【EDA课程设计】--”DDS信号发生器“.doc

电子课程设计 ------DDS信号发生器合成器 学院： 专业班级： 姓名： 学号： 指导老师： 2012年12月 直接数字频率合成器（DDS） 设计任务与要求 直接数字频率综合技术，即DDS技术，是一种新型的频率合成技术和信号产生方法。利用EDA技术和FPGA实现直接数字频率合成器DDS的设计。 设计要求： 利用QuartusII软件实验箱实现DDS的设计； 通过实验箱上的开关输入DDS的频率和相位控制字，并能用示波器观察加以验证； 系统具有清零和使能的功能； DDS中的波形存储器模块用Altera公司的Cyclone系列FPGA芯片中的ROM实现。 总体框图 N位 M f 图1 DDS总体框图 模块的功能 频率预置和调节电路 不变量K称作相位增量，也叫频率控制字。此模块实现频率控制量的输入。 相位累加器 相位累加器是一个带有累加功能的N位加法器，它以设定的N位频率控制字K作为步长进行线性累加，当其和满时，计数器清零，并进行重新运算，它使输出频率正比于时钟频率和相位增量之积。 相位寄存器 相位寄存器是一个N位的寄存器，它对输入端输入的数据进行寄存，当下一个时钟到来时，输出寄存的数据。 相位 频率控 f 量化 制字K 序列 N位 N位 N位 图2 相位累加器 相位累加器的组成=N位加法器+N位寄存器 相位累加器的作用：在时钟的作用下，进行相位累加 注意：当相位累加器累加满量时就会产生一次溢出，完成一个周期 的动作。 正弦查找表 正弦查找表ROM是DDS最关键的部分，也是最复杂的部分，设计时首先需对正弦函数进行离散采样，接着将采样的结果放到ROM模块的对应存储单元中，每一位地址对应一个数值，输出为8位。ROM中必须包含完整的正弦采样值，此设计采样256点，而且还要注意避免在按地址读取ROM内容时可能引起的不连续点，避免量化噪音集中于基频的谐波上。 相位量化序列 正弦幅度量化序列 N位 D位 图3 波形存储器 作用：进行波形的相位----幅值转换 原理： ROM的N位地址 把0° 360°的正弦角度离散成具有2N个样值的序列 ROM的D位数据位 则2N个样值的幅值量化为D位二进制数据 D/A转换器 D/A转换器的作用：把已经合成的正弦波的数字量转换成模拟量。 典型D/A转换器芯片DAC0832: DAC0832是一个8位D/A转换器。单电源供电，从+5V—+15V均可正常工作。基准电压的范围为正负10V;电流建立时间为1s；CMOS工艺，低功耗，仅20mW。DAC0832转换器芯片为20引脚，双列直插式封装，其引脚排列如图4所示。 1 20 2 18 19 8 17 9 7 6 11 5 12 4 16 15 14 13 3 10 图4 DAC0832引脚图 对各引脚信号说明如下： ▲ DI7—DI0:转换数据输入。 ▲ CS:片选信号(输入)，低电平有效。 ▲ ILE:数据锁存允许信号（输入），高电平有效。 ▲ WR1:写信号（输入），低电平有效。 ▲ WR2:第2写信号（输入），低电平有效。 ▲ XFER：数据传送控制信号（输入），低电平有效。 ▲ IOUT1、IOUT2:电流输出1、2， DAC转换器的特性之一是：Iout1+Iout2=常数 ▲ RFB—反馈电阻端 ▲ VREF:基准电压，其电压可正可负，范围-10V—+10V.