【正文】 基于 DDS 的幅度調(diào)制 AM 信號發(fā)生器設(shè)計(jì) 摘 要信號發(fā)生器發(fā)展到今天，在電子測試、電子設(shè)計(jì)、模擬仿真、通信工程中，扮演著一個相當(dāng)重要的角色，有著相當(dāng)廣泛的應(yīng)用，極大加快了電子測試與設(shè)計(jì)工作中的效率，在電子技術(shù)和信號仿真應(yīng)用中已發(fā)揮了巨大的作用。本文主要介紹了基于 DDS 的信號發(fā)生器的設(shè)計(jì)情況。這是一個以 MATLAB 為核心來實(shí)現(xiàn)信號發(fā)生器的系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單靈活，抗干擾能力強(qiáng)、產(chǎn)生頻率較高、應(yīng)用廣泛等特點(diǎn)。為實(shí)現(xiàn)基于 DDS 的數(shù)字調(diào)制波，提出以調(diào)整指數(shù)控制字與頻率控制字，通過查表得到所需數(shù)字序列的思想與方法，MATLAB 仿真與樣機(jī)實(shí)驗(yàn)表明該方法是行之有效的。依據(jù)時域和頻域卷積定理對信號調(diào)制與解調(diào)過程進(jìn)行了分析，并用MATLAB 軟件的快捷、方便、準(zhǔn)確的特點(diǎn)對其過程進(jìn)行仿真，得到了比較滿意的結(jié)果。將其仿真的過程應(yīng)用與理論和實(shí)驗(yàn)過程中，這樣常有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和全面推進(jìn)素質(zhì)教育、創(chuàng)新教育。通過軟件調(diào)試后，所要求的各種波形都能按要求實(shí)現(xiàn)。由于設(shè)計(jì)的時間短等原因，本次設(shè)計(jì)只是原理性的設(shè)計(jì)，要達(dá)到實(shí)用，還有許多的工作要做。由于經(jīng)驗(yàn)不足，在設(shè)計(jì)中還有許多不足之處，需要進(jìn)一步改進(jìn)。關(guān)鍵詞：DSP Builder，F(xiàn)PGA, D/A 轉(zhuǎn)換器，信號發(fā)生器,調(diào)幅THE DESIGN OF THE AM SIGNAL GENERATOR BASED ON DDS The Amplitude ModulationABSTRACTThe development of the signal generator today, plays a very important role in the electronic testing, design, simulation, and munications projects. It widely spread the application, speed up the electronic test。 also it plays a huge role in the electronic technology and the application of the signal simulation. This article mainly introduced the situation of the design which based on the DDS signal generator. This is a system which based on MATLAB in order to realize the signal generation. This system is simple and flexible, the antijamming ability is strong, the frequency is high, and the application is wide.In order to realize the digital modulating wave based on the DDS, we proposed the adjusted indexes control word and the frequency control word, through the table lookup we can find the thought and the method of the digital sequence. The MATLAB simulation and the prototypical experiment indicated this method is effective. Through the analysis which based on the time domain and the frequency range convolution theorem of the signal modulation, and the simulation on MATLAB software which is convenient and accurate, we can get a quite satisfactory result. The process of the simulation and the experiment of the theory can monly stimulate the student39。s studying interest and the prehensive advancement for allaround development, the innovation education.After the debugging of the software, all kinds of profile can realize according to the request. Because of the short time and some other reasons, this design is only the principle, we still have many work need to do in order to achieve the practical use. In other words, Because of shortage experience, there is many deficiencies in the design, It also needs some further improve.KEY WORDS：DSP Builder, FPGA, D / A Converter, Signal Generator, AM目錄前 言無線電技術(shù)進(jìn)行信息傳輸在現(xiàn)代電子應(yīng)用中占有及其重要的地位，無線電通信、電視、雷達(dá)、遙控遙測等，都是利用無線電技術(shù)傳輸各種不同信息的方式，在這些信息的傳遞過程中，都要用到調(diào)制技術(shù)，所謂調(diào)制是在傳送信號的以方將所要傳送的信號“附加”在高頻振蕩器上，再由發(fā)送裝置進(jìn)行傳送。本文介紹利用直接數(shù)字合成器 DDS，采用 Altera 公司的 DSP 開發(fā)工具 DSP Builder 對 AM 調(diào)試信號、FM 調(diào)制信號進(jìn)行建模設(shè)計(jì)，算法仿真正確后，用 SignalCompiler 工具將此模型轉(zhuǎn)換成 VHDL 語言源程序，經(jīng)過分析轉(zhuǎn)換后的 VHDL 程序并將其轉(zhuǎn)換為ATOM list，最后編譯 ATOM list,至此建模完成，并用 ModelSim 基本單內(nèi)核的 VHDL 混合仿真器進(jìn)行 RTL 級功能仿真；及用 QuartusII 進(jìn)行門級時序仿真，仿真結(jié)果均表明設(shè)計(jì)的正確性，在設(shè)計(jì)中選用 Altera 公司含有大量的邏輯資源現(xiàn)場可編程門陣列 Cyclone 系列器件 EP1C6Q240C8，實(shí)現(xiàn)了調(diào)制調(diào)頻信號。高頻電子線路是通信及電子工程等專業(yè)學(xué)生必須的一門專業(yè)技術(shù)課。課程中對信號進(jìn)行調(diào)制、解調(diào)、混頻、濾波等分心處理工程、采用理論推導(dǎo)與計(jì)算的教學(xué)方法，課堂氣氛相當(dāng)嚴(yán)肅、沉悶、教學(xué)效果差，不利于提高學(xué)生素質(zhì)和培養(yǎng)創(chuàng)新人才，在理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)中適時的引入仿真實(shí)驗(yàn)輔助教學(xué)，并充分利用仿真軟件提供的多種分析功能進(jìn)行相對深入、細(xì)致地分析、加深了學(xué)生對理論知識的理解程度，并且激發(fā)了學(xué)生獲取知識的積極性和主動性，也能克服對調(diào)制解調(diào)進(jìn)行研究時所受到的硬件條件的限制。Matlab 是一種科學(xué)的計(jì)算軟件，它簡單易學(xué)，書寫簡潔，編程和調(diào)試效率高，人機(jī)交互性能好，用解釋方式工作，鍵入程序后可立即得出結(jié)果，特別是具有很強(qiáng)的繪圖功能，可以使比較抽象的概念得以直觀地展示，繁瑣的計(jì)算得到大大簡化，近年來已經(jīng)成為廣大科技工作者和教育工作者不可或缺的仿真軟件。借助與Matlab 能使學(xué)生把重點(diǎn)放在對概念和方法的理解上，而不是繁瑣的公式推導(dǎo)和算法的編程上。前言應(yīng)說明本課題的意義、目的、研究范圍及要達(dá)到的技術(shù)要求；簡述本課題在國內(nèi)外的發(fā)展概況及存在的問題；說明本課題的指導(dǎo)思想；闡述本課題應(yīng)解決的主要問題和采用的研究方法，要求自然、概括、簡潔、確切。第 1 章 緒論167。 幅度調(diào)制的背景167。 調(diào) 制 技 術(shù)把 基 帶 信 號 變 換 成 傳 輸 信 號 的 技 術(shù) 。 基 帶 信 號 是 原 始 的 電 信 號 ， 一 般 是 指基 本 的 信 號 波 形 ， 在 數(shù) 字 通 信 中 則 指 相 應(yīng) 的 電 脈 沖 。 在 無 線 遙 測 遙 控 系 統(tǒng) 和 無線 電 技 術(shù) 中 調(diào) 制 就 是 用 基 帶 信 號 控 制 高 頻 載 波 的 參 數(shù) （ 振 幅 、 頻 率 和 相 位 ） ，使 這 些 參 數(shù) 隨 基 帶 信 號 變 化 。 用 來 控 制 高 頻 載 波 參 數(shù) 的 基 帶 信 號 稱 為 調(diào) 制 信 號 。未 調(diào) 制 的 高 頻 電 振 蕩 稱 為 載 波 （ 可 以 是 正 弦 波 ， 也 可 以 是 非 正 弦 波 ， 如 方 波 、脈 沖 序 列 等 ） 。 被 調(diào) 制 信 號 調(diào) 制 過 的 高 頻 電 振 蕩 稱 為 已 調(diào) 波 或 已 調(diào) 信 號 。 已 調(diào)信 號 通 過 信 道 傳 送 到 接 收 端 ， 在 接 收 端 經(jīng) 解 調(diào) 后 恢 復(fù) 成 原 始 基 帶 信 號 。 解 調(diào) 是調(diào) 制 的 反 變 換 ， 是 從 已 調(diào) 波 中 提 取 調(diào) 制 信 號 的 過 程 。 在 無 線 電 通 信 中 常 采 用 雙重 調(diào) 制 。 第 一 步 用 數(shù) 字 信 號 或 模 擬 信 號 去 調(diào) 制 第 一 個 載 波 (稱 為 副 載 波 ） 。 或在 多 路 通 信 中 用 調(diào) 制 技 術(shù) 實(shí) 現(xiàn) 多 路 復(fù) 用 （ 頻 分 多 路 復(fù) 用 和 時 分 多 路 復(fù) 用 ） 。第 二 步 用 已 調(diào) 副 載 波 或 多 路 復(fù) 用 信 號 再 調(diào) 制 一 個 公 共 載 波 ， 以 便 進(jìn) 行 無 線 電 傳輸 。 第 二 步 調(diào) 制 稱 為 二 次 調(diào) 制 。 用 基 帶 信 號 調(diào) 制 高 頻 載 波 ， 在 無 線 電 傳 輸 中 可以 減 小 天 線 尺 寸 ， 并 便 于 遠(yuǎn) 距 離 傳 輸 。 應(yīng) 用 調(diào) 制 技 術(shù) ， 還 能 提 高 信 號 的 抗 干 擾能 力 。 調(diào) 制 方 式 按 照 調(diào) 制 信 號 的 性 質(zhì) 分 為 模 擬 調(diào) 制 和 數(shù) 字 調(diào) 制 兩 類 ； 按 照 載 波 的形 式 分 為 連 續(xù) 波 調(diào) 制 和 脈 沖 調(diào) 制 兩 類 。 模 擬 調(diào) 制 有 調(diào) 幅 (AM)、 調(diào) 頻 (FM)和 調(diào)相 (PM)。 數(shù) 字 調(diào) 制 有 振 幅 鍵 控 （ ASK） 、 移 頻 鍵 控 (FSK)、 移 相 鍵 控 (PSK)和 差分 移 相 鍵 控 (DPSK)等 。 脈 沖 調(diào) 制 有 脈 幅 調(diào) 制 (PAM)、 脈 寬 調(diào) 制 （ PDM） 、 脈 頻調(diào) 制 （ PFM） 、 脈 位 調(diào) 制 (PPM)、 脈 碼 調(diào) 制 (PCM)和 增 量 調(diào) 制 （ Δ M） 。 按 照 傳 輸 特 性 ， 調(diào) 制 方 式 又 可 分 為 線 性 調(diào) 制 和 非 線 性 調(diào) 制 。 廣 義 的 線 性 調(diào)制 ， 是 指 已 調(diào) 波 中 被 調(diào) 參 數(shù) 隨 調(diào) 制 信 號 成 線 性 變 化 的 調(diào) 制 過 程 。 狹 義 的 線 性調(diào) 制 ,是 指 把 調(diào) 制 信 號 的 頻 譜 搬 移 到 載 波 頻 率 兩 側(cè) 而 成 為 上 、 下 邊 帶 的 調(diào) 制 過程 。 此 時 只 改 變 頻 譜 中 各 分 量 的 頻 率 ， 但 不 改 變 各 分 量 振 幅 的 相 對 比 例 ， 使 上邊 帶 的 頻 譜 結(jié) 構(gòu) 與 調(diào) 制 信 號 的 頻 譜 相 同 ， 下 邊 帶 的 頻 譜 結(jié) 構(gòu) 則 是 調(diào) 制 信 號 頻 譜的 鏡 像 。 狹 義 的 線 性 調(diào) 制 有 調(diào) 幅 (AM)、 抑 制 載 波 的 雙 邊 帶 調(diào) 制 (DSBSC)和 單邊 帶 調(diào) 制 (SSB)。167。 模 擬 調(diào) 制一 般 指 調(diào) 制 信 號 和 載 波 都 是 連 續(xù) 波 的 調(diào) 制 方 式 。 它 有 調(diào) 幅 、 調(diào) 頻 和 調(diào) 相 三種 基 本 形 式 。① 調(diào) 幅 (AM)： 用 調(diào) 制 信 號 控 制 載 波 的 振 幅 ， 使 載 波 的 振 幅 隨 著 調(diào) 制 信 號 變化 。 已 調(diào) 波 稱 為 調(diào) 幅 波 。 調(diào) 幅 波 的 頻 率 仍 是 載 波 頻 率 ， 調(diào) 幅 波 包 絡(luò) 的 形 狀 反 映調(diào) 制 信 號 的 波 形 。 調(diào) 幅 系 統(tǒng) 實(shí) 現(xiàn) 簡 單 ,但 抗 干 擾 性 差 ,傳 輸 時 信 號 容 易 失 真 。② 調(diào) 頻 (FM)： 用 調(diào) 制 信 號 控 制 載 波 的 振 蕩 頻 率 ， 使 載 波 的 頻 率 隨 著 調(diào) 制 信 號 變化 。 已 調(diào) 波 稱 為 調(diào) 頻 波 。 調(diào) 頻 波 的 振 幅 保 持 不 變 ， 調(diào) 頻 波 的 瞬 時 頻 率 偏 離 載 波頻 率 的 量 與 調(diào) 制 信 號 的 瞬 時 值 成 比 例 。 調(diào) 頻 系 統(tǒng) 實(shí) 現(xiàn) 稍 復(fù) 雜 ， 占 用 的 頻 帶 遠(yuǎn) 較調(diào) 幅 波 為 寬 ， 因 此 必 須 工 作 在 超 短 波 波 段 。 但 抗 干 擾 性 能 好 ， 傳 輸 時 信 號 失 真小 ， 設(shè) 備 利 用 率 也 較 高 。 ③ 調(diào) 相 (PM)： 用 調(diào) 制 信 號 控 制 載 波 的 相 位 ， 使 載 波的 相 位 隨 著 調(diào) 制 信 號 變 化 。 已 調(diào) 波 稱 為 調(diào) 相 波 。 調(diào) 相 波 的 振 幅 保 持 不 變 ， 調(diào) 相波 的 瞬 時 相 角 偏 離 載 波 相 角 的 量 與 調(diào)