基于DDS的多通道信号源设计
基于DDS的信号源设计
基于DDS的信号源设计引言在现代雷达,通信,宇航,仪表,电视广播,遥控遥测和电子对抗等系统中,一个能在一定频率范围内提供一系列高准确度和高稳定度的信号频率源有着广泛的应用价值,同时也是众多应用电子系统实现高性能的关键因素之一。
随着应用频率和精度要求的不断提高,传统的晶体振荡器直接输出频率已不能满足要求。
因此,大量的频率合成(FS,Frequency Synthesis)技术得以广泛的使用。
频率合成通过对一个或多个高稳定度和精确度的参考频率源进行加、减、乘、除运算得到所需的频率。
频率合成(FS)的方法有很多,按其工作模式可以分为:模拟合成和数字合成两种;按其实现的手段可以大致分为:直接合成和锁相环合成两种。
目前应用较多的频率合成方式主要有:直接模拟合成,锁相环合成(PLL,phase Locked Loop)和直接数字合成(DDS,Digital Direct Synthesis)。
而直接数字频率合成(DDS)则是上个世纪70年代首次提出的以全数字技术,从相位概念出发直接合成所需波形的一种新的频率合成原理。
它将先进的数字信号处理(DSP,Digital Signal Processing)理论和方法引入到频率合成领域中,从而有效解决许多模拟合成技术无法解决的问题。
直接数字频率合成(DDS)原理及性能综述DDS原理直接数字频率合成是近年来发展非常迅速的一种新型频率合成技术,其基本思想是基于正弦查找表。
根据正弦函数的产生原理,直接对输入参考时钟进行抽样,数字化,从相位出发,用不同的相位给出不同的电压幅度,最后经滤波平滑输出所需的频率信号。
DDS主要由参考频率源、相位累加器、正弦ROM表、D/A转换器(Digital Analog Converter,简称DAC)和低通滤波器(LPF)等组成,其中相位累加器与正弦ROM查找表合称数控振荡器(Numeric Controlled Oscillator,简称NCO),它是DDS的核心。
基于DDS技术的信号源设计与实现_彭文标
表 3 AD9852 的控制寄存器
- 272 - 360元 / 年 邮局订阅号: 82-946
图 4 BPSK 子程序流程图 图 4 为 BPSK 输出是的子程序流程图, 首先根据需要设置 AD9852 的控制寄存器, 然后 设 置 载 波 信 号 的 频 率 控 制 字 、两 个 相位调节字, 将待调制数据送入 AD9852 的 29 脚, 最后, 待更新 时钟作用后, 电路就输出 BPSK 信号。
基金项目:谐波信号处理与谐波电能精确计量研究 湖 北 省 自 然 科 学 基 金 (2006ABA202)
中(并 行 地 址 为 1FH) 的 三 位 工 作 模 式 设 置 位 进 行 选 择 , 设 置 方 式如表 1 所列。
《P LC 技术应用 200 例》
邮局订阅号: 82-946 360 元 / 年 - 271 -
题。AD9852 采用 3.3V 供电, 和单片机之间应设置一电平转换电
路 ; 参 考 时 钟 可 以 单 端 输 入 , 也 可 以 差 分 输 入 , 当 DIFF/SINGLE
SELECT(pin64)为 高 电 平 时 , 应 该 采 用 差 分 输 入 , 当 DIFF/SIN-
技 GLE SELECT 为低 电平时, 应该采用单端输入; AD9852 采用高
N 时, 输出的信号频率为 fout=FTW*fsc/2N。
系 统 时 钟 下 输 出 频 率 的 精 度 可 达 0.07Hz; 可 进 行 sin(x)/x 校 正 ;
理论上, DDS 的最高 输 出 频 率 可 达 参 考 源 频 率 的 一 半 。 当 具有良好的动态性能, 在 100MHz 输出时, DAC 输出的抑制寄生
5 结束语
基于DDS的信号源设计
器以及低通滤波器。基本原理如图1所示。
频
率 控 制 字 K
相 位 累 加
器
正 弦 表 查
表
D /A 转 换 器
低
通 滤 波
输 出
器
参考时钟
图1 DDS原理框图 DDS系统的核心是相位累加器,在采样 时钟信号fc的控制下,通过由频率控制字控 制的相位累加器输出相位码,即每来一个时 钟信号fc,相位累加器的输出就增加一个相 位增加量,相位累加器按频率控制字K产生 信号数字化拟合所需的线性相位取样值,对 波形存储器寻址,将存储于只读存储器的波 形量化采样后,数据值按一定的规律读出, D/A转换器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,经过 低通滤波器滤除不需要的频率分量,以输出 频谱纯净的正弦波信号。 频率控制字K和时钟频率fc共同决定D DS输出信号的频率,二者之间关系满足下 式,式中fc为参考时钟,K为频率控制字,f0 为输出频率。
图3 AD9851并行工作方式时序图
32
数字技术与应用 Digital technology and application
图4 AD9851串行工作方式时序图
完成全部40位控制数据的输入,此后WLK 信号的边沿无效。当FQ-UD上升沿到来之 际40位数据会从输入寄存器被写入频率和 相位控制寄存器,更新DDS的输出频率和相 位,同时把地址指针复位到第一个输入寄存 器,等待着下一组新数据的写入。并行模式 时序如图3所示。
在串行工作模式下,数据由W-CLK的 上升沿同步,通过25脚D7,从低到高逐位 输入40位数据(W0~W39),其中W0~W3 2为频率调节位,对应频率调位是从低位到 高 位 。全 部 输 入 完 后 , 在 F Q - U D 上 升 沿 的 作用下,将40位数据送入DDS核心,并启动 AD9851按设置的频率输出,工作时序如图 4所示。
基于DDS的多通道高频大功率电源设计
基 于 D S的 多通 道 高 频 大 功 率 电源 设计 D
杨 其 华 张
( 国计 量 学 院 中
珂
毛谦敏
杭 州 3 0 1 ) 10 8
摘要 介 绍了一种 4相位高频宽 幅稳压 电源 , 电源 主要用 于生物芯 片开发研究 中产生旋转 电场 。4 该 通道可调相位 的高精度
频 率 信 号 源 由 D S发 生 , 标 准 5n 负 载 下 , 过 二 段 放 大实 现 lO z 0MHz 宽 5Vp D 在 O 通 O H  ̄1 0 带 0 p输 出 ; 过 引 入 幅 度 和 相 位 检 通
( ) 能 。 里 值 得 特 别 说 明 的是 , 个 电源 通 道 一 般 差 功 这 4
随着生物芯 片技术 的飞速发展 , 高频 电源设 备正 在生物芯 片的开发研究 、 能检测 中得 到越来越 广泛 性 的应用 。 大幅度 ( 大功率) 多相位( 、 多通道 ) 出的宽频 输
稳 幅 电源 研 究 , 新 型 生 物 芯 片 的 开 发 研 究 具 有 十 分 对 积 极 的 意 义 。 这 种 电 源 因 高 频宽 带 ( 赫 兹 ~ 几 百 赫 但 几 兹 ) 大 幅度 ( 5Vp ) 变 负载 ( 欧姆 ~ 几 千 欧 姆 ) 、 ≥ 0 p及 几
Ke r s DD W ie a da l y Ampi d ywo d S d b n mpi f l u e& p a ed tcin t h s ee t o
l 引
言
2 系统 方 案
将4 通道可 自由调幅 、 调相 、 调频作为高频电源系 统设计 的基本要 求 , 其基本 的电源设计 框架如 图 l 所 示 。按实用需要 , 电源应能 同步或异步设定输 出, 针对 设计 范 围内不 同 的 负载 , 能 实现 稳频 、 幅、 相 应 稳 稳
基于DDS的信号源设计论文
基于DDS的信号源设计论文作者:郭泳丽张晋涛薛凯栋史佳茹侯翰林来源:《科学导报·学术》2020年第17期摘;要:本文主要介绍了采用直接数字频率合成DDS芯片实现正弦信号输出,并完成调频,调幅功能。
它采用美国模拟器件公司(AD公司)的芯片AD9851,并用AT89C51单片机对其控制,首先从DDS芯片的输出,经低通滤波得到正弦信号,然后对该信号进行调频,调幅。
其中调频部分可以通过在软件中修改DDS芯片的频率控制字,相位控制字等来实现,而调幅部分需在DDS输出正弦信号之后外加一调幅器实现。
调幅部分将DDS输出作为载波信号,RC振荡器提供1KHz振荡作为调幅信号,它利用了乘法器MC1496完成对正弦信号调制。
该系统输出稳定度、精度极高,适用于当代的尖端的通信系统和精密的高精度仪器。
关键词:直接数字频率合成(DDS);AD9851;调频;调幅1、设计任务及初步规划设计本课题是利用高性能DDS芯片设计频率范围在0~10 MHz,并能够实现调频、调幅的信号源。
要求其频率稳定度小于等于10-6在对本课题总体规划设计过程中,主要可分成以下几块:(1)控制电路的设计,其主要功能是完成对DDS芯片的控制,包括频率控制字,相位控制字等的数据输入信号以及频率更新和字输入时钟端等的控制信号。
这些控制信号可以由PC 机,单片机,可编程逻辑器件PLD,或者常规的数字逻辑电路来产生。
PLD是由用户在工作现场进行编程的逻辑器件,在产品研制的未定型阶段,这种方式比较灵活,常规的数字逻辑电路最简单,价格最便宜,最容易上手,但不够灵活。
而单片机具有体积小,可控性高,控制功能强,使用方便,性价比较高等诸多优点,我准备采用常用的控制电路的芯片AT8951单片机来完成控制部分的功能。
(2)參考时钟电路设计。
参考频率源可选用普通晶体振荡器,温补晶体振荡器或恒温控制晶体震荡器等。
其中恒温控制晶体震荡器的性能指标最好,但体积最大,价格也最贵,而普通晶体振荡器虽价格便宜,但其频率稳定度通常较低,所以在工程实际中,一般采用温补晶体振荡器作为DDS的参考时钟输入比较合适。
基于DDS信号源的设计
基于DDS信号源的设计DDS信号源的原理是利用数字方式产生一个周期信号波形,并通过数字-模拟转换器(DAC)将其转换为模拟信号。
它的优势在于可以通过改变相位累加器的步进值和相位增量,来改变产生的信号的频率和相位,从而实现频率和相位可调的模拟信号产生。
相位累加器是DDS信号源的核心部件,它通过控制相位累加器的步进值和相位增量来调节信号的频率和相位。
相位累加器一般是一个计数器,每次计数器增加一个固定的步进值,通过改变步进值的大小可以改变信号的频率(频率=步进值/时钟频率)。
相位增量调节器的作用是用来调节相位的改变速度,可以让信号的相位增加或减小。
数字-模拟转换器是将数字信号转换为模拟信号的设备,它可以将DDS产生的数字信号转换为精确的模拟信号。
数字-模拟转换器的精度决定了模拟信号的质量,一般来说,越高的精度对应着更好的模拟信号质量。
时钟系统是DDS信号源的基本组成部分,它提供一个稳定的时钟信号用于控制相位累加器的计数和相位增量的调节。
时钟的稳定性和精确性对信号生成的质量有着重要的影响。
控制单元是DDS信号源的控制中心,它通过用户输入的指令来控制相位累加器和相位增量调节器的参数,从而实现对信号频率和相位的调节。
控制单元一般由微处理器或可编程逻辑器件实现,可以通过用户界面或计算机软件进行控制。
基于DDS信号源的设计在很多领域都有广泛的应用。
其中,最常见的应用是在仪器仪表领域,如信号发生器、频谱分析仪等。
基于DDS信号源的设计可以实现任意频率和相位的信号生成,对于信号的精确度和稳定性要求较高的仪器仪表有着很好的适用性。
此外,基于DDS信号源的设计还可以应用于通信系统、声音合成、音频处理等领域。
在通信系统中,可以利用DDS信号源生成载波信号,进行频率和相位调制,实现高质量的数字通信。
在声音合成和音频处理中,可以通过DDS信号源生成模拟音频信号,实现音乐合成、音色变化等功能。
总之,基于DDS信号源的设计是一种灵活、高精度的数字信号生成技术,具有广泛的应用前景。
基于dds技术的信号源设计
基于dds技术的信号源设计
基于DDS技术的信号源设计是一种数字式信号源的设计方法,它使用数字信号处理技术来产生高精度、高稳定性、高分辨率的信号。
DDS技术的核心是一个数字信号发生器,它通过对一个频率相位累加器的控制来产生一个可编程的、精确的、高速的信号。
DDS技术的主要优点包括频率和相位的可编程性、高稳定性、低相位噪声以及高动态范围。
在一个基于DDS技术的信号源中,通常包含一个频率相位累加器、一个数字控制振荡器、一个数字信号处理器、一个数模转换器以及一个模拟输出放大器。
其中,频率相位累加器是DDS技术的核心部分,它通过不断累加自身的相位来产生一个可编程的数字信号。
数字控制振荡器用于控制频率相位累加器的频率和相位,数字信号处理器用于对输出信号进行数字信号处理,数模转换器用于将数字信号转换为模拟信号,模拟输出放大器用于放大输出信号并将其输出到外部设备中。
在设计一个基于DDS技术的信号源时,需要考虑信号源的输出频率范围、分辨率、稳定性和相位噪声等指标。
同时,还需要考虑功耗、芯片面积和成本等因素。
为了满足这些要求,设计人员需要选取合适的数字信号处理器、数模转换器和模拟输出放大器,并进行精确的信号源校准和测试。
总的来说,基于DDS技术的信号源设计是一种高精度、高稳定性、高分辨率的数字信号源设计方法,它具有广泛的应用领域,包括通信、雷达、医学成像等。
基于DDS技术的多路高精度信号源设计
第32卷2010年6月 第3期317-320页世界科技研究与发展WORLDSCI TECHR&DVol.32Jun.2010No.3pp.317-320基于DDS技术的多路高精度信号源设计吴桂清 莫 云 张峰铭(湖南大学电气与信息工程学院,长沙410082)摘 要:本系统以DSP2812和CPLD相结合,采用DDS(DDFS,直接频率数字频率合成)技术设计的多路高精度信号源,它可以根据用户设定的电流、电压参数,实现12路模拟量的输出。
其模拟量的基本波形为:正弦波、三角波、方波和用户自定义的波形,同时可根据需要实现20次以内任意次谐波的迭加。
关键词:数字信号处理器;IQMATH;直接数字频率合成;复杂可编程逻辑器件中图分类号:TP313 文献标识码:A DesignofHighAccuracySignalSourceBasedonDDSTechnologyWUGuiqing MOYun ZHANGFengming(CollegeofElectricalandInformationEngineering,HunanUniversity,Changsha410082)Abstract:ThissystemiscomposedofDSP2812andCPLD,andadoptsDDS(DDFS,directfrequencydigitfrequencysynthesis)techniquetodesignmulti channelhigh precisionsignalsource.Itcanproduce12 channelanalogquantityoutputbasedonthecurrentandvoltageparame tersset.Theanalogwaveformscontainsinewave,triangularwave,squarewaveanduser-definedwave,simultaneously,itcanoutputanyhar monicsoverlyingtogetherwithin20timesaccordingtothedemand.Keywords:digitalsignalprocessor;IQMATH;directdigitalfrequencysynthesis;complexprogrammablelogicdevice1 引言电力系统的继电保护装置是保证电力系统安全可靠运行的一种重要工具。
基于dds技术的信号源设计
基于dds技术的信号源设计DDS技术是目前广泛应用于数字信号处理和通信的核心技术之一。
基于DDS技术的信号源设计可以实现高精度、高稳定性、高灵活性和低噪声等优异的性能,因此在无线通信系统、卫星通信、雷达系统、测量仪器等领域得到了广泛应用。
一、DDS技术简介DDS全称Direct Digital Synthesis,即直接数字合成技术。
它是一种基于数字信号处理技术和先进的ASIC、FPGA和DSP技术的数字频率合成器。
数字频率合成技术是一种通过数字计算实现频率合成的技术,它克服了传统的模拟频率合成器存在频率稳定度和相位噪声等问题。
二、基于DDS技术的信号源设计基于DDS技术的信号源设计主要包括两个方面,即DDC和DUC。
1.DDCDDC全称Digital Down-Converter,即数字下变频器。
它是一种基于DDS技术实现的数字信号处理器件,能够将高频率信号数字化并进行数字信号处理,提取出信号中的基带信号或低通信号。
通常采用FPGA或DSP为核心芯片,通过数字计算、滤波、放大等步骤实现信号处理功能。
2.DUCDUC全称Digital Up-Converter,即数字上变频器。
它是一种基于DDS技术实现的数字信号处理器件,能够将基带信号或低通信号进行数字信号处理,并将其变换到高频率,形成高频信号。
通常采用FPGA或DSP为核心芯片,通过数字计算、滤波、放大等步骤实现信号处理功能。
三、基于DDS技术的信号源设计的优势基于DDS技术的信号源设计比传统的信号源设计具有许多优势:1.高精度:DDS技术采用数字计算的方式实现信号合成,能够实现非常高的频率精度和相位精度,使得合成的信号具有非常高的精度。
2.高稳定性:DDS技术能够对合成信号的频率、相位和幅度等参数进行精确控制,使得信号具有非常高的稳定性,不会因为环境温度或供电电压等因素的变化而导致信号出现偏差。
3.高灵活性:DDS技术能够实现任意的信号合成,使得用户能够非常灵活地产生各种形式的信号。
基于dds多功能信号源应用设计
167中国设备工程Engineer ing hina C P l ant中国设备工程 2019.12 (下)在自动化系统、通信系统、电子对抗以及各种电子测量技术中,经常需要一个精度高、频率可调、稳定性高的信号源。
对比传统的频率合成技术,DDS 技术具有数字化可编程、相位输出连续、噪声低、集成程度高、分辨率高、转换速度快等优点。
本文给出了一种以单片机为控制中心,应用DDS 芯片AD9851,设计可调频正弦波信号源的流程,并通过TFT 液晶显示器显示相应输出信号频率和幅度等参数。
该信号源系统有很多优点功耗非常低、分辨率高、稳定性好、相位连续、数字化可编程、使用灵活方便。
1 系统结构设计电路总体设计构成框图如图1所示。
电路主要由基于AD9851的DDS 正交扫频信号源、AGC 自动增益电路、程控衰减电路、微处理器及薄膜晶体管(Thin Film Transistor,TFT)液晶显示屏构成。
首先,运用DDS 技术输出两路正交信号源,然后由AD9851内部的高速DAC 进行转换、滤波后得到两路幅度相同,频率相同、相位差可程控调的模拟信号,为确保输出扫频信号源在整个频段内等幅输出,系统中还加入了自动增益控制电路AGC 和程控衰减电路。
再对上述两路信号进行模数转换,由处理器进行数据运算并实现处理,最后把其幅频特性和相频曲线显示到显示器上。
键盘电路由DDS 信号源按键和程控衰减电路的控制键共同组成。
2 电路实现2.1 DDS 信号源设计DDS 正交信号源设计采用AD9851芯片。
它是美国AD 公基于DDS 多功能信号源应用设计张庆博,潘清泉,郭刘飞,李小亮*(黄河科技学院信息工程学院,河南 郑州 450000)摘要:系统采用高品质、高集成度的DDS 芯片AD9851作为核心元件,用STM32进行控制输出频率、相位、幅度可调的两路信号。
从AD9851输出的信号经过AD603构成的自动增益控制、信号调理电路后,经TFT 液晶显示输出信号的频率和幅度等参数。
基于DDS芯片的相位相关双通道信号源设计
Ab s t r a c t : Th i s p a p e r p r e s e n t s a d e s i g n o f a n a n y —p h a s e— r e l a t e d d o u b l e c h a n n e l s s i g n a l s o u r c e b a s e d o n DDS c h i p AD 9 8 5 4
在激光干涉 、 激光相干合成 、 雷 达 跟 踪 、自动 检 测 与 控 制 等 应 用 场 合 常 需 要 双 路 同 频 相 位 差 可 调 的 相 干 信 号 输 出 的 信 号 源 , 目前 市 场 上 成 熟 的 双 通 道 信 号 源 多 为非 相 关 结 构 l l _ , 其 两 路 输 出波 形 不 相 干 , 无 法 准 确 设 定 两 路 信 号 的 固 定 相 位 差 。 本 文 采 用 两 片 直 接 数
出信 号 频 率 稳 定 度 高 、 相位差精确。
关 键 词 :F P G A; AD 9 8 5 4; 直接 数 字频 率 合 成 ; 相 干 信 号 源
中 图 分 类 号 :T P 2 1 6 文 献 标 识 码 :B 文 章 编 号 :0 2 5 8 — 7 9 9 8 ( 2 0 1 3 ) 0 l 一 0 0 4 3 一 【 ) 4
Ap pl i c a t i on o f I n t e gr a t ed Ci r cu i t s
基于 D D S芯片 的相位相关 双通道信 号源设计 术
刘春 梅 , 邹传云 , 曹 文, 胥 磊
( 西 南 科技 大 学 信 息 工 程 学院 , 四川 绵 阳 6 2 1 0 1 0 )
摘 要 :采 用 直 接 数 字 频 率 合 成 ( D D S) 芯 片 A D 9 8 5 4设 计 了 一 种 任 意 相 位 相 关 双 通 道 信 号 源 , 利
基于DDS的多通道信号源设计
基于DDS的多通道信号源设计
本文通过C8051F020单片机实现对AD9959频率合成芯片的连接控制,结合少量外围电路即构成一个完整的低噪声、低功耗、高稳定度、高可靠性的频率合成器。
本信号源的直接频率合成器将通过对单片机C8051F020的标准SPI端口编程控制AD9959芯片的寄存器,从而实现单频点
12MHz,48MHz和带宽30MHz的线性调频3路相参信号输出。
1 系统方案设计与功能单元介绍
1.1 系统方案设计
本设计的主控芯片采用了新华龙公司的C8051F020单片机,信号产生芯片采用美国ADI公司的具有4路通道的DDS芯片AD9959,电源部分采用能提供5 V和3.3 V的稳压开关电源。
系统的设计框图如图1所示。
DDS信号源设计
Q[0..23] 数 据 接 24位加 收 器 频率控 法器 制字K
D[0..7] DA转换器Fra bibliotekVref低通 滤波 功率 放大 负载
单 片 机
Q[14..23]
D[0..7] DA转换器 Vref 5V
时钟fc
韶关学院电子系
DDS技术原理 技术原理
DDS技术原理 技术原理
4. 单片机与 单片机与FPGA接口 接口 通讯任务:频率控制字(24bit)、输出波形类型(2bit)、输出 波形的幅度(8bit)送往FPGA
1200
韶关学院电子系
DDS技术原理 技术原理 2. DDS参数计算 参数计算 参数
DDS技术原理 技术原理
fc fo = N K 2 fc 1= N 2
fC = 2 N
目标参数: 步进调整, 目标参数:1 Hz~500 kHz步进调整,步长为 Hz ~ 步进调整 步长为1
1 时钟与存储深度的关系
DDS技术原理 技术原理
多功能信号发生器设计
1.设计任务 . 给定电源电压,设计并制作一个基于DDS的多功能信号发生 给定电源电压,设计并制作一个基于 的多功能信号发生 器 2.设计基本要求 . (1)输出波形:正弦波、方波、三角波 )输出波形:正弦波、方波、 (2) 频率范围 信号频率: 步进调整, 信号频率:1 Hz~500 kHz步进调整,步长为 Hz。 ~ 步进调整 步长为1 。 频率稳定度:优于10-4 。 频率稳定度:优于 非线性失真系数: 非线性失真系数:≤3%。 。 方波占空比: ~ 步进可调, 方波占空比:2%~98%步进可调,步长为 步进可调 步长为2%。 。 (3) 在50欧负载下,幅度程控。峰值调节范围:0~5V,步进 欧负载下, 欧负载下 幅度程控。峰值调节范围: ~ , 0.1V
基于dds技术的信号源设计
基于dds技术的信号源设计
基于DDS技术的信号源设计是一项重要的电子设计任务,它可以产生高精度、高稳定性和灵活可调的信号。
DDS技术可以通过数字信号处理器来实现,它可以生成任意波形、频率和相位的信号。
在信号处理器中,DDS技术通过数字相位累加器和数字频率累加器来实现信号的生成。
其中,数字相位累加器可以控制信号的相位,数字频率累加器可以控制信号的频率。
此外,DDS技术还可以通过数字对数运算器来产生正弦波形和余弦波形。
在实际的信号源设计中,DDS技术可以与锁相环技术结合使用,以提高信号的稳定性和精度。
锁相环技术可以通过反馈控制来调整DDS信号的相位和频率,从而实现高精度和高稳定性的信号输出。
此外,DDS技术还可以与数字滤波器结合使用,以实现数字滤波和滤波器响应的调整,从而满足不同应用环境下的信号要求。
总而言之,基于DDS技术的信号源设计是一项重要的电子设计任务,它可以产生高精度、高稳定性和灵活可调的信号,满足不同应用环境下的信号要求。
在实际的设计中,DDS技术可以与锁相环技术和数字滤波器结合使用,以实现更高的信号性能和更广泛的应用范围。
- 1 -。
基于DDS的信号源设计开题报告
4.本课题的实行方案、进度及预期效果
序号
时间安排
完成工作
1
第1周~第4周
查找相关资料,准备理论知识的基础,开始英文翻译
2
第5周~第6周
做好开题报告,在这个阶段还要完成的是方硬件电路及Protel图纸制作
3
第7周~第8周
完成第一次硬件的基本组装及分块功能的调试
4
第9周~第10周
初步调试硬件,串联各个分块,确定是否能实现预定功能,着手整理写论文所需资料
5
第11周~第12周
进一步调试硬件,添加必要的外置,优化硬件
⑷熟练掌握Protel的使用方法。
毕业设计(论 文)开题报告
指导教师意见
指导教师:
2006年3月12日
院(系)审查意见
院(系)领导(公章):
年月日
生产DDS芯片的厂家很多,目前各大芯片制造厂商都相继推出采用先进CMOS工艺生产的高性能和多功能的DDS芯片(其中应用较为广泛的是AD公司的AD985X系列),为电路设计者提供了多种选择。然而在某些场合,专用的DDS芯片在控制方式、置频速率等方面与系统的要求差距很大,这时如果用高性能的FPGA器件设计符合自己需要的DDS电路就是一个很好的解决方法。
毕业设计(论 文)开题报告
1.本课题的目的及研究意义
1.选题目的:现在的就业压力是如此之大,公司大多需用通信方面的人才。我想通过这次毕设多接触一下这方面的知识,同时锻炼一下自己的动手能力,巩固自己的基础知识。
2.选题意义:在很多基础理论的坚实后盾下加上自己切身实践,从而实现理论与实践相结合,为以后自己向技术钻研,做开发打下基础。通过这次毕设可以很好的锻炼我的自学,动手,还有耐心,信心也会得到锻炼与提高。同时这还可以让我拓宽自己的知识面,而不再仅仅是学习课本上的知识,学习一些更实用,有效的电子制作方面的知识。
基于DDS技术的多模式信号源的设计
基于DDS技术的多模式信号源的设计摘要本文采用DDS技术,利用FPGA实现多种模式信号源的设计。
在介绍了多模式信号源的系统整体设计之后,对系统软硬件进行了设计。
该设计方案能够满足性能指标要求,具有可行性。
关键词多模式信号源;DDS;FPGA无线通信技术的不断发展使得其对信号质量的要求也越来越高。
高精度的信号源对通信系统、电子对抗以及各种电子测量技术十分重要[1]。
本文设计的多模式信号源能够产生四种不同模式的信号自由组合输出。
这种模式体现了软件无线电设计思想与构架,可以说是今后通信系统设计的一种方向。
1 系统总体设计本文实现的多模式信号源系统能够提供四种不同模式的信号输出,该系统可以根据用户的需求进行自定义的设置,并具有产生复杂信号的功能。
系统的设计注重体系结构的通用性、开放性以及全面可编程性,因此,实现新的功能时,可以通过更新软件来改变硬件的配置结构,这种情况下,用户只需要输入不同模式信号的参数,就可以实现相应的功能。
本文设计的多模式信号源系统实质上就是和一个基于CPU+DDS结构的硬件平台,在这个硬件平台上能够实现各种模拟调制以及数字调制的通用软件算法。
调制具有可编程性,另外,调制制式、比特速率、输出中频都可以根据需求进行调节。
2 硬件设计2.1硬件整体结构多模式信号源的整体结构包括控制信号输入接口模块,信号处理模块,D/A 转换模块、线性放大器模块,射频输出口选择模块等。
其中,控制信号输入接口模块的功能就是进行系统信号配置,例如配置信号源实现哪种模式;信号处理模块的功能就是进行信号配置以及产生DDS信号。
2.2 D/A转换模块设计随着采样频率的增加,D/A转换输出端的阶梯宽度以及产生的谐波和杂散分量与采样频率有关,采样频率越高,输出端的阶梯宽度就越小,谐波和杂散分量也就越小。
但由于器件成本、技术能力的限制以及D/A转换的非理想特性会严重影响D/A转换输出信号的信噪比以及D/A转换输出的无寄生动态范围SFDR,所以需要采用比较先进的D/A转换器件。
基于DDS技术的多路同步信号源的设计
基于DDS技术的多路同步信号源的设计
孙永亮;张忠友
【期刊名称】《现代电子技术》
【年(卷),期】2009(32)5
【摘要】多路同步数字调相信号源一般采用单片机和多片专用DDS芯片配合实现.该技术同步实现复杂,成本高.给出了一种基于FPGA的多路同步信号源的设计方法,通过VHDL语言硬件编程实现了基于单片FPGA的多路同步信号,数字调相快速准确.利用QuartusⅡ进行综合和仿真验证了该设计的正确性,该设计具有调相方便、速度快、成本低等优点.
【总页数】3页(P20-22)
【作者】孙永亮;张忠友
【作者单位】空军工程大学,理学院,陕西,西安,710051;空军工程大学,理学院,陕西,西安,710051
【正文语种】中文
【中图分类】TN911
【相关文献】
1.基于DDS技术的多路电气隔离程控信号源 [J], 李嘉楠;谢雪松;张小玲;陈君;哈悦
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校生;周晓玲;陈文元;张卫平;崔峰;刘武
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基于FPGA和DDS技术的多通道信号源设计
基于FPGA和DDS技术的多通道信号源设计杨建华【期刊名称】《计算机与数字工程》【年(卷),期】2017(045)008【摘要】为了解决普通信号源频率分辨率低、频率准确度低、开发更新周期长、信号通道少的问题,文中设计并实现了一种以FPGA、高速D/A和低通滤波为核心,基于DDS技术的多功能多通道信号源.在FPGA中设计了PCI接口控制器、同步时钟控制模块、SRAM控制器、DDS模块等.系统测试结果表明该系统硬件电路简单可靠,能够产生幅度和频率可调的正弦波、方波、三角波、锯齿波和任意波形信号,频率分辨率可达0.01Hz,频率准确度小于等于±0.1%.%In order to solve the problem of the low frequency resolution,low frequency accuracy,the long cycle of develop-ment and update and the less signal channel,a multi-function and multi-channel signal generator which is based on DDS technolo-gy with FPGA,high-speed D/A and a low-pass filter as the core is designed and implemented. In the FPGA,the PCI interface con-troller,synchronous clock control module,SRAM controller and DDS module etc are designed. The experiment results show that the system is simple and reliable and can generate sine wave,square wave,triangular wave,saw tooth wave and arbitrary waveform sig-nal. The frequency resolution comes up to 0.01Hz and frequency accuracy is equal or lesser than ±0.1%.【总页数】5页(P1656-1659,1664)【作者】杨建华【作者单位】西安工业大学电子信息工程学院西安 710032【正文语种】中文【中图分类】TP273【相关文献】1.基于 DSP和 FPGA的多通道 GPS中频信号源设计与实现 [J], 胡辉;杨国艺;朱绍文2.基于FPGA和AD5628多通道信号源的设计与实现 [J], 黄江鹏;崔永俊3.基于FPGA的多通道模拟信号源设计 [J], 贾兴中;张凯华;任勇峰4.基于以太网与FPGA的多通道信号源的系统设计 [J], LIU Wen-qian;SHEN San-min;LIU Li-sheng;LI Jian-jun;LIU Yong-liang5.基于FPGA的多通道信号源设计与实现 [J], 刘宇;姚远程;秦明伟因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
基于DDS的信号源的设计_罗怡
是开放的,也就是说只要存在与路由器的物理连接,任何路由器都可以成为该路由器的邻居。
而邻居关系的建立往往是后续攻击的必经阶段。
(2)路由器通过该邻居将新的路由信息“注入”到组播网络中,如向其发送PIM Join报文。
(3)刻意制造Assert报文,路由器可以参与该网段上的转发者选举过程。
而一旦成为该网段的转发者,该路由器就可以实施很多种攻击,如截断流量、篡改数据报文等攻击。
(4)在PIM-SM协议中,第一跳FHR的报文处理流程比较复杂,当有大量的组播报文需要处理时,低效的处理方式将降低系统的可靠性。
(5)可将路由器配置成为候选BSR或者候选RP,从而可以参与BSR选举和RP选举。
3.4MSDP协议的安全威胁每当组播域内有一个组播源发送第一个组播数据报文,该域内的MSDP对等体将产生新的SA消息。
攻击者可以根据MSDP协议的这个特性,向大量不同的组播组地址发送组播数据,从而让其域内的MSDP对等体产生大量的SA消息。
3.5MBGP协议的安全威胁BGP协议本身存在着诸多安全威胁,而作为BGP的扩展,MBGP协议也没有能够克服这些安全问题。
3.6组播路由转发机制的安全威胁由于组播路由表不能有效地聚合,当路由项足够多时,就会产生严重的问题。
现代路由器一般采用硬件转发组播流量,特别是高性能路由器采用网络处理器实现组播流量转发。
因此,组播转发表的大小将直接影响到组播流量的硬件转发性能。
然而,硬件组播转发表的容量有限,不可能容纳太多的组播转发项。
当组播路由项超过硬件转发表的极限时,网络处理器就会按照规则丢弃部分转发项。
4总结组播的特性使得它成为DDoS攻击的一种主要技术手段,一旦利用组播技术进行DDoS攻击,其破坏性特别大。
分析和总结了目前常见的组播路由协议的安全性缺陷,剖析了导致该类安全性缺陷的根本原因,为进行组播路由安全协议设计奠定了基础。
参考文献:[1]蒋东星,郑少仁.IP网络组播技术的新发展[J].电信科学,2003(9):9~13.[2]郑健平.互联网的IP组播与泛播通信机制研究[D].中国科学院研究生院,2004(12):1~2.[3]李宏玉.组播拥塞控制技术研究[D].大庆石油学院,2005(3):8~9.[4]杨明军.新一代互联网组播路由安全主动测试技术研究[D].国防科技大学,2005(11):28~30.□罗怡李朋朋马玖凯(武汉大学电子信息学院湖北·武汉430079)摘要:本系统以单片机AT89C52和CPLD———EPM570T100C5相结合,采用DDS(DDFS,直接频率数字频率合成)技术,辅以必要的模拟电路,构成了波形稳定、精度较高、幅频在规定范围内可调的信号发生器。
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基于DDS的多通道信号源设计作者:张颖立唐小明何文龙张涛来源:《现代电子技术》2011年第24期摘要:为满足航空电子、雷达设备和通信系统等领域相对低相位噪声、稳定工作、高分辨率、快频率转换以及低功耗的通用信号源的需求,提出了一种采用高性能控制器C8051F020控制AD9959频率合成芯片的设计方法和软件设计流程,最终实现了单频点12 MHz,48 MHz和带宽30 MHz的线性调频3路信号输出,并对测试结果进行了分析。
测试结果表明,此方案设计的信号源具有频谱纯,相噪低,转换时间快等特点,可满足实际系统的需要。
关键词:直接数字频率合成; AD9959;线性调频信号; C8051F020单片机中图分类号:TN919-34 文献标识码:A 文章编号:1004-373X(2011)24-0177-04Design of Multi-channel Signal Source Based on DDSZHANG Ying-li1, TANG Xiao-ming2, HE Wen-long3, ZHANG Tao2(1. China United Telecommunications Co., Ltd., Yantai 264100 China;2. The Chinese People's Liberation Army Navy Aircraft Engineering Institute, Yantai 246001, China;3. Unit 91630 of PLA, Guangzhou 510320, China)Abstract: To satisfy the requirements of general signal source with low phase noise, high stability, high resolution, quick frequency conversion and low power consumption for aerospace industry, radar equipments, communication systems and other fields, a software design flow and a design method which uses the high-powered controller C8051F020 to control the frequency synthesis chip AD9959 are proposed. A three-channel signal output with 12 MHz and 48 MHz single frequency points, and with 30 MHz bandwidth linear frequency modulation are achieved. The test results are analyzed. The results indicate that the signal source designed by the method has the characteristic of pure spectra, low phase noise and quick frequency conversion. Therefore, the signal source can satisfy the need of actual systems.Keywords: DDS; AD9959; LFM signal; C8051F020 single chip收稿日期:2011-07-13基金项目:国家自然科学基金资助项目(60672139,60972160)0 引言频率合成器是现代电子系统的重要组成部分,是决定电子系统性能的关键设备之一。
低相位噪声、高频谱纯度、高捷变速率和高频率分辨率的频率合成器已经成为频率合成技术发展的主要趋势。
直接数字频率合成(DDS)技术是从相位概念出发直接合成所需波形的一种频率合成技术,它的主要特点包括使用方便灵活,具有变频范围广,频率步进小,幅度和频率精度高,调谐方便,体积小,重量轻以及易于集成等优点,在当今电子系统中得到了广泛应用。
本文通过C8051F020单片机实现对AD9959频率合成芯片的连接控制,结合少量外围电路即构成一个完整的低噪声、低功耗、高稳定度、高可靠性的频率合成器。
本信号源的直接频率合成器将通过对单片机C8051F020的标准SPI端口编程控制AD9959芯片的寄存器,从而实现单频点12 MHz,48 MHz和带宽30 MHz的线性调频3路相参信号输出。
1 系统方案设计与功能单元介绍1.1 系统方案设计本设计的主控芯片采用了新华龙公司的C8051F020单片机,信号产生芯片采用美国ADI 公司的具有4路通道的DDS芯片AD9959,电源部分采用能提供5 V和3.3 V的稳压开关电源。
系统的设计框图如图1所示。
1.2 AD9959芯片AD9959是美国ADI公司最新推出的一款四通道、低功耗、高速直接数字频率合成器,采样频率高达500 MSPS。
该芯片内部集成了4个DDS内核,可对4个内部同步输出通道进行独立编程。
通过1个公用系统时钟在芯片内部同步其独立的通道,每个通道的功率小于165 mW。
可以实现最多16级的频率、相位和幅度调制(FSK,PSK,ASK)。
通过应用数据到配置管脚可控制调制水平。
另外,也可以工作在线性扫频、扫相或扫幅模式,应用到雷达和测量仪器中,还可以对由于模拟处理(例如滤波、放大)或者PCB布线失配而产生外部信号通道的不均衡进行有效的校正。
该器件集成了具有突出的宽带和窄带SFDR特性的4路高速10位DAC。
每一个通道都具有32位频率控制字,14位相位控制字,10位输出幅度控制字。
它被广泛地应用在本地振荡源、相控阵列雷达/声纳系统、测量仪器/仪表、同步时钟及RF信号源等方面。
其特性如下:(1) 有4路带10位DAC的DDS通道,最高取样频率为500 MSPS;(2) 各个通道都有独立的频率/相位/幅度控制功能;(3) 大于65 dB的通道隔离度;(4) 线性频率/相位/幅度扫描功能;(5) 最高可达16级的频率/相位/幅度调制;(6) DAC既可缩放电流又可独立编程;(7) 0.116 Hz或者更好的频率调整分辨率;(8) 32位频率分辨率;(9) 14位相位偏移分辨率;(10) 10位输出幅度可缩放的分辨率;(11) 具有增强数据吞吐量的串行I/O口(SPI);(12) 可通过软件/硬件控制节电模式,以降低功耗;(13) 双电源供应(DDS核1.8 V,串行I/O 3.3 V);(14) 内置多器件同步功能;(15) 内置时钟倍频锁相环(4~20倍倍频);(16) 可选择参考时钟源。
2 系统软件设计2.1 程序设计流程该系统中主要使用了带有SPI总线的C8051F020单片机的P1和P2几个I/O端口,它们与AD9959的连接示意图如图2所示。
在单片机编程的主函数中首先要关闭看门狗,否则每当执行到断点时,程序将会跳转到入口点从头执行。
接着初始化单片机的时钟(使用外部高精度、高稳定度晶振22.118 4 MHz)和I/O口配置,然后通过I/O端口对AD9959进行初始化、选择通道、写入相对应的控制字、发送I/O_UPDATE信号,输出所要求的信号。
单片机的程序流程图如图3所示。
2.2 单频点信号产生本系统要产生12 MHz和48 MHz的正弦波信号,根据输出频率的计算公式:fo=(FTW•fs)/232,可以算出频率控制字FTW的值为FTW=(fo•232)/fs,当fs=500 MHz时,输出12 MHz频率对应的频率控制字为:FTW=0624DD2F;48 MHz对应的频率控制字为:FTW=189374BC。
然后只需要将控制字写到AD9995的CTW0寄存器中即可。
下面是具体的操作过程:(1) AD9959初始化,使其内部寄存器处于初始状态,即工作模式为单频模式,频率控制字和相位控制字均置0,Single-Bit串行数据传输。
(2) 设置系统参考频率为100 MHz,倍频为PLL=5。
(3) 通道0使能位置1,其他通道使能位都置0。
(4) 使用串行I/O口,发送通道0所需要的频率控制字0624DD2F到I/O Buffer。
(5) 通道1使能位置1,其他通道使能位均置0。
(6) 使用串行I/O口,发送通道1所需要的频率控制字189374BC到I/O Buffer。
(7) 发送I/O_UPDATE信号,将I/O Buffer中的数据传送到内部寄存器(Active Register)。
输出信号的波形可以在测试结果与分析中的图4和图5看到。
2.3 线性调频信号产生AD9959没有直接产生线性调频的功能模式,但是可以通过间接的方法实现此功能,其原理与能产生线性调频的AD9854一样,都是在线性扫频的过程中改变扫频步进控制字(RDW/FDW)和扫频驻留时间控制字(RSRR/FSRR)。
所以只有在AD9959扫频的过程中根据实际需要不停地更改RDW/FDW和RSRR/FSRR,就可以得到线性调频信号。
对于线性调频工作状态的实现,还有一点需要说明。
由于线性调频信号是有时宽限制的,因此在输出线性调频信号的时候,需要外部定时器来实现对时宽的控制。
具体操作为:先把线性扫频模式配置为非驻留线性扫频模式,然后指定起始频率、结束频率、上升扫频步进控制字(RDW)和上升扫频驻留时间控制字(RSRR),最后利用单片机的定时器精确定时控制P2管脚,以对线性调频信号进行精确控制。
本系统需要产生带宽30 MHz的线性调频信号,在这里将中心频率设为50 MHz,故起始频率设为35 MHz,结束频率设为65 MHz,上升扫频步进频率设为1 kHz,上升扫频驻留时间设为最小值8 ns,然后给系统送一个I/O_UPDATE信号,把将写入到寄存器的值导入到DDS 内核中。
当P2由低电平变到高电平时(具有I/O_UPDATE功能),AD9959就开始从起始频率扫向结束频率,每过8 ns芯片自动将RDW的值送到频率累加器(不是相位累加器),以线性改变输出的频率值,当到达结束频率时,DDS芯片会自动返回到起始频率。
此过程的时间总共为240 μs(即时宽为240 μs),定时器精确定时240 μs后,P2取反,周期变化,这样就可以周期地产生线性调频信号了,其实际输出波形如图6所示。
3 测试结果与分析经过实验调试,最终输出了单频点的12 MHz,48 MHz信号和带宽为30 MHz的线性调频信号。