4 EDA 工具..............................................................92.5 基于

3、FPGA 的設(shè)計(jì)原理 .................................................113 信號發(fā)生器的硬件電路設(shè)計(jì) ..............................................15 3.1 實(shí)現(xiàn)三種波形（正弦波、方波和鋸齒波）的算法 ..........................153.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) .........................

4、.............................16 4 信號發(fā)生器的軟件設(shè)計(jì) ..................................................20 4.1 程序的流程圖 ........................................................204.2 各個(gè)功能模塊的 Verilog 程序?qū)崿F(xiàn) .........................

5、.............20 5 系統(tǒng)測試及結(jié)果分析 ....................................................255.1 系統(tǒng)測試 ............................................................25 5.2 信號發(fā)生器的輸出信號頻譜特性分析 ....................................28 5.3

6、 設(shè)計(jì)中的幾個(gè)難點(diǎn)及解決辦法 ..........................................325.4 設(shè)計(jì)中的不足之處及改進(jìn)辦法 ..........................................33 結(jié) 論 ...................................................................34致 謝 .................

7、..................................................35 參考文獻(xiàn) .................................................................36 附件 A....................................................................362 信號發(fā)生器設(shè)計(jì)的總體方案 信號發(fā)生

8、器設(shè)計(jì)的總體方案2.1 2.1 信號發(fā)生器的原理 信號發(fā)生器的原理本設(shè)計(jì)是基于直接數(shù)字頻率合成器(Direct Digital Synthesizer)原理的信號發(fā)生器。它是從相位概念出發(fā)直接合成所需波形的一種頻率合成技術(shù)。一個(gè)信號發(fā)生器由相位累加器、加法器、波形選擇器、波形存儲(chǔ) ROM、D/A 轉(zhuǎn)換器和低通濾波器(LPF)構(gòu)成。信號發(fā)生器的原理框圖如圖 2.1 所示。 圖 2.1 信號發(fā)生器的原理圖其中 為頻率控制字、 為相位控制

9、字、 為波形控制字、 為參考時(shí)鐘頻率， K P W c f為相位累加器的字長， 為 ROM 數(shù)據(jù)位及 D/A 轉(zhuǎn)換器的字長。相位累加器在時(shí)鐘 N D的控制下以步長 作累加，輸出的 位二進(jìn)制碼與相位控制字 、波形控制字 相 c f K N P W加后作為波形 ROM 的地址，對波形 ROM 進(jìn)行尋址，波形 ROM 輸出 位的隔度碼 D經(jīng) D/A 轉(zhuǎn)換器變成階梯波 ，再經(jīng)過低通濾波器平滑后就可以得到合成的信號 ) (t S ) (t S波形

10、。合成的信號波形形狀取決于波形 ROM 中存放的幅度碼，因此用信號發(fā)生器可以產(chǎn)生任意波形。 2.1.1 頻率預(yù)置與調(diào)節(jié)電路被稱為頻率控制字，也叫相位增量。信號發(fā)生器的輸出頻率 為： K o f， 為時(shí)鐘頻率。當(dāng) 時(shí)，信號發(fā)生器的輸出最低頻率（也即頻率分 Nc o K f f 2 ? c f 1 ? K辨率）為 而信號發(fā)生器的最大輸出頻率由 Nyquist 采樣定理決定，即 ，也 Nc f 2 2 c f頻率控制字KK相位控制字 P累