天津工业大学毕业设计（论文）成绩考核表 学生姓名 题目 学院名称 电子与信息工程学院 专业班级 正弦波调制信号发生器设计 1．毕业设计（论文）指导教师评语及成绩： 成绩： 指导教师签字： 年 月 日 2．毕业设计（论文）答辩委员会评语及成绩： 成绩： 答辩主席（或组长）签字： 年 月 日 3．毕业设计（论文）总成绩： a.指导教师 给定成绩 b.评阅教师 给定成绩 c.毕业答辩成绩 总成绩 (a×0.5+b×0.2+c×0.3)
摘 要
随着数字集成电路，微电子技术和EDA技术的深入研究，直接数字合成(DDS)技术以其有别于其他频率合成技术的优越性能和特点，成为现在频率合成技术中的佼佼者。它是将先进的数字信号处理理论与方法引入到信号合成领域的一项新技术，他的出现为进一步提高信号的频率稳定度提供了新的解决方法。根据题目要求，我们采用以凌阳SPCE061A 单片机和AD9850 相结合的方法，以AD9850为频率合成器，以单片机为进程控制和任务调度的核心，设计了一个信号发生器。实现了输出频率在1KHz～10MHz范围可调，输出信号频率稳定度优于10-4的正弦波信号。正弦波信号的电压峰峰值Vopp能在-5V～7V范围内步进调节，步进间隔达到0.1V，所有输出信号无明显失真，且带负载能力强的正弦波信号调制发生器。
关键词：DDS ；正弦信号； FM调频；AM调幅
ABSTRACT
As digital integrated circuits, microelectronics and EDA technologies in-depth research, direct digital synthesis (DDS) technology is different from other frequency synthesis for its superior performance and features, as is now the leader in synthesizer technology. It is the advanced digital signal processing theory and signal synthesis is introduced to a new technology in the field, his presence to further improve the frequency stability of the signal provides a new solution. According to subject requirements, we adopt the microcontroller and AD9850 Sunplus SPCE061A combination of methods to AD9850 for the frequency synthesizer, the SCM process control and scheduling for the core design of a signal generator. Achieved at 1KHz ~ 10MHz output frequency range of adjustable output signal frequency stability better than 10-4 in the sine wave signal. Peak sine wave voltage signal can Vopp-5V ~ 7V step adjustment range, step interval to 0.1V, all output signals without significant distortion，and with a load capacity of the sine wave signal modulation generator.
Key words：DDS, sinusoidal signal, FM Amplitude Modulation, AM Amplitude
Modulation
目 录
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第一章 绪 论 ....................................................... 1
1.1 背景和意义 ............................................................................................... 1 1.2 国内外的研究状况 ................................................................................... 1
1.2.1 波形发生器的发展现状 ............................................................... 1 1.2.2 国内外波形发生器产品比较 ....................................................... 3 1.2.3 本课题在国内外的研究现状 ....................................................... 4 1.3 设计任务和内容 ....................................................................................... 4
第二章 系统总体设计 ................................................. 5
2.1正弦波发生器概述 .................................................................................... 5
2.1.1 正弦波发生器的分类和功能 ....................................................... 5 2.1.2 低频信号发生器 ........................................................................... 5 2.1.3 高频信号发生器 ........................................................................... 5 2.1.4 标准信号发生器 ........................................................................... 6 2.1.5 微波信号发生器 ........................................................................... 6 2.1.6 扫频和程控信号发生器 ............................................................... 6 2.1.7 频率合成式信号发生器 ............................................................... 6 2.2 直接数字频率合成器 ............................................................................... 7
2.2.1 DDS的基本结构 .......................................................................... 7 2.2.2 DDS的基本原理 .......................................................................... 8 2.2.3 DDS的性能特点 .......................................................................... 9 2.2.4 DDS的应用 ................................................................................ 10 2.2.5 DDS芯片的简单介绍 ................................................................ 11 2.2.6 DDS主要芯片 ............................................................................ 12 2.3 正弦波调制信号发生器的总体设计 ..................................................... 13
第三章 正弦波调制信号发生器的硬件设计 .............................. 14
3.1 主控制器 ............................................................................................... 14 3.2 正弦信号发生器 ................................................................................... 18 3.3 AM/FM调制模块 ................................................................................. 21
3.4 基带序列产生模块 ............................................................................... 25 3.5 ASK、PSK信号产生模块 ................................................................... 25 3.6 滤波电路设计 ....................................................................................... 26 3.7 放大电路设计 ....................................................................................... 26
第四章 系统软件设计及仿真结果分析 .................................. 27
4.1.1 软件整体流程图 ......................................................................... 27 4.1.2 AM信号的流程图 ..................................................................... 28 4.1.3 FM信号的流程图 ...................................................................... 28 4.1.3 ASK/PSK信号的流程图 ........................................................... 29 4.2 仿真及结果分析 ..................................................................................... 29
4.2.1 正弦波信号 ................................................................................. 29 4.2.2 AM信号 ..................................................................................... 30 4.2.3 FM信号 ...................................................................................... 31 4.2.4 ASK/PSK信号 ........................................................................... 31
结 论 ............................................................. 33 参考文献 ........................................................... 34 附 录 ............................................................ 35
附件一：程序 ................................................................................................ 35 附件二：外文文章 ........................................................................................ 43 附件三：外文翻译 ........................................................................................ 56
谢 辞 ........................................................... 69