【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 以得到一定范圍的周期波形，從而達(dá)到產(chǎn)生特定信號(hào)的功能。 、 DDS 的基本工作原理 、 DDS 采樣量化 DDS 是一種從相位 概念出發(fā)直接合成所需波形的數(shù)字頻率合成技術(shù)。與傳統(tǒng)的頻率合成 技術(shù)相比， DDS 技術(shù)具有很高的頻率分辨率，可以實(shí)現(xiàn)快速的頻率變化，并且在頻率改變時(shí)能保持相位連續(xù)，容易實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)頻率、相位的多種調(diào)制，易于功能擴(kuò)展和數(shù)字化集成等優(yōu)點(diǎn)，滿足了現(xiàn)代電子系統(tǒng)的許多要求。隨著數(shù)字技術(shù)的飛速發(fā)展， 21 DDS 正逐步取代 PLL 鎖相環(huán)，得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。 正弦信號(hào)可以用下式來(lái)描述： 式（ 1）中的時(shí)間 t 是連續(xù)的，為了用數(shù)字方式實(shí)現(xiàn)，必須進(jìn)行離散化處理。用周期為 Telk 的基準(zhǔn)時(shí)鐘對(duì)信號(hào)進(jìn)行采樣和量化。如圖 2 所示： 采樣周期 為 Tdk采樣頻率 Fclk=1/Tclk。不難看出，連續(xù)兩次采樣之 間的相位增量 將整個(gè)周期分成 2^N 份，則相位的量化單位 。若 ，代入式（ 2）可得 。更一般的情況是 為 S 的 M 倍，即可得到輸出信號(hào)的頻率； M 稱為頻率控制字（ tuning word）。由式（ 3）可見(jiàn)， M 決定了輸出信號(hào)的頻率，且兩者是簡(jiǎn)單的線性關(guān)系。可以看出，當(dāng)采樣頻率一定時(shí)，通過(guò)控制兩次連續(xù)采樣之間的相 22 位離散波形序列的頻率： M 經(jīng)保持和濾波后，可唯一地恢復(fù)出此頻率的模擬信號(hào)。圖 1是 DDS 的原理圖。相位累加器可在每一個(gè)時(shí)鐘周期來(lái)臨時(shí)將頻率控制字 M 所決定的相位增量累加一次，如果記數(shù) 大于 2^N，則自動(dòng)溢出： LUT（查找表）實(shí)際上是一個(gè)存儲(chǔ)器（ ROM），其中存儲(chǔ)著一個(gè)周期正弦波的幅度量化數(shù)據(jù)，用于實(shí)現(xiàn)從相位到幅度的轉(zhuǎn)換。相位累加器的輸出作為 LUT 的地址值， LUT 根據(jù)輸入的地址（相位）信息讀出幅度信號(hào)，達(dá)到 D/A 轉(zhuǎn)換器中轉(zhuǎn)換為模擬量，最后通過(guò)濾波器輸出一個(gè)平滑的模擬信號(hào)。 、 DDS 的基本參數(shù)推導(dǎo) 根據(jù)式（ 3） ，可以確定 DDS 的基本參數(shù)： （ 4）此時(shí)每 2^N 個(gè)時(shí)鐘周期輸出一個(gè)周期的正弦波。 當(dāng) N 比較大時(shí)，對(duì)于較大范圍內(nèi)的 M 值， DDS 系統(tǒng)都可以在一個(gè)周期內(nèi)輸出足夠的點(diǎn)，保證輸出波形失真很小。 當(dāng)基準(zhǔn)時(shí)鐘確定后，輸出信號(hào)頻率 Fclk 頻率控制字 M 之間必須滿足采樣定理，即 Fclk 應(yīng)大于 f0 的 2 倍。實(shí)際應(yīng)用中，為保證輸出波形的質(zhì)量， Fclk 至少應(yīng)為 f0 的 4 倍。由于 D/A 轉(zhuǎn)換電路的轉(zhuǎn)換時(shí)間應(yīng)小于 1/Fclk，因此 DDS 系統(tǒng)的時(shí)鐘頻率、信號(hào)輸出頻率主要由 23 D/A 轉(zhuǎn)換器的性能決定。 、 DDS 的主要特點(diǎn) 1】 DDS 的頻率分辨率在相位累加器的位數(shù) N 足夠大時(shí)，理論上可以獲得相應(yīng)的分辨精度，這個(gè)傳統(tǒng)方法難以實(shí)現(xiàn)的 2】 DDS 是一個(gè)全數(shù)字結(jié)構(gòu)的開(kāi) 環(huán)系統(tǒng)，無(wú)反饋環(huán)節(jié)，因此其速度極快，一般在毫微秒量級(jí) 3】 DDS 的相位誤差主要是依賴于時(shí)鐘的相位特性，相位誤差小。另外， DDS 的相位是連續(xù)變化的，形成的信號(hào)具有良好的頻譜，這是傳統(tǒng)的直接頻率合成方法無(wú)法實(shí)現(xiàn)的 4】 頻率切換時(shí)相位連續(xù) 5】 可以輸出帶寬正交信號(hào) 6】 輸出相位噪聲低，對(duì)參考頻率源的相位噪聲有改善作用 7】 可以產(chǎn)生任意波形 8】 全數(shù)字化實(shí)現(xiàn)，便于集成，體積小，重量輕 9】 缺點(diǎn) DDS 的采樣特性以及 DAC 的非線性， DDS 系統(tǒng)的輸出中含有假信號(hào)干擾和雜散 、 DDS 建模 如圖 3 所示： 24 這是一個(gè)基本的 DDS 整體模塊結(jié)構(gòu)， 主要由相位累加器、相位調(diào)解器、正弦 ROM 查找表和 DAC 構(gòu)成。圖中的相位累加器、相位調(diào)解器、正弦 ROM 的數(shù)字部分，由于具有數(shù)控頻率合成的功能，又稱為 NCO（ Numerically Controlled Oscillators）。 圖中相位累加器（ phasea）是整個(gè) DDS 的核心，在這里完成相位累加功能，其輸入是相位增量，又可稱為頻率控制字 FW（ N1:0），由于 FW（ N1:0）與輸出頻率 f0 是簡(jiǎn)單的線性關(guān)系： 事實(shí)上，當(dāng)基準(zhǔn)時(shí)鐘 f0 是 2^N 時(shí)， FW（ N1:0）就等于 f0。 相位調(diào)制器（ phasemod）接收相位累加器的相位輸出，在這里加一個(gè)相位偏移值，主要用于實(shí)現(xiàn)信號(hào)的相位調(diào)制，如 PSK（相位鍵控）等，在不使用時(shí)可以去掉該部分，或加一個(gè)固定的相位控制字。 波形存儲(chǔ)器（即，正弦 ROM 查找表）（ sinlup）把存儲(chǔ)在相位累 25 加器中的抽樣值轉(zhuǎn)換成正弦波幅度的數(shù)字量函數(shù)，可理解為相位到幅度的轉(zhuǎn)換。它的輸入是相位調(diào)制器輸出的高 M 位（而并非全部 N 位）值，將其作為正弦 ROM 查找表的地址值；查詢表把輸入的地址相位信息映射成正弦幅度信號(hào)；輸出送往 DAC，轉(zhuǎn)化為模擬信號(hào)。 相位調(diào)解器接收相位累加器的相位輸出，在這里加上一個(gè)相 位偏移量，主要用于信號(hào)的相位調(diào)節(jié)，如 PSK（相位鍵控）等，在不使用時(shí)可以去掉該部分，或者加一個(gè)固定的相位字輸入。相位字輸入也需要用同步寄存器保持同步。需要注意的是，相位字輸入的數(shù)據(jù)寬度 M與頻率字輸入 N 往往是不相等的， MN。 參數(shù)設(shè)定：其中選用頻率輸入字 20M，相位累加器的數(shù)據(jù)寬度 N 為32 位，輸出的 D/A 精度為 10 位。 26 第四章 用 VHDL 來(lái)編程實(shí)現(xiàn)和仿真 、 VHDL 編程實(shí)現(xiàn) 、 1】 引言 隨著現(xiàn)代電子技術(shù)的不斷發(fā)展 ,在通信系統(tǒng)中往往需要在一定頻率范圍內(nèi)提供一系列穩(wěn) 定和準(zhǔn)確的頻率信號(hào) ,一般的振蕩器己不能滿足要求 ,這就需要頻率合成技術(shù) [1 ] 。直接數(shù)字頻率合成 (Direct Digital Frequen2cy Synthesis ,DDS) 是把一系列數(shù)據(jù)量形式的信號(hào)通過(guò) D/ A 轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成模擬量形式的信號(hào)合成技術(shù)。 DDS 具有相對(duì)帶寬寬、頻率轉(zhuǎn)換時(shí)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(hào)及其他多種調(diào)制信號(hào)等優(yōu)點(diǎn) ,已成為現(xiàn)代頻率合成技術(shù)中的姣姣者。目前在高頻領(lǐng)域中 ,專用 DDS 芯片在控制方式、頻率控制等方面 27 與系統(tǒng)的要求差距很大 ,利用 FPGA 來(lái)設(shè)計(jì)符合自 己需要的 DDS 系統(tǒng)就是一個(gè)很好的解決方法。 現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列 ( FPGA) 器件具有工作速度快、集成度高、可靠性高和現(xiàn)場(chǎng)可編程等優(yōu)點(diǎn) ,并且 FPGA支持系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)修改和調(diào)試 ,由此設(shè)計(jì)的 DDS 電路簡(jiǎn)單 ,性能穩(wěn)定 , 也基本能滿足絕大多數(shù)通信系統(tǒng)的使用要求。 2】 本論 3】 結(jié)語(yǔ) 參考文獻(xiàn)： 14 大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 撰寫(xiě)規(guī)范 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）是學(xué)生在畢業(yè)前提交的一份具有一定研究?jī)r(jià)值和實(shí)用價(jià)值的學(xué)術(shù)資料。它既是本科學(xué)生開(kāi)始從事工程設(shè)計(jì)、科學(xué)實(shí)驗(yàn)和科學(xué)研究的初步嘗試，也是學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，對(duì)所進(jìn)行研究的適 當(dāng)表述，還是學(xué)生畢業(yè)及學(xué)位資格認(rèn)定的重要依據(jù)。畢業(yè)論文撰寫(xiě)是本科生培養(yǎng)過(guò)程中的基本訓(xùn)練環(huán)節(jié)之一，應(yīng)符合國(guó)家及各專業(yè)部門(mén)制定的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，符合漢語(yǔ)語(yǔ)法規(guī)范。指導(dǎo)教師應(yīng)加強(qiáng)指導(dǎo)，嚴(yán)格把關(guān)。 論文結(jié)構(gòu)及要求 論文包括題目、中文摘要、外文摘要、目錄、正文、參考文獻(xiàn)、致謝和附錄等幾部分。 題目 論文題目應(yīng)恰當(dāng)、準(zhǔn)確地反映論文的主要研究?jī)?nèi)容。不應(yīng)超過(guò) 25 字，原則上不得使用標(biāo)點(diǎn)符號(hào)，不設(shè)副標(biāo)題。 摘要與關(guān)鍵詞 摘要 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的摘要均要求用中、英兩種文字給出，中文在前 。 摘要應(yīng)扼要敘述論文的研究目的、研究方法、研究?jī)?nèi)容和主要結(jié)果或結(jié)論，文字要精煉，具有一定的獨(dú)立性和完整性，摘要一般應(yīng)在 300 字左右。摘要中不宜使用公式、圖表，不標(biāo)注引用文獻(xiàn)編號(hào)，避免將摘要寫(xiě)成目錄式的內(nèi)容介紹。 關(guān)鍵詞 關(guān)鍵詞是供檢索用的主題詞條，應(yīng)采用能覆蓋論文主要內(nèi)容的通用技術(shù)詞條（參照相應(yīng)的技術(shù)術(shù)語(yǔ)標(biāo)準(zhǔn)），一般列 3～ 5 個(gè)，按詞條的外延層次從大到小排列，應(yīng)在摘要中出現(xiàn)。 目錄 目錄應(yīng)獨(dú)立成頁(yè)，包括論文中全部章、節(jié)的標(biāo)題及頁(yè)碼。 15 論文正文 論文正文包括緒論、 論文主體及結(jié)論等部分。 緒論 緒論一般作為論文的首篇。緒論應(yīng)說(shuō)明選題的背景、目的和意義，國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)綜述以及論文所要研究的主要內(nèi)容。 文管類論文的緒論是畢業(yè)論文的開(kāi)頭部分，一般包括說(shuō)明論文寫(xiě)作的目的與意義，對(duì)所研究問(wèn)題的認(rèn)識(shí)以及提出問(wèn)題。緒論只是文章的開(kāi)頭，不必寫(xiě)章號(hào)。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）緒論部分字?jǐn)?shù)不多于全部論文字?jǐn)?shù)的 1/4。 論文主體 論文主體是論文的主要部分，要求結(jié)構(gòu)合理，層次清楚，重點(diǎn)突出，文字簡(jiǎn)練、通順。論文主體的內(nèi)容要求參照《大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定》 第五章。 論文主體各章后應(yīng)有一節(jié)“本章小結(jié)”。 結(jié)論 結(jié)論作為單獨(dú)一章排列，但不加章號(hào)。 結(jié)論是對(duì)整個(gè)論文主要成果的歸納，要突出設(shè)計(jì)（論文）的創(chuàng)新點(diǎn)，以簡(jiǎn)練的文字對(duì)論文的主要工作進(jìn)行評(píng)價(jià)，一般為 400～ 1 000 字。 參考文獻(xiàn) 參考文獻(xiàn)是論文不可缺少的組成部分，它反映了論文的取材來(lái)源和廣博程度。論文中要注重引用近期發(fā)表的與論文工作直接有關(guān)的學(xué)術(shù)期刊類文獻(xiàn)。對(duì)理工類論文，參考文獻(xiàn)數(shù)量一般應(yīng)在 15 篇以上，其中學(xué)術(shù)期刊類文獻(xiàn)不少于 8 篇，外文文獻(xiàn)不少于 3 篇；對(duì)文科類、管理類論文， 參考文獻(xiàn)數(shù)量一般為 10～ 20 篇，其中學(xué)術(shù)期刊類文獻(xiàn)不少于 8 篇，外文文獻(xiàn)不少于 3 篇。 在論文正文中必須有參考文獻(xiàn)的編號(hào)，參考文獻(xiàn)的序號(hào)應(yīng)按在正文中出現(xiàn)的順序排列。 產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)、各類標(biāo)準(zhǔn)、各種報(bào)紙上刊登的文章及未公開(kāi)發(fā)表的研究報(bào)告（著名的內(nèi)部報(bào)告如 PB、 AD 報(bào)告及著名大公司的企業(yè)技術(shù)報(bào)告等除外）不宜做為參考文獻(xiàn)引用。但對(duì)于工程設(shè)計(jì)類論文，各種標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和手冊(cè)可作為參考文獻(xiàn)。 引用網(wǎng)上參考文獻(xiàn)時(shí)，應(yīng)注明該文獻(xiàn)的準(zhǔn)確網(wǎng)頁(yè)地址，網(wǎng)上參考文獻(xiàn)不包含在上述規(guī)定的文獻(xiàn)數(shù)量之內(nèi)。 16 致謝 對(duì)導(dǎo)師和給予 指導(dǎo)或協(xié)助完成論文工作的組織和個(gè)人表示感謝。內(nèi)容應(yīng)簡(jiǎn)潔明了、實(shí)事求是，避免俗套。 附錄 如 開(kāi)題報(bào)告 、文獻(xiàn)綜述、外文譯文及外文文獻(xiàn)復(fù)印件、公式的推導(dǎo)、程序流程圖、圖紙、數(shù)據(jù)表格等有些不宜放在正文中，但有參考價(jià)值的內(nèi)容可編入論文的附錄中。 17 論文書(shū)寫(xiě)規(guī)定 論文正文字?jǐn)?shù) 理工類 論文正文字?jǐn)?shù)不少于 20 000 字。 文管類 論文正文字?jǐn)?shù) 12 000－ 20 000 字。其中漢語(yǔ)言文學(xué)專業(yè)不少于 7 000 字。 外語(yǔ)類 論文正文字?jǐn)?shù) 8 000－ 10 000 個(gè)外文單 詞。 藝術(shù)類 論文正文字?jǐn)?shù) 3 000～ 5 000 字。 論文書(shū)寫(xiě) 本科生畢業(yè)論文用 B5 紙 計(jì)算機(jī)排版、編輯與雙面打印 輸出 。 論文版面 設(shè)置為：畢業(yè)論文 B5 紙 、 縱向、 為 橫排 、 不分欄， 上下頁(yè)邊距分別為 和 2cm， 左右 頁(yè)邊距分別為 和 2cm，對(duì)稱頁(yè)邊距、 左側(cè)裝訂 并裝訂線為 0cm、 奇偶頁(yè)不同、無(wú)網(wǎng)格。論文正文滿頁(yè)為 29 行，每行 33 個(gè)字，字號(hào)為小四號(hào)宋體，每頁(yè)版面字?jǐn)?shù)為957 個(gè)，行間距為固定值 20 磅。 頁(yè)眉。頁(yè)眉應(yīng)居中置于頁(yè)面上部。單數(shù)頁(yè)眉的文字為“章及標(biāo)題”；雙數(shù)頁(yè)眉的文字為“大 學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）”。頁(yè)眉的文字用五號(hào)宋體，頁(yè)眉文字下面為 2 條橫線（兩條橫線的長(zhǎng)度與版芯尺寸相同，線粗 磅 ） 。 頁(yè)眉 、 頁(yè)腳 邊距分別為 和 。 頁(yè)碼。 頁(yè)碼 用小五號(hào)字，居中標(biāo)于頁(yè)面底部 。摘要、目錄等文前部分的頁(yè)碼用羅馬數(shù)字單獨(dú)編排，正文以后的頁(yè)碼用阿拉伯?dāng)?shù)字編排 。 摘要 中文摘要一般為 300 字左右，外文摘要應(yīng)與中文摘要內(nèi)容相同，在語(yǔ)法、用詞和書(shū)寫(xiě)上應(yīng)正確無(wú)誤，摘要頁(yè)勿需寫(xiě)出論文題目。中、外文摘要應(yīng)各占一頁(yè)，編排裝訂時(shí)放置正文前，并且中文在前，外文在后。 目錄 目錄應(yīng)包括論文中全部章節(jié)的標(biāo)題及頁(yè)碼，含中、外文摘要；正文章、節(jié)題目； 參考文獻(xiàn)；致謝；附錄。 正文章、節(jié)題目（理工類要求編寫(xiě)到第 3 級(jí)標(biāo)題，即□ .□ .□。文科、管理類可視論文需要進(jìn)行，編寫(xiě)到 2～ 3 級(jí)標(biāo)題。） 論文正文 章節(jié)及各章標(biāo)題 論文正文分章、節(jié)撰寫(xiě)，每章應(yīng)另起一頁(yè)。 各章標(biāo)題要突出重點(diǎn)、簡(jiǎn)明扼要。字?jǐn)?shù)一般在 15 字以內(nèi)，不得使用標(biāo)點(diǎn)符號(hào)。標(biāo)題中盡量不用英文縮寫(xiě)詞，對(duì)必須采用者，應(yīng)使用本行業(yè)的通用縮寫(xiě)詞。 18 層次 層次以少為宜，根據(jù)實(shí)際需要選擇。層次代號(hào)格式 見(jiàn)表 1 和表 2。 表 1 理工類論文層次代號(hào)及說(shuō)明 層次名稱 示 例 說(shuō) 明 章 第 1 章 □□??□ 章序及章名居中排，章序用阿拉伯?dāng)?shù)字 節(jié) □□??□ 題序頂格書(shū)寫(xiě)，與標(biāo)題間空 1 字，下面闡述內(nèi)容另起一段 條 □□??□ 款 □□???□ □□??□□□□?? 題序頂格書(shū)寫(xiě)，與標(biāo)題