DDS信号源设计

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DDS信号源的设计与实现(电子科大)

实验报告学生姓名：实验地点：实验时间：下午2：30~5：30一、实验室名称：电子信息工程实验室二、实验项目名称：DDS信号源的设计与实现三、实验学时：16四、实验原理：分析可得DDS的输出频率：f o = FW(N-1:0)f c/2N由上式可知，DDS的最小输出频率为：f omin = f c/2NDDS的频率分辨率为：f o = f c/2NDDS频率输入字的计算：FW(N-1:0) = 2N f0/f c五、实验目的：通过本实验项目，可使学生利用VHDL硬件描述语言对比较复杂的、综合性的实际电路系统进行设计、描述，利用EDA开发工具完成系统的综合、仿真，并用硬件平台完成系统的硬件实现, 着重培养学生的实际动手设计能力。

六、实验内容：1.EDA技术及VHDL2.EDA开发软件及实验箱的使用3.DDS信号源的设计与实现七、实验器材（设备、元器件）：电脑，实验箱（带有EPF10K10 LC84-4芯片）八、实验步骤：① 创建新目录“D:\XX”，运行MAXPLUS II软件；② 打开Altera MAX+plus软件后，首先选择“File”中的“New”, 建立一个新的VHDL文件；③ 编辑VHDL源程序选择“Text Editor file”，再输入程序: library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;use ieee.std_logic_arith.all;entity dds_nes isport (clk,swithc : in std_logic;freqin : in std_logic_vector(11 downto 0); --频率控制字宽：12位phasein : in std_logic_vector(5 downto 0); --相位字宽ampin : in std_logic_vector(7 downto 0); --加法器宽度ddsout : out integer range 0 to 255 );end dds_nes;architecture rtl of dds_nes issignal acc:std_logic_vector(11 downto 0);signal phaseadd: std_logic_vector(5 downto 0);signal romaddr: std_logic_vector(5 downto 0);signal freqw:std_logic_vector(11 downto 0);signal phasew:std_logic_vector(5 downto 0);signal romaddr_i:integer range 0 to 63;signal amp_t:std_logic_vector(15 downto 0);signal ddsout_t:integer range 0 to 255;beginprocess(clk)beginif clk'event and clk='1' thenif swithc='1' thenfreqw<=freqin;elsefreqw<=freqin+freqin;end if;phasew<=phasein;acc<=acc+freqw;end if;end process;phaseadd<=acc(11 downto 6)+phasew;romaddr<=phaseadd(5 downto 0);romaddr_i<=conv_integer(romaddr); --查找表字宽取整amp_t<=ampin*conv_std_logic_vector(ddsout_t,8);--8*8ddsout_t转为8位ddsout<=conv_integer(amp_t(15 downto 8)); --取高8位后转整process(romaddr_i)begincase romaddr_i iswhen 00 => ddsout_t<=255;when 01 => ddsout_t<=254;when 02 => ddsout_t<=252;when 03 => ddsout_t<=249;when 04 => ddsout_t<=245;when 05 => ddsout_t<=239;when 06 => ddsout_t<=233;when 07 => ddsout_t<=225;when 08 => ddsout_t<=217;when 09 => ddsout_t<=207;when 10 => ddsout_t<=197;when 11 => ddsout_t<=186;when 12 => ddsout_t<=174;when 13 => ddsout_t<=162;when 14 => ddsout_t<=150;when 15 => ddsout_t<=137;when 16 => ddsout_t<=124;when 17 => ddsout_t<=112;when 18 => ddsout_t<=99;when 19 => ddsout_t<=87;when 20 => ddsout_t<=75;when 22 => ddsout_t<=53; when 23 => ddsout_t<=43; when 24 => ddsout_t<=34; when 25 => ddsout_t<=26; when 26 => ddsout_t<=19; when 27 => ddsout_t<=13; when 28 => ddsout_t<=8; when 29 => ddsout_t<=4; when 30 => ddsout_t<=1; when 31 => ddsout_t<=0; when 32 => ddsout_t<=0; when 33 => ddsout_t<=1; when 34 => ddsout_t<=4; when 35 => ddsout_t<=8; when 36 => ddsout_t<=13; when 37 => ddsout_t<=19; when 38 => ddsout_t<=26; when 39 => ddsout_t<=34; when 40 => ddsout_t<=43; when 41 => ddsout_t<=53; when 42 => ddsout_t<=64; when 43 => ddsout_t<=75;when 45 => ddsout_t<=99;when 46 => ddsout_t<=112;when 47 => ddsout_t<=124;when 48 => ddsout_t<=137;when 49 => ddsout_t<=150;when 50 => ddsout_t<=162;when 51 => ddsout_t<=174;when 52 => ddsout_t<=186;when 53 => ddsout_t<=197;when 54 => ddsout_t<=207;when 55 => ddsout_t<=217;when 56 => ddsout_t<=225;when 57 => ddsout_t<=233;when 58 => ddsout_t<=239;when 59 => ddsout_t<=245;when 60 => ddsout_t<=249;when 61 => ddsout_t<=252;when 62 => ddsout_t<=254;when 63 => ddsout_t<=255;when others=>null;end case;end process;end rtl;④ 将源程序存为VHDL文件格式，并将VHDL文件设置为当前工程；⑤ 编译VHDL源文件，点击“MAX+plus II→Compiler→Start”进行编译，如果警告和错误不为0，要改正错误直至全部正确；⑥ 对照芯片，用导线依次对应连接好实验箱芯片的每一个接口；⑦ 确定无误后，打开试验箱与示波器电源，并运行程序,下载程序。

dds信号源课程设计

dds信号源课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解DDS（直接数字频率合成器）信号源的基本原理，掌握其工作流程。

2. 学生能掌握DDS信号源的关键参数，如频率、相位、幅度等，并了解它们之间的关系。

3. 学生能解释DDS信号源在电子技术中的应用，如信号发生、通信系统等。

技能目标：1. 学生能够操作DDS信号源硬件，进行基本的信号生成与调制。

2. 学生能够利用相关软件对DDS信号源进行编程控制，实现特定信号的输出。

3. 学生能够通过实验，分析DDS信号源的性能，提出优化方案。

情感态度价值观目标：1. 学生对电子技术产生兴趣，培养探索精神和创新意识。

2. 学生在实验和讨论过程中，培养团队合作精神和沟通能力。

3. 学生认识到DDS信号源在科技发展中的重要作用，增强社会责任感和使命感。

课程性质：本课程为电子技术实践课程，结合理论讲解和实验操作，提高学生对DDS信号源的理解和应用。

学生特点：学生为高中年级，具备一定的电子技术基础，对实验操作感兴趣，但需引导深入理解理论知识。

教学要求：注重理论与实践相结合，鼓励学生动手实践，培养解决实际问题的能力。

在教学过程中，关注学生个体差异，提供针对性的指导。

通过课程学习，使学生能够将所学知识应用于实际电子技术领域。

二、教学内容1. DDS信号源原理介绍：- 数字频率合成技术背景- DDS信号源基本工作原理- 频率、相位、幅度控制原理2. DDS信号源硬件结构：- 主要组成部分及其功能- 常见DDS芯片介绍- 硬件连接与操作方法3. DDS信号源编程控制：- 编程接口与协议- 常用编程语言及工具- 实例演示：信号生成与调制4. DDS信号源应用案例分析：- 信号发生器- 通信系统- 频率合成器5. 实验教学：- 实验一：DDS信号源基本操作- 实验二：信号生成与调制- 实验三：性能分析与优化6. 教学进度安排：- 第一周：原理介绍与硬件结构学习- 第二周：编程控制与实例演示- 第三周：应用案例分析- 第四周：实验教学与实践教学内容关联教材章节：- 第一章：电子技术基础- 第二章：数字频率合成技术- 第三章：DDS信号源硬件与编程- 第四章：实验与实践三、教学方法本课程采用以下多样化的教学方法，以激发学生的学习兴趣和主动性，提高教学效果：1. 讲授法：- 对于DDS信号源的基本原理、硬件结构、编程控制等理论知识，采用讲授法进行系统讲解，使学生掌握必要的基础知识。

dds信号源设计

DDS工作原理
奈奎斯特抽样定理：任意一个频率带宽为F的连续信号f(t),d都可以用一系列离散取样值f(t), f(t+T), f(t+2T)….. f(t+nT)来表示。只要取样点的时间间隔T小于1/2F，表示就是完整的，包含了连续信号f(t)的全部信息
DDS工作原理
相位取样地址
离散相位的幅度序列 b d
结论
DDS输出信号的频率主要取决于频率控制字M 相位累加器字长N决定DDS的频率分辨率当M增大时，fout可以不断地提高，但根据采样定理，最高输出频率不得大于fc/2 工作输出频率达 40 ％ fc 时，输出波形的相位抖动就很大实际工作时输出频率小于fc/3较为合适。

设计方案一
N位相位寄存器
输出序列
参数选择原理
DDS技术在本质上，是实现了一个数字分频器的功能，它的频率精度是由相位累加器或者是频率控制字M的比特数决定的，即输入的参考频率除以 2M就决定了DDS所能够实现的频率精度。输出信号波形的频率及频率分辨率可以表示如下： fout=Mfc/2N fmin=fc/2N fout为输出信号频率； fmin为输出信号分辨率；M 为频率控制字；N为相位累加器字长；fc为标准参考频率源工作频率

DDS系统概述
DDS技术一般都是以数字控制振荡器 NCO（Numerically Controlled Oscillator）为核心，来产生频率可调的sin正弦波的波形的数字量表示的幅值。这些数字量表示的波形幅值再通过一个DAC（DigitalAnalog Converter），得到正弦波的模拟量波形。它是在时域中进行频率合成，从而能够对输出频率进行快速而且精确的控制，并且这种控制全部都是数字控制，因此可以提供非常高的频率精度。

DDS信号源设计原理

DDS信号源设计原理DDS（Direct Digital Synthesis，直接数字合成）是一种通过数字方式生成频率可调的信号的技术。

它主要由数字频率合成器（NCO）、数字控制的相位发生器和数字滤波器组成。

DDS信号源的设计原理涉及到数字信号处理、频率合成、相位发生和滤波等方面。

首先，DDS信号源的核心是数字频率合成器（NCO），它可以生成具有可调频率和可编程幅度的周期性信号。

NCO通过将一个参考时钟的频率分频得到一个相对稳定的时钟信号，并使用累加器来计算相位增量，然后通过查表的方式生成所需频率的正弦（或余弦）波形。

由于NCO的频率可以通过改变相位增量来实现，因此可以非常方便地实现频率的可编程性。

其次，DDS信号源在频率合成的过程中，利用相位发生器来实现频率可调。

相位发生器的作用是将相位增量乘以一个系数（在一定精度下实现乘法可以采用简化的移位和累加操作），得到每个时刻的相位值，并利用相位值查询三角函数表得到对应的幅度值。

通过改变相位增量和系数，可以实现对频率的精确控制。

此外，DDS信号源还采用数字滤波器来去除合成信号中的高频成分和噪声。

由于NCO合成的信号是采样间隔上是离散的，因此会引入非线性失真和混频等问题，这些问题都会导致合成信号中存在高频成分。

数字滤波器可以通过差分方程或频域滤波器的方式实现，将合成信号的频谱进行滤波，剔除不需要的高频成分和噪声。

总的来说，DDS信号源的设计原理可以归结为以下几个步骤：1）使用NCO生成参考时钟的分频时钟和相位增量；2）采用相位发生器将相位增量和系数相乘得到相位值；3）查表得到对应的幅度值；4）利用数字滤波器对合成信号进行滤波，去除高频成分和噪声；5）输出滤波后的合成信号。

DDS信号源具有以下优点：1）频率可调范围广；2）分辨率高，频率精度高；3）相位连续性好，相位精度高；4）幅度可编程；5）输出信号稳定性好；6）具有快速切换、变频和调制的能力等。

因此，在许多领域，例如无线通信、雷达测距、音频信号处理等方面都广泛应用了DDS信号源技术。

DDS信号源设计

毕业设计（论文）DDS信号源设计学生：学号：专业：电子信息工程班级：指导教师：自动化与电子信息学院二○一○年六月DDS信号源摘要本文在分析现有信号发生器的工作原理基础上，根据系统指标合理地采用丁DDS技术，以AD9854芯片为核心，以Atmel公司的单片机芯片AT89S52为主控机，设计了一种结构简单性能优良的信号发生器。

使用C51语言进行了相关软件设计和实现。

该信号发生器具有输出频率滩确、频率稳定度高、频率分辨率高频率转换速度快、产生调制信号、杂散抑制感好等特点。

关键词: DDS技术, 信号发生器, AD9854, AT89S52本科毕业设计（论文）AbstractThis article in the analysis existing signal generating device principle of work foundation, reasonably has used the DDS technology according to the system target, take the AD9854 chip as the core, by Atmel Corporation's monolithic integrated circuit chip AT89S52primarily controlling machine, has designed one kind of structure simple performance fine signal generating device. Used the C51 language to carry on the software design and the realization .This signal generating device has the output frequency accurately, the frequency stability high, the frequency resolution high-frequency convers ionrate quick, produces the modulation signal, the suppression is good and so on the characteristic.Key Word: DDS , Signal Generating, AD9854, AT89S52DDS信号源目录摘要------------------------------------------------------------------------- 2 ABSTRACT ---------------------------------------------------------------------- 3 第一章引言----------------------------------------------------------------- 6 第二章 DDS信号源总体概述----------------------------------------------------- 7 2.1频率合成的概念及发展历史------------------------------------------------- 72.1.1 DDS研究现状及意义--------------------------------------------------- 8 2.2DDS的工作原理----------------------------------------------------------- 92.2.1 DDS的工作原理------------------------------------------------------ 92.2.2 DDS的优点和不足---------------------------------------------------- 11 第三章信号发生器的方案设计-------------------------------------------------- 133.1DDS信号发生器的技术指标------------------------------------------------ 13 3.2方案的选择-------------------------------------------------------------- 13 第四章芯片选择及结构------------------------------------------------------- 174.1DDS芯片的选择---------------------------------------------------------- 174.1.1 AD9854介绍--------------------------------------------------------- 174.1.2 AD9854引脚定义----------------------------------------------------- 184.1.3 AD9854的串行操作--------------------------------------------------- 20 4.2单片机芯片选择---------------------------------------------------------- 214.2.1 AT89S52芯片介绍---------------------------------------------------- 214.2.2 AT89S52的引脚定义--------------------------------------------------- 23 第五章系统的硬件设计-------------------------------------------------------- 255.1系统电源设计------------------------------------------------------------ 25 5.2复位电路设计------------------------------------------------------------ 27本科毕业设计（论文）5.3信号的产生与控制电路设计------------------------------------------------ 285.3.1 AT89S52与AD9854的接口--------------------------------------------- 285.3.2 频率相位与幅度控制-------------------------------------------------- 31 5.4人机交互模块的电路设计-------------------------------------------------- 315.4.1 键盘电路------------------------------------------------------------ 315.4.2 显示电路------------------------------------------------------------ 325.4.3 串口通讯接口电路---------------------------------------------------- 335.4.4 信号处理的设计------------------------------------------------------ 35 第六章系统的软件设计-------------------------------------------------------- 376.1软件总体设计------------------------------------------------------------ 37 6.2主程序模块-------------------------------------------------------------- 37 6.3信号产生软件的设计------------------------------------------------------ 39 6.4人机交互模块设计-------------------------------------------------------- 416.4.1 键盘程序设计-------------------------------------------------------- 416.4.2显示程序设计-------------------------------------------------------- 456.4.3 串行通信程序设计---------------------------------------------------- 47 第七章结束语---------------------------------------------------------------- 497.1本文总结---------------------------------------------------------------- 49 7.2进一步改进-------------------------------------------------------------- 49 参考文献--------------------------------------------------------------------- 50 致谢词----------------------------------------------------------------------- 52 附录------------------------------------------------------------------------ 53DDS信号源第一章引言直接数字频率合成技术发展到现在，合成信号频率的精确度和频谱的纯度仍然是其今后发展的主要方向。

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。

DDS信号源设计.

数字系统设计实践设计报告实验名称DDS信号源设计班级通信112学生姓名周焕强学号116040268指导教师应祥岳完成日期2013-04-10摘要DDS是Direct Digital Frequency Synthesis的简称。

DDS技术即是直接数字频率合成技术。

属于第三代频率合成技术，它从”相位”的概念出发进行频率合成。

电路系统具有很高的频率分辨率，可以实现频率快速切换，并且在改变时能够保持相位连续，很容易实现频率、相位和幅度的数控调制。

利用DDS的这些优点，本实验要用FPGA+DAC，设计一个DDS信号发生器。

本程序将会输入一个频率控制字，然后传送给相位累加器，输出高8位给正弦查询表，将存于数表中的数字波形,经D/A转换器和滤波，形成模拟量波形。

频率控制字和输出频率将会经过乘法器和除法器由十六进制转换成十进制，显示在数码管上。

关键词：DDS、信号发生器、相位累加、频率目录一、设计任务 (1)二、设计要求 (1)三、系统方案 (1)3.1 频率控制字输入模块的论证与选择 (1)3.2 rom模块的论证与选择 (1)3.3 相位累加器模块的论证与选择 (2)3.4 相位寄存器模块的论证与选择 (2)3.5 频率控制字M转码输出模块的论证与选择 (2)3.6 输出频率转化输出模块的论证与选择 (3)3.7 输出选择模块的论证与选择 (3)四、系统理论分析与计算 (3)4.1理论分析 (3)4.2理论计算 (4)五、电路与程序设计 (4)5.1电路的设计 (4)5.1.1DDS信号源顶层图形设计 (4)5.1.2系统电路原理图 (5)5.2程序的设计 (5)5.2.1频率控制字输入模块的vhdl设计 (6)5.2.2相位累加器模块的vhdl设计 (7)5.2.3输出选择模块的vhdl设计 (8)六、测试方案与测试结果 (9)6.1测试方案 (9)6.1.1软件测试 (9)6.1.2硬件测试 (9)6.2测试结果与分析 (10)6.2.1.测试结果 (10)6.2.2.测试分析与结论 (12)一、设计任务利用FPGA+DAC，设计一个DDS信号发生器。

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FPGA的DDS信号源设计培训

基于FPGA的DDS信号源设计培训基于FPGA的DDS信号源设计是一种使用数字直接合成技术（DDS）在可编程逻辑器件（FPGA）上实现信号源的方法。

DDS是一种通过数字计算方式生成任意频率和相位的信号的技术。

在传统信号源设计中，通常使用锁相环（PLL）或震荡器电路来生成特定频率的信号。

而DDS信号源通过数字计算的方式，可以实现更高的频率分辨率和频率稳定性。

在基于FPGA的DDS信号源设计中，首先需要将输入的参考时钟进行数字化。

通常使用的是外部时钟源，如晶振或GPS同步时钟等。

然后，通过时钟分频和相位累加器等数字逻辑电路，将参考时钟转换为所需的频率和相位。

接下来，使用数字幅度调制电路对信号进行幅度调制，以实现所需的信号形式，如正弦波、方波、三角波等。

FPGA作为可编程逻辑器件，具有高度灵活性和可重配置性。

它可以通过编程方式实现不同的信号生成算法和信号处理功能。

通过使用FPGA实现DDS信号源，可以满足不同应用领域中对信号源的复杂要求，如通信系统、雷达系统、医疗设备、音频设备等。

在基于FPGA的DDS信号源设计过程中，需要考虑以下几个关键问题：1.时钟频率选择：选择合适的时钟频率对于实现高分辨率和频率稳定性至关重要。

较高的时钟频率可以提供更高的频率分辨率，但也会增加硬件复杂度和功耗。

较低的时钟频率可能导致频率稳定性下降。

因此，需要根据具体应用需求进行权衡和选择。

2.相位累加器设计：相位累加器是DDS信号源的核心部件，负责将参考时钟转换为所需的相位。

设计相位累加器时需要考虑相位分辨率和相位误差。

相位分辨率取决于相位累加器的位宽，而相位误差受到时钟抖动和积累误差等因素的影响。

因此，需要合理设计相位累加器的位宽和时钟抖动控制电路。

3.数字幅度调制：数字幅度调制（AM）可以实现信号的幅度调制，例如调制成正弦波、方波等。

常用的数字幅度调制技术包括加权输出和查找表法。

加权输出法通过在幅度控制寄存器中存储不同幅度值，并按照权重进行输出。

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的信号源设计开题报告

另外采用Atmel公司生产的AT98C51实现对DDS的控制，用于想AD9851输入频率/相位控制字。外部参考时钟采用温度补偿晶体振荡器，这是因为它价格适中且能满足一般工程实际的要求。
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）：
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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。

DDS信号源设计原理

DDS 信号源设计原理DDS 引言 DDS 原理 DDS 结构 DDS 设计 DDS 描述 DDS 仿真 DDS 实现一、DDS 引言频率合成技术是将一个（或多个）基准频率变换成另一个（或多个）合乎质量要求的所需频率的技术。

在通信、雷达、导航、电子侦察、干扰与抗干扰等众多领域都有应用。

随着各种频率合成器和频率合成方案的出现，频率合成技术得到了不断的发展。

1971年3月美国学者J.Tierncy ，C.M.Rader 和B.Gold 首次提出了直接数字频率合成（DDS__Direct Digital Synthesis ）技术。

这是一种从相位概念出发直接合成所需要的波形的新的全数字频率合成技术。

同传统的频率合成技术相比，DDS 技术具有极高的频率分辨率、极快的变频速度，变频相位连续、相位噪声低，易于功能扩展和全数字化便于集成，容易实现对输出信号的多种调制等优点，满足了现代电子系统的许多要求，因此得到了迅速的发展。

目前市面上的DDS 芯片，价格昂贵、功能固定单一，应用受到限制。

本综合实验项目采用基于FPGA 的EDA 技术设计实现DDS 芯片，并可以根据实际需要对其功能进行灵活地修改，配置。

二、DDS 工作原理一个纯净的单频信号可表示为：()()o o t f U t u θπ+=2sin （2-1）只要它的幅度U 和初始相位o θ不变，它的频谱就是位于o f 的一条谱线。

为了分析简化起见，可令U=1，o θ=0，这将不会影响对频率的研究。

即： ()()()t t f t u o θπsin 2sin == （2-2）如果对（2-2）的信号进行采样，采样周期为c T （即采样频率为c f ），则可得到离散的波形序列：()()c o nT f n u π2sin = ()...2,1,0=n （2-3）相应的离散相位序列为：()n nT f n c o ∙∆==θπθ2 ()...2,1,0=n （2-4）式中：c oc o f f T f ππθ22==∆ （2-5）是连续两次采样之间的相位增量。

DDS信号源的设计

EDA技术与实践教程课题：DDS信号源的设计姓名：班级：DDS信号源的设计一．DDS的概述DDS是一种以全数字技术从相位概念出发直接合成所需波形的一种频率合成技术。

目前使用最广泛的方式是利用高速存储器查找表，然后通过高速DAC 输出已经用数字形式存入的正弦波。

DDS技术一般都是以数字控制振荡器NCO （Numerically Controlled Oscillator）为核心，来产生频率可调的sin正弦波的波形的数字量表示的幅值。

这些数字量表示的波形幅值再通过一个DAC （Digital-Analog Converter），得到正弦波的模拟量波形。

它是在时域中进行频率合成，从而能够对输出频率进行快速而且精确的控制，并且这种控制全部都是数字控制，因此可以提供非常高的频率精度。

二．DDS工作原理DDS的基本原理是利用采样定理，通过查表法产生波形。

DDS的结构有很多种，其基本的电路原理可用下图1 来表示：相位累加器由N位加法器与N位累加寄存器级联构成。

每来一个时钟脉冲FS，加法器将频率控制字K与累加寄存器输出的累加相位数据相加，把相加后的结果送至累加寄存器的数据输入端。

累加寄存器将加法器在上一个时钟脉冲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脉冲的作用下继续与频率控制字相加。

这样，相位累加器在时钟作用下，不断对频率控制字进行线性相位累加。

由此可以看出，相位累加器在每一个时钟脉冲输入时，把频率控制字累加一次，相位累加器输出的数据就是合成信号的相位，相位累加器的溢出频率就是DDS输出的信号频率。

用相位累加器输出的数据作为波形存储器（ROM）的相位取样地址，这样就可把存储在波形存储器内的波形抽样值（二进制编码）经查找表查出，完成相位到幅值转换。

波形存储器的输出送到Ｄ／Ａ转换器，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。

低通滤波器用于滤除不需要的取样分量，以便输出频谱纯净的正弦波信号。

项目十二 DDS信号源的设计

四、项目实施——2. DDS子系统设计
Addsub32模块设计
本模块中使用了两个LPM模块，分别是ADD_SUB_32BIT(加减模块)，DFF_32（触发器模块）
四、项目实施——2. DDS子系统设计
LPM_ADD_SUB模块的调用
（1）新建一个电路原理图文件（2）在原理图中空白处双击，出现下面对话框，点击图中红色标记按钮。
三、项目分析 1. 信号产生的方法
频率稳定度高，但频率很难连续步进
三、项目分析
1. 信号产生的方法
DDS( Direct Digital Synthesizer )即直接数字合成器，是一种新型的频率合成技术，具有较高的频率分辨率，可以实现快速的频率切换，并且在改变频率的同时能够保持相位的连续，很容易实现频率、相位和幅值的数控调制。因此，在现代电子系统及设备的频率源设计中，尤其在通信领域，DDS应用越来越广泛。
一、项目描述
2. 项目目标
序号一
二三
类别知识点
技能职业素养
目标
1. 了解DDS的实现原理 2. 了解DDS系统功能的各种要求 3. 掌握实现DDS系统的各模块功能 4. 掌握VHDL语言和C语言的协同设计原理 5. 掌握调用LPM模块的方法
1. 会利用LPM模块进行设计 2. 能使用VHDL语言和C语言进行协同设计 3. 能使用Quartus II软件的对设计电路进行功能仿
四、项目实施——2. DDS子系统设计
LPM_ADD_SUB模块的调用
（6）由于需要设计的模块功能是每触发一次，就作一次加法或减法运算，并且值固定是增加或减少 100KHz。通过计算得：
datab 100K 232 10737418 40M

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。

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毕业设计(论文)-dds信号源设计[管理资料]

目录摘要 (1)Abstract (1)1概述 (1)DDS技术简介 (1) (2) (2)2总体设计 (2) (2) (2)3系统方案论证 (3)4系统所用主要器件介绍 (4)AD9850芯片介绍 (4)AT89C51芯片简介 (7)5硬件电路 (9) (9)AD9850波形产生电路模块 (10)6软件设计 (12) (12) (12)AD9850波形产生程序 (14)7设计的制作与调试 (14) (14)软件调试 (14)8结束语 (15)参考文献 (15)致谢 (16)附录 (17)DDS信号源设计摘要：直接数字合成（DDS）是一种重要的频率合成技术，具有分辨率高、频率变换快等优点，在雷达及通信等领域有着广泛的应用。

本文介绍了一种直接利用DDS（直接数字频率合成器）芯片AD9850及单片机AT89C51组成的简单的DDS 信号发生器的设计，讨论了频率和相位控制字的计算方法以及标准正弦信号、调频信号的产生方法，给出了相应的硬件电路和软件流程。

关键词：直接数字频率合成；AT89C51；AD9850；信号发生器Design of the Signal Source Based on DDS Abstract: Direct digital synthesis is a kind of important technique on frequency synthesis. It has many advantages，such as higher frequency resolution，faster frequency transform，and so on. It is widely used in radar，communication and many other fields. This paper presents the design of a simple DDS signal generator which consists of AD9850 and the method of controlling word with frequency and phase，as well as the way of generating standard sinusoidal signal and frequency modulated signal. Finally，it gives structure of the hardware circuit and software.Key words: Direct digital synthesis；AT89C51；AD9850；Signal generator1概述DDS技术简介近年来，随着频率合成技术广泛应用于现代无线电通信和电子技术的各个方面，DDS技术得到了迅猛发展。