【正文】 畢業(yè)論文(設計)題目基于DDS的正弦波信號發(fā)生器設計學生姓名學號指導教師系部名稱專業(yè)班級完成時間摘 要DDS正弦波信號發(fā)生器能對輸出電平進行調(diào)節(jié)，輸出各種波形，把信號發(fā)生器的頻率穩(wěn)定度、準確度提高到與基準頻率相同的水平，并且可以在很寬的頻率范圍內(nèi)進行精細的頻率調(diào)節(jié)。在跳頻技術、無線電通信技術方面有著重要作用。傳統(tǒng)的正弦波信號發(fā)生器大多是基于模擬電子技術設計制作的，這種信號源制作簡單，成本低廉，但是它的缺點也很多，比如不便于存儲，頻率穩(wěn)定度差，失真度高等。DDS是以全數(shù)字技術，從相位概念出發(fā)直接合成所需波形的一種新的合成原理。本設計采用DDS和單片機技術相結合，以DDS芯片AD9850為核心設計了一種幅度、相位、頻率都可調(diào)節(jié)的正弦波信號發(fā)生器，它不僅能克服傳統(tǒng)的正弦波信號發(fā)生器的缺點，而且由模擬乘法器產(chǎn)生調(diào)幅電路、采用數(shù)字鍵控的方法實現(xiàn)二進制PSK、ASK信號，且頻帶較寬、頻率穩(wěn)定度高，波形良好。設計目標是用DDS芯片AD9850，產(chǎn)生0kHz～2mHz范圍、頻率步進1KHz可調(diào)、輸出峰峰值在6 V的正弦波基本信號。以AVR單片機Atmegal6為控制核心，結合FPGA輔助邏輯控制電路，對實現(xiàn)的正弦波基本信號進行幅度、頻率、相位調(diào)制和調(diào)制度及頻偏的程序控制。以論文總體分為硬件設計部分，軟件設計部分，仿真與測試部分。并論文中詳細進行介紹。關鍵詞：數(shù)字頻率合成；FPGA；AVR單片機；信號調(diào)制；AD9850；AbstractThe design use DDS chip AD9850 to generate sine wave，whose frequency is from 0 Hz to 2 MHz，stepper is 1KHz and peak value is around 6 V．It use AVR MCU Atmega 16 as the control unit．MCU bine with assistant logic control circuit with FPGA which generate sin modulated signal of 1 kHz frequency and binary baseband serialsignal to control the peak，frequency，phase，modulate coeficient and frequency steppe r of sine wave with program．It has the virtue of wide baseband，high precision ，stabilization，low cost and fme interface．Th e production can use as realia and scientific research instnmaent．Key words：DDS；FPGA；AVR MCU；signal modulateIV目 錄摘 要 IAbstract II第一章 概 述 1第二章 方案論證 1 2 2 2 FM調(diào)頻電路 3 AM調(diào)幅電路 ASK信號 3第三章 詳細軟硬件設計 3第四章 硬件模塊設計 5 SPCE061A簡介 5 綜述 5 性能 6 結構概覽 6 7 正弦信號產(chǎn)生模塊 9 AD9850芯片簡介 9 AD9850工作方式介紹 11 11 帶負載輸出 14 15 16 AM調(diào)幅信號的產(chǎn)生 17 ASK、PSK的產(chǎn)生 18 ASK: 幅移鍵控ASK (Amplitude Shift Keying) 18 PSK：數(shù)字相位調(diào)制（phase shift keying） 18 LCD顯示器 22 概述 23 基本特性 23 模塊接口說明 23 控制器信號接口說明 24第五章 軟件設計 26第六章 測試說明 27參考文獻 29附錄 30致謝 31 畢業(yè)論文(設計)　 基于DDS的正弦波信號發(fā)生器設計　　　　　　第一章 概 述l 信號源作為一種信號產(chǎn)生的裝置已經(jīng)越來越受到人們的重視，它可以根據(jù)用戶的要求，產(chǎn)生自己需要的波形，具有重復性好，實時性強等優(yōu)點，已經(jīng)逐步取代了傳統(tǒng)的函數(shù)發(fā)生器。當今高性能的信號源均通過頻率合成技術來實現(xiàn)，隨著計算機、數(shù)字集成電路和微電子技術的發(fā)展，頻率合成技術有了新的突破—直接數(shù)字頻率合成技術DDS(Direct Digital Synthesis) ,他是將先進的數(shù)字信號處理理論與方法導入到信號合成領域的一項新技術，它的出現(xiàn)為進一步提高信號的頻率穩(wěn)定度提供了新的解決方法。同時，隨著微電子技術的迅速發(fā)展，尤其是單片機技術的發(fā)展，智能儀器也有了新的進展，功能更加完善，性能也更加可靠，智能程度也不斷提高。本課題的目的就是依據(jù)DDS原理設計開發(fā)出一個能產(chǎn)生正弦波，且能產(chǎn)生幅度調(diào)制（AM）信號電路，產(chǎn)生模擬調(diào)制（FM）信號電路，產(chǎn)生二進制PSK，ASK信號電路。l 研究課題發(fā)展背景與過程DDS(Direct Digital Synthesis) 的概念首先由美國學者J . Tierncy ,C. M. Rader和B. Gold提出,它以全數(shù)字技術，從相位概念出發(fā)直接合成所需波形的一種新的合成原理。限于當時的技術和器件產(chǎn)，它的性能指標尚不能與已有的技術相比，故未受到重視。近一年間，隨著微電子技術的迅速發(fā)展，直接數(shù)字頻率合成器（Direct Digital Frequency Synthesis 簡稱DDS 或DDFS）得到了飛速的發(fā)展，它以有別于其它頻率合成方法的優(yōu)越性能和特點成為現(xiàn)代頻率合成技術中的佼佼者。具體體現(xiàn)在相對帶寬寬、頻率轉換時間短、頻率分辨率高、輸出相位連續(xù)、可產(chǎn)生寬帶正交信號及其他多種調(diào)制信號、可編程和全數(shù)字化、控制靈活方便等方面，并具有極高的性價比。近幾年超高速數(shù)字電路的發(fā)展以及對DDS的深入研究，DDS的最高工作頻率以及噪聲性能已接近并達到鎖相頻率合成器相當?shù)乃?。隨著這種頻率合成技術的發(fā)展，其已廣泛應用于通訊、導航、雷達、遙控遙測、電子對抗以及現(xiàn)代化的儀器儀表工業(yè)等領域。隨著微電子技術的飛速發(fā)展，目前高超性能優(yōu)良的DDS 產(chǎn)品不斷推出，主要有Qualm、AD、Sciteg 和Stanford 等公司單片電路（monolithic）。Qualm公司推出了DDS 系列Q22Q22Q233Q22Q2368，其中Q2368 的時鐘頻率為130MHz，雜散控制為76dB。美國AD 公司也相繼推出了他們的DDS 系列：AD9850、AD985可以實現(xiàn)線性調(diào)頻的AD985兩路正交輸出的AD9854以及以DDS為核心的QPSK調(diào)制器AD985數(shù)字上變頻器AD9856 和AD9857。AD公司的DDS系列產(chǎn)品以其較高的性能價格比，目前取得了極為廣泛的應用。l 本課題設計一個正弦信號發(fā)生器，使用凌陽公司的16位單片機SPCE061A作為中央控制器，結合DDS芯片AD9850，產(chǎn)生1kHz～2MHz頻率可調(diào)的正弦信號,正弦信號頻率設定值可斷電保存；使用寬頻放大技術，在50Ω負載電阻上使1kHz～2MHz范圍內(nèi)的正弦信號輸出電壓幅度 =6V177。1V；產(chǎn)生載波頻率可設定的FM和AM信號；調(diào)制信號為1KHz的正弦波，調(diào)制信號的產(chǎn)生采用DDS技術，由CPLD和Flash ROM加上DAC進行直接數(shù)字合成；二進制基帶序列碼由CPLD產(chǎn)生，在100KHz固定載波頻率下進行數(shù)字鍵控，產(chǎn)生ASK，PSK信號。系統(tǒng)采用全中文菜單操作方式，操作簡單，快捷，且系統(tǒng)的精度和穩(wěn)定性高.l 課題研究內(nèi)容本課題主要對DDS正弦波信號發(fā)生器進行研究和設計，具體來說，包括以下內(nèi)容：1) 對DDS正弦波信號發(fā)生器的設計原理進行研究與設計，并選擇最佳設計方案。2) 對DDS正弦信號發(fā)生器的硬件部分進行研究與設計，用protel繪制電路原理圖并調(diào)試各模塊電路。3) 對DDS正弦波信號發(fā)生器的軟件部分進行研究與設計，完成具體程序編輯，調(diào)試與測試。4) 對DDS正弦波信號發(fā)生器整體進行調(diào)試與測試。l 課題研究意