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电子线路课程设计
直接数字频率合成器
姓名：苏杭 学号：1004220309 院系：电子工程与光电技术学院专业：通信工程 指导老师：蒋立平 时间：2012年11月23日
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目 录
1.摘要 关键词¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨ ¨¨¨¨第3页 2.设计基本要求¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨第4页 3.方案论证 ¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨ ¨第4页 4.各子模块设计原理说明
【1】分频电路¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨ 第7页 【2】波形存储器模块¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨第10页 【3】累加器模块¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨ 第16页 【4】频率预制和调节电路¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨第16页 【5】DDS电路¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨ 第19页 【6】译码模块¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨第19页 【7】显示模块¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨第20页 【8】测频模块¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨第21页 5.调试、仿真、编程下载过程 ¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨第22页 6.遇到的问题及解决方案 ¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨第24页 7.实验感想¨¨¨¨¨¨ ¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨第24页 8.总电路图¨¨¨¨¨¨ ¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨第25页 9.参考文献¨¨¨¨¨¨ ¨¨ ¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨第25页
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1.摘要与关键字 摘要:
本篇报告主要介绍了用EDA设计完成直接数字频率合成器DDS的过程。该直接数字频率合成器输出的频率及相位均可控制，且能输出正余弦、三角波、锯齿波、方波四种波形，经过D/A转换之后能在示波器上显示，在控制电路的作用下能实现保持、清零等功能，另外在数码管上同时显示输出所测频率、相位控制字、频率控制字。本设计利用QuartusII7.0软件进行DDS的设计，最后下载到SmartSOPC实验系统中进行硬件测试。
Abstract:
This report introduces the EDA design is completed with Direct Digital Synthesis DDS process. The direct digital frequency synthesis of the output frequency and phase can control, and can output sine(cosine), triangle wave, sawtooth, square waveform , after conversion after also displayed on the oscilloscope, in the role of the control circuit can be Implementation maintained cleared function, and also shows the output frequency, phase control characters, frequency control word. This design uses DDS QuartusII 7.0 software design, the final download SmartSOPC experimental system hardware to test. 关键词:
EDA设计、直接数字频率合成器DDS、Quartus II 7.0软件、SmartSOPC实验系统 Kyewords:
EDA design,Direct Digital Synthesizer DDS, QuartusII 7.0software, SmartSOPC experiment system
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2.设计要求说明 1) 2)
利用QuartusII软件和SmartSOPC实验箱实现DDS的设计； 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，ROM结构配置成4096×10类型； 3) 具体参数要求：频率控制字K取4位；基准频率fc=1MHz,由 实验板上的系统时钟分频得到； 4) 系统具有清零和使能的功能；
5) 利用实验箱上的D/A转换器件将ROM输出的数字信号转换为模拟信号，能够通过示波器观察到正弦波形；
6) 通过开关控制改变DDS的频率和相位控制字，并能用示波器观察加以验证；
7) 在数码管上显示生成的波形频率；
8) 充分考虑ROM结构及正弦函数的特点，进行合理的配置，提高计算精度；
9) 设计能输出多种波形（三角波、锯齿波、方波等）的多功能波形发生器；
10)考虑节省ROM空间的设计,例如只提供四分之一的波形或者半波形。
3.方案论证
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DDS即Direct Digital Synthesizer数字频率合成器，是一种基于全数字技术，从相位概念出发直接合成所需波形的一种频率合成技术，是一种新型的数字频率合成技术。具有相对带宽大、频率转换时间短、分辨力高、相位连续性好等优点，很容易实现频率、相位和幅度的数控调制，广泛应用于通讯领域。
DDS基本结构图
工作原理说明
DDS的基本结构主要由相位累加器、相位调制器、正弦波数据表(ROM)、D/A转换器构成.相位累加器由N位加法器N位寄存器构成.每来一个CLOCK,加法器就将频率控制字fwrod与累加寄存器输出的累加相位数据相加,相加的结果又反馈送至累加寄存器的数据输入端,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