基于DDS和FPGA技术的波形发生器的研究和设计

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信号发生器已成为各行业各领域的通用仪器,信号发生器的设计水平也在不断提高。直接数字频率合成技术(Direct Digital Frequency Synthesis, DDS)是近些年来迅速发展的一种频率合成技术,它具有频率分辨率高,频率变换速度快,相位连续及可产生多种形式的波形的优点,已被广泛应用于通信器材,医疗器械,教学仪器,雷达信号源等领域。作者在对DDS原理深入了解和分析后,先后使用DDS芯片AD9854和FPGA芯片EP1C 6Q240C8分别实现和仿真了一种正弦信号发生器及一种改进型任意波形发生器。本课题工作主要有以下两个方面:(1)根据课题要求,选用AD公司的AD9854芯片作为波形发生器的核心芯片,选用FPGA芯片EP1C6Q240C8作为DDS芯片的逻辑编程控制器;对DDS信号源的电路进行了原理图和PCB板设计,通过软件编程和硬件调试,实现了一个正弦信号发生器。(2)以FPGA芯片EP1C6Q240C8为核心芯片,采用自顶向下的设计方法,流水线并行设计结构,将所设计的任意波形发生器分为锁相环倍频模块,模式控制模块和DDS模块三大部分。通过编程和仿真,实现了正弦波,线性调频波,非线性调频波,以及对信号的8ASK,8FSK和8PSK调制。该任意波形发生器无论从系统工作速度,资源使用,还是功耗,都达到了很高的标准。
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