第五节数字特技处理
Premiere提供的特技包括以下几类：
转场特技：用于剪辑影片时制作场景的过渡切换效果。
视频效果：用于进行画面的特效处理。
运动特技：用于制作画面的运动效果。
键控合成：用于制作画面的抠像合成效果。
一、视频效果功能
Premiere提供了大量的视频特效（Video Effects），用于对视频画面进行特技处理以增强影片效果。利用视频特效，不仅可以对影片的色调、明度、对比度和质量等进行调节，还可以为影片增添许多特殊的效果。Premiere的视频效果和After Effects的效果如出辙，也可以为效果设置关键帧，以产生渐变的动态效果。不过，作为合成软件的After Effects，比剪辑软件Premiere的特技效果更强大，效果调控更为精细。
（1）影像的影调处理
在影视制作中，影调的变化处理是非常重要的。影调不仅有助于表达含义，而且可以起到渲染气氛的作用。在Premiere的视频特效中，用于影调处理的特效比较多，如使影像内容产生明度对比的变化，模糊锐利的变化，色彩通道的转换等。属于这一类型的特效有Adjust、Blur&Sharp、Channel、Imae Control等。
（2）影像的风格化处理
有时用户需要对影像进行一些特殊处理地，使其具有一事实上的风格特征，如让影像的外围轮廓产生外发光，使影像产生浮雕、纹理、效果等。这一类的视频特效主要有Stylize、Pixelate等。
（3）影像的变形处理
在影视制作中，有时需要使影像内容产生形状上的变化，如使影像内容产生如水波或曲度的形状变化，从而使影像产生扭曲变化或对影像过行裁切、翻转、倾斜等变换。Premiere提供的影像变形特效有Distort、Perspective及Transform等。
（4）影像的时间效果处理
这一类视频特效用于改变视频影像的时间响应，可以产生拖尾虚影效果，通过改变帧率还可以产生动画似的抽帧效果。Premiere中的Time类视效果即属于是一类。
（5）视频处理
专门针对视频素材作颜色校正、降低交错闪煤油及场插入的处理。Premiere提供的Video类视频效果即属于这一类。
（6）创造类效果
创造类型的视频特效，可以在原来的素材上产生客外特殊效果的影像，如镜头光班、闪电等可与原影像融合的特殊效果。Premiere提供的Render类视频效果即属于这一类。
二、视频特效的设置
Premiere中使用视频特效，可以为视频特效设置关键帧，通过关键帧可以反映出效果的变化过程。Premiere中各种视频特效的使用方法基本相同，只是不同的视频特效参数和效果有所不同而已。视频特效的具体使用方法如下：
在时间线窗口中，将当前时间线定位到要制作特效的片段上。选择所需的视频效果，将其拖放到要制作该特效的素材片段上。此时，素材上出现一绿色线条，同时，该特效也会出现在弹出的Effect Controls效果控制对话框中，在效果控制对话框中，点如果只设置静态的视频效果（即不需要设置视频效要的变化过程），则不要打开关键帧计时器，直接在效果控制窗口中设置效果参数达到所需要的效果即可。
在效果控制对话框中，点击效果名称前的关键帧计时器，即可打开或关闭关键帧计时器。打开关键帧计时器后，便可为该产果设置效果关键帧，以产生动态的视频效果变化过程；关闭关键帧计时器后，原先设置的所有效果关键帧都将丢失。另外，在效果控制窗口中，各效果按作用顺序自上而下排列，用户可以通过上下拖动效果来改变它们的作用顺序。
三、视频特效的应用分类
Adjust(调整)
1．Brightness & Contrast
2．Channel Mixer
3．Color Balance(色彩平衡)
4．Convolution Kernel
5．Extract
6．Levels
Blur（模糊）
1．Antialias（抗锯齿）：可以在颜色对比度非常明显的图像中加入一些过渡色，使图像看上去更加的柔和。
2．Camera Blur产生逐渐模糊的效果，就像摄像机镜头拉远拉近时的效果。
3．Channel Blur（通道模糊）：用当前某一颜色通道的模糊值来改变图像的颜色。
4．Directional Blur（方向模糊）：模拟物体因快速运动而产生的模糊效果。
5．Fast Blur（快速模糊）：它与高斯模糊效果差不多，但在处理面积比较大的图像时，产生模糊的速度更快。
6．Gaussian Blur（高斯模糊）：参数为模糊程度和模糊方向。
7．Ghosting（幻影）：可以表现物体运动的路径，产生重影效果，产生良好的运动路径。
8．Radial Blur（放射形模糊）：可以表现出旋转和模糊效果。
Channel通道
1．Blend：为混合视频特效，可以综合地设置图像的颜色模式
2．Invert：是转化视频特效，可以设置多种通道类型，来改变图像颜色。
Distort（扭曲）
1．Bend（弯曲）：可建立水平与竖直方向的波纹效果来产生扭曲效果。
2．Lens Distortion（透镜扭曲）：使画面像隔着一层透镜显示出来一样。3．Mirror：将图像沿设定的分割线反映到另一边，就像水中的倒影一样。4．Pinch：使图像向内挤压或向外膨胀。
1．Polar Coordinates（极坐标）：将图形中像素的直角坐标系转换成极坐标系，也可以将极坐标系转换成直角坐标系。
2．Ripple（涟漪）：在图像中产生画面波动的效果，就像水面上的波纹一样。3．Shear（倾斜）：使图像按照所定义的曲线形状进行扭曲。
4．Spherize（球形扭曲）：使图像以球状化状态显示，既可以显示凹状又可以显示凸状。
5．Transform（变形）：用来改变图像的形状，并且会产生模糊效果。
10．Twirl（漩涡）：使图像沿设定的中心进行旋转，从而使图像产生一定的模糊效果。
11．Wave（波浪）：使图像产生波浪形扭曲。
12．Zigzag（折曲）：使图像模仿水波纹的扩散，从而产生扭曲效果。
Image Control（图像控制）
1．Black & White：使彩色图像变成黑白图像。
2．Color Balance(HLS)：按HLS色彩模式来调节色彩平衡，它可以调节图像的亮度、饱和度。
3．Color Offset：运用影像画面中的红色、蓝色、绿色通道建立一个新的三维影片效果。
4．Color Pass：使图像中指定的颜色不变，而使其他颜色变成灰色。
5．Color Replace：选择一种颜色替代素材中的另一种颜色。
6．Gamma Correction：可以调节素材的明暗度，它是通过改变中间色的灰度级进行调整的。
7．Tint：可以修改图像的颜色，产生染色效果。
Perspective（透视）
1．Bevel Alpha：可使图像四周产生具有透明效果的视角轮廓。
2．Bevel Edges：可以在图像边缘部分产生具有透明效果的导角外观。
Pixelate（像素化）
1．Crystalliae（水晶化）：可以调节图像中相近的像素，把图像中所有像素分成若干个小单元，使图像看上去呈结晶效果。
2．Pointillize（点化）：可以调节图像中相近的像素，使相近的像素凝聚在一起，变成小块，中间分离的部分用白色填充。
Render（渲染）
1．Lens Flare（透镜光晕）：可以模拟阳光照射产生的光晕效果。
2．Lightning(闪电)：可以在素材中产生闪电效果或者其他有关电现象的效果。3．Ramp（梯度色）能在素材中产生一个颜色梯层，并将它混合在原始素材当中。Sharpen（锐化）
1．Gaussian Sharpen（高斯锐化）：可以使图像产生比较强烈的锐化效果。2．Sharpen Edges（锐化边缘）：可以锐化图像中的人物、物体等边缘，使物体轮廓更加清晰。
Stylize(风格化)
1．Color Emboss（彩色浮雕）：使图像产生彩色浮雕效果。
2．Emboss（浮雕）：使图像产生黑白浮雕效果。
3．Find Edges（勾边）：可以突出图像中人物、物体等的轮廓。
4．Mosaic（马赛克）：可以使图像的像素以马赛克方式出现，并且方格的颜色是包含的以前图像颜色的平均值。
5．Noise（噪点）：可以使图像产生细密的杂点。
6．Replicate（复制）：可以使图像在屏幕当中进行复制，就好像屏幕中生成多个小屏幕，每个小屏幕中都显示整个图像。
7．Solarize（曝光）：可以模拟图像的曝光效果。
8．Strobe Light（频闪）：可以使图像模拟闪烁效果。
9．Tiles（瓷砖）：可以使图像分裂成许多像瓷砖一样的方块。
10．Wind（风）：使图像模拟风吹过的那种效果。
Transform（变形）
1．Camera View（摄像机角度）：可以模拟摄像机从不同角度进行拍摄，从而使画面产生翻转的效果。
Longitude：经线控制，使素材看上去是在水平翻转；
Latitude：纬线控制，使素材看上去是在垂直翻转；
Roll：旋转控制；
Focal Length：改变镜头的焦距；
Distance：设置机器与物体之间的距离；
Zoom：控制素材缩放的比例；
Fill Alpha Channel：在背景中添置一个Alpha通道。
2．Clip（剪裁）：可以剪去图像边缘的部分图形，并用另外的背景色替换。
3．Crop（修剪）：是拉伸视频特效，它也可以去除图像边缘的部分图形。不过，它还可以自动调整图像的大小，就像将图放大一样。
4．Horizontal Flip（水平翻转）：可以使图像从左向右反转，这与从电影屏幕背面看电影得到的效果一样。
5．Horizontal Hold（水平同步）：可以使画面各左或向右倾斜。
6．Roll（滚屏）：可以使画面向上、下、左、右四个方向滚动。
7．Vertical Flip（垂直反转）：可以使素材的画面上下倒置。
第六节数字合成
透明叠加的实现，在电视制作上称为键，也常被称作抠像(Keying)，而在电影的制作中称为遮片(Matting)。Premiere建立叠加的效果，是在视轨片断实现切换之后，再将视轨上的片断叠加到底层的片段上，视轨编号较高的片断，会叠加在编号较低的视轨片断上。
使用透明叠加的原理是因为每个片断都有一定的不透明度，在不透明度为0%时，图像完全透明；在不透明度为100%时，图像完全不透明；介于两者之间的不透明度，图像呈半透明。叠加是将一个片断部分地显示在另一个片断之上，它利用的就是片断的不透明度。Premiere可以通过对不透明度的设置，为对象制作透明叠加混合效果。
一、叠加概念
1．叠加效果的产生必须有两个或者两个以上的素材出现，有时候为了实现透明效果可以创建一个Title或者Color Matte文件。
2．只能对可重叠轨道上的素材应用透明叠加设置，默认时，每一个新建项目都包含一个可重叠轨道——Video 2轨道，当然也可以另外增加96个可重叠轨道。
3．Premiere合成叠加特技的过程是：首先合成视频主轨上的素材，包括转场效果，然后将被叠加的素材叠加到背景素材中去。在叠加过程中首先合成叠加较低层轨道的素材，然后再以合成叠加后的素材为背景来叠加较高层的素材，这样在叠加完成后，最高层的素材位于叠加画面的顶层。
4．透明的素材必须放置在其他素材剪辑之上，也就是要将想要叠加的素材放在叠加轨道上——Video 2或者更高的视频轨道上。
5．背景素材可以放在视频主轨Video 1，或者相对叠加素材所在轨道较低的轨道上，也就是说较低层叠加轨道上的素材可以作为较高层叠加轨道上素材的背景。
6．注意要对最高层轨道上的素材使用透明度，否则位于其下方的素材不能显示出来。
7．叠加分为两种：混合叠加和淡化叠加。前者是将素材的一部分叠加到另一个素
材上，因此作为前景的素材最好具有单一的底色，并且与需要保留的部分对比鲜明，这样很容易将底色变为透明，再叠加到作为背景的素材上。背景素材在前景素材的透明处可见，使得前景素材的保留部分好像本来就属于背景素材似的，这便形成了一种混合；后者淡化叠加是通过调节整个前景素材的透明度，让它整个暗淡而背景素材逐渐显现出来，达到一种梦幻或者朦胧的效果。
二、叠加特效设置及应用分类
Key type设置
None键(不使用键)：叠加片断没有任何部分是透明的。
Chroma键(色键)：选择片断中的一种颜色或一个颜色范围，进行透明处理。
RGB Difference键(RGB差值键)：与Chroma键的差别是不能依灰度值混合背景色和调节透明度。
Blue Screen和Green Screen键(蓝屏键和绿屏键)：创建透明时，屏幕上的纯蓝色和纯绿色变得透明。
Non-Red键(非红键)：用在蓝、绿色背景的画面上创建透明。类似于Blue Screen 和Green Screen键，但可用Blend混合2片断或建立一些半透明的对象。
Luminance键(明度键)：
Mutiply键和Screen键(增浓键和减淡键)：Mutiply键对叠加图像上比下层图像颜色浅的像素建立透明。Screen键对叠加图像上比下层图像颜色深的像素建立透明。
Alpha Channel键(Alpha通道键)：Alpha通道上黑色区域为透明，白色区域为不透明，灰度区域依灰度值做渐变透明。
Black Alpha Matte 键和White Alpha Matte键：如果图像有Alpha通道，并且有一个黑色背景，选择Black Alpha Matte 键会较好地除去黑色背景。如果图像有Alpha通道，并且有一个白色背景，选择White Alpha Matte 键会较好地除去白色背景。
Difference Matte键(差值遮罩键)：该键先将指定的图像与片断作比较，然后删除片断中与图像匹配的点作透明，而留下差异的区域。也可以用该键剔除片断杂乱的静止背景。
Track Matte(轨道遮罩键)：该键可以建立一个运动的Matte，任何片断都可以作为Matte。Matte中的黑色区域为透明，白色区域为不透明，灰度区域为半透明。要获得精确效果，应选择灰度图像做Matte。若选择颜色图像做Matte，会改变片断颜色。
Image Matte键：该键使用一张特殊图像做蒙版。蒙版图像的白色区域使片断不透明，黑色区域使片断透明，灰度区域为半透明。
面板上的常用参数：
Reverse Key(反转键)：反转透明与非透明区域。
Drop Shadow(投射阴影)：对部分键有效。
Mask Only(生成蒙版)：产生显示Alpha通道蒙版的特效。
Smoothing(光滑)：在透明和不透明边界抗锯齿。
Similarity(相似度)：调节色彩相似度，增减透明区域。
Blend(混合度)：调节透明与非透明边界色彩混合度。
Threshold(阴影度)：调节阴影度。
Cutoff(截止)：调整被叠加素材阴暗部分的细节——加黑或者加亮。
三、运动特技
Premiere提供了片段运动的功能，可以让静止的图像、图形与视频片段有机地进行结合。当然，也可以为视频片段设置运动。有机的动静结合，可以使影片具有强大的生命力。
对象的运动设定包括其位置、缩放、旋转、透明等。用户可以为影片中的所有影像素材设置运动。
设置方法：打开Motion 命令面板，选择相关的位置、缩放、旋转等，设置关键帧及参数。
《动画数字合成技术》教学大纲 一、课程性质与教学目标 《动画数字合成技术》是本科层次动画专业技术能力模块中的一门必修课程。其任务是培养学生利用数字合成及其它相关技术进行动画后期特技效果制作的实践技能。 经过本课程的教学, 应使学生达到下列要求: ( 一) 掌握动画制作中数字合成的基本原理 ( 二) 了解动画制作中数字合成的基本概念 ( 三) 掌握利用数字合成及其它相关技术进行动画后期特技 效果制作的基本技能。 二、教学课时分配表 本课程教学总学时为64学时, 具体学时分配如下:
三、教学内容和要求 第一章动画数字合成技术基础 ( 一) 教学目的和要求 了解影视特效行业现状和主流后期合成软件的介绍 ( 二) 教学内容 1、后期特效在项目流程中的位置和作用 2、如何获得专业公司的影视特效职位 3、后期基础知识 ( 三) 重点难点 了解帧速率, 场的概念 ( 四) 教学方法 本章教学内容采用讲授、范例、实践相结合的教学方法。( 五) 作业要求 要求学生在实践课环节, 熟悉后期基本知识 第二章After effect入门基础 ( 一) 教学目的和要求 掌握After Effects界面和基本操作 ( 二) 教学内容 1、After Effects界面 2、After Effects的工作思路
3、After Effects简要案例实践 ( 三) 重点难点 素材的导入及管理 ( 四) 教学方法 本章采用讲授、实践创作相结合的教学方法。 ( 五) 作业要求 要求学生在实践课中, 熟悉After Effects界面和工作思路 第三章After effect的图层 ( 一) 教学目的和要求 掌握After effect的图层的技巧和方法 ( 二) 教学内容 1、层属性及其设置 2、层动画的设置 3、关键帧插值方式及经过关键帧插值方式改变层动画效果 4、调整层动画速度 5、经过运动捕获设置层动画 6、利用表示式设置层动画 7、层的关联及其应用 8、控制层的时间伸缩 ( 三) 重点难点 关键帧的设置和时间伸缩
数字钟的设计与制作 一、设计指标 1. 显示时、分、秒。 2. 可以24小时制或12小时制。 3. 具有校时功能，可以对小时和分单独校时，对分校时的时候，停止分向小时进位。校时时钟源可以手动输入或借 用电路中的时钟。 4. 具有正点报时功能，正点前10秒开始，蜂鸣器1秒响1秒停地响5次。（选做） 5. 为了保证计时准确、稳定，由晶体振荡器提供标准时间的基准信号。 二、设计要求 1. 画出总体设计框图，以说明数字钟由哪些相对独立的功能模块组成，标出各个模块之间互相联系，时钟信号传输 路径、方向和频率变化，并以文字对原理作辅助说明。 2. 设计各个功能模块的电路图，加上原理说明。 3. 选择合适的元器件，并选择合适的输入信号和输出方式，在面包板上接线验证、调试各个功能模块的电路。在确 保电路正确性的同时，输入信号和输出方式要便于电路的测试和故障排除。（也可选用Mutisim仿真） 4. 在验证各个功能模块基础上，对整个电路的元器件和布线，进行合理布局，进行整个数字钟电路的接线调试。 三、制作要求 自行在面包板上装配和调试电路，能根据原理、现象和测量的数据检查和发现问题，并加以解决。 四、设计报告要求 1. 格式要求（见附录1） 2. 内容要求 ①设计指标。 ②画出设计的原理框图，并要求说明该框图的工作过程及每个模块的功能。 ③列出元器件清单，并画出管脚分配图和芯片引脚图。 ④画出各功能模块的电路图，加上原理说明（如2、5进制到10进制转换，10进制到6进制转换的原理，个位到 十位的进位信号选择和变换等）。 ⑥画出总布局接线图（集成块按实际布局位置画，关键的连接应单独画出，计数器到译码器的数据线、译码器到数 码管的数据线可以简化画法，但集成块的引脚须按实际位置画，并注明名称）。 ⑦数字钟的运行结果和使用说明。 ⑧设计总结：设计过程中遇到的问题及解决办法；设计过程中的心得体会；对课程设计的内容、方式等提出建议。 五、仪器与工具 1. 直流电源1台。 2. 四连面包板1块。 3. 数字示波器（每两人1台） 4. 万用表（每班2只）。 5. 镊子1把。 6. 线剥钳1把。 7. 斜口钳1把。
数字特效在影视动漫制作中的运用分析 现在随着科学技术的不断提高，数字特效运用技术也在稳步提高，已经在多领域中都得到了运用，影视动漫也是其中之一，使用数字特效制作的动漫影视作品，可以有效提升影片的视觉与听觉上的效果，增加影片艺术感。本文通过对数字特效的应用现状和数字特效在影视动漫制作中运用进行分析，并提出对其发展趋势进行预计，仅供参考。 现在随着经济水平的不断提高，大众对于精神层面的追求越来越强，他们也愿意走进影院进行观影，这就带动了影视作品的发展，尤其是动漫影视作品，运用数字特效技术制作之后，其影片质量得到了极大的提升，有效促进了该类影片的发展。 一、数字特效的应用现状 随着现在数字特效的应用范围的不断扩大，数字特效的技术也得到极大的进步，而且由于国外先进技术的引进，也对数字特效作品的发展起到了一定的促进作用。自从国内的影片实施数字化之后，发展速度极快且产量较高，从二十一世纪初到现在，使用数字制作的影视作品不下千部。从实际的制作中我们发现，使用数字特效制作影视作品，既能减少制作成本的投入，同时还能改变胶片制作的单一方式，实现制作技术体系的多元化。但就我国整体的发展现状而言，与国外的技术水平相比，目前国内的技术水平仍然与其存在一定的差距，因此，想要有效提升我国的技术水平，不仅要吸收各种国外的优秀技术，同时还应与我国的影视行业情况相结合，打造出具有中国特色的发展模式。要与技术水平领先的国家保持密切的交流，确保能够及时了解的掌握最新的文化与技术方面的知识，从而推动数字特殊技术在我国的良好发展。 二、在影视动漫制作中数字特效的运用 （一）在影片视觉方面 在日常生活中，总会有一些拍摄难度较大或无法拍摄的镜头，此时就会使用特效镜头进行拍摄，在拍摄特效镜头时会使用模型制作和特技拍摄以及光学合成等技术进行镜头合成，基本都是在拍摄或冲洗的阶段制作的，像动漫作品中人物动作的速度、上色以及景物处理等都是使用的特效镜头。影片数字化技术的运用，有效的解决了以往动漫影片拍摄中存在的问题，使得影片的质量得到了极大的提高，而且使用这种技术制作出的三维动画角色模型，可以使拍摄的画面更加富有层次感。 （二）在视频方面 以往的动漫影视作品都是按照片头和片尾等多个内容分别拍摄，之后再对所有镜头统一进行剪辑，并将其进行衔接组成完整的作品。与传统的拍摄方式有所
数字集成电路的分类 数字集成电路有多种分类方法，以下是几种常用的分类方法。 1.按结构工艺分 按结构工艺分类，数字集成电路可以分为厚膜集成电路、薄膜集成电路、混合集成电路、半导体集成电路四大类。图如下所示。 世界上生产最多、使用最多的为半导体集成电路。半导体数字集成电路（以下简称数字集成电路）主要分为TTL、CMOS、ECL三大类。 ECL、TTL为双极型集成电路，构成的基本元器件为双极型半导体器件，其主要特点是速度快、负载能力强，但功耗较大、集成度较低。双极型集成电路主要有 TTL(Transistor-Transistor Logic)电路、ECL(Emitter Coupled Logic)电路和I２L(Integrated Injection Logic)电路等类型。其中TTL电路的性能价格比最佳，故应用最广泛。
ECL，即发射极耦合逻辑电路，也称电流开关型逻辑电路。它是利用运放原理通过晶体管射极耦合实现的门电路。在所有数字电路中，它工作速度最高，其平均延迟时间tpd可小至1ns。这种门电路输出阻抗低，负载能力强。它的主要缺点是抗干扰能力差，电路功耗大。 MOS电路为单极型集成电路，又称为MOS集成电路，它采用金属－氧化物半导体场效应管(Metal Oxide Semi-conductor Field Effect Transistor,缩写为MOSFET)制造，其主要特点是结构简单、制造方便、集成度高、功耗低，但速度较慢。 MOS集成电路又分为PMOS(P-channel Metal Oxide Semiconductor，P沟道金属氧化物半导体)、NMOS(N-channel Metal Oxide Semiconductor，N沟道金属氧化物半导体)和CMOS(Complement Metal Oxide Semiconductor，复合互补金属氧化物半导体)等类型。 MOS电路中应用最广泛的为CMOS电路，CMOS数字电路中，应用最广泛的为4000、4500系列，它不但适用于通用逻辑电路的设计，而且综合性能也很好，它与TTL电路一起成为数字集成电路中两大主流产品。CMOS数字集成电路电路主要分为4000（4500系列）系列、54HC/74HC系列、54HCT/74HCT系列等，实际上这三大系列之间的引脚功能、排列顺序是相同的，只是某些参数不同而已。例如，74HC4017与CD4017为功能相同、引脚排列相同的电路，前者的工作速度高，工作电源电压低。4000系列中目前最常用的是B系列，它采用了硅栅工艺和双缓冲输出结构。 Bi-CMOS是双极型CMOS（Bipolar-CMOS）电路的简称，这种门电路的特点是逻辑部分采用CMOS结构，输出级采用双极型三极管，因此兼有CMOS电路的低功耗和双极型电路输出阻抗低的优点。 （1）TTL类型 这类集成电路是以双极型晶体管（即通常所说的晶体管）为开关元件，输入级采用多发射极晶体管形式，开关放大电路也都是由晶体管构成，所以称为晶体管-晶体管-逻辑，即Transistor-Transistor-Logic，缩写为TTL。TTL电路在速度和功耗方面，都处于现代数字集成电路的中等水平。它的品种丰富、互换性强，一般均以74（民用）或54（军用）为型号前缀。 ① 74LS系列（简称LS，LSTTL等）。这是现代TTL类型的主要应用产品系列，也是逻辑集成电路的重要产品之一。其主要特点是功耗低、品种多、价格便宜。 ② 74S系列（简称S，STTL等）。这是TTL的高速型，也是目前应用较多的产品之一。其特点是速度较高，但功耗比LSTTL大得多。
- 数字电子技术课程设计报告 题目：数字钟的设计与制作 ： 专业：电气本一班 学号：姓名： 指导教师： 时间： - —
一、设计内容 数字钟设计 … 技术指标： （1）时间以24小时为周期； （2能够显示时,分,秒; （3）有校时功能,可以分别对时及分进行单独校时,使其校正到标准时间; (4)计时过程具有报时功能,当时间到达整点前5秒进行蜂鸣报时; (5)为了保证计时的稳定及准确须由晶体振荡器提供表针时间基准信号. ~ 二、设计时间： 第十五、十六周 三、设计要求： （1）画出设计的电路原理图； $ (2) 选择好元器件及给出参数，在原理图中反应出来； （3）并用仿真软件进行模拟电路工作情况； （4）编写课程报告。
！ 摘要 数字钟实际上是一个对标准频率（1Hz）进行计数的计数电路。振荡器产生的时钟信号经过分频器形成秒脉冲信号，秒脉冲信号输入计数器进行计数，并把累计结果以“时”、“分”、“秒”的数字显示出来。秒计数器电路计满60后触发分计数器电路，分计数器电路计满60后触发时计数器电路，当计满24小时后又开始下一轮的循环计数。一般由振荡器、分频器、计数器、译码器、数码显示器等几部分组成。 振荡电路：主要用来产生时间标准信号，因为时钟的精度主要取决于时间标准信号的频率及稳定度，所以采用石英晶体振荡器。 分频器：因为振荡器产生的标准信号频率很高，要是要得到“秒”信号，需一定级数的分频器进行分频。 计数器：有了“秒”信号，则可以根据60秒为1分，24小时为1天的进制，分别设定“时”、“分”、“秒”的计数器，分别为60进制，60进制,24进制计数器，并输出一分，一小时，一天的进位信号。 译码显示：将“时”“分”“秒”显示出来。将计数器输入状态，输入到译码器，产生驱动数码显示器信号，呈现出对应的进位数字字型。 由于计数的起始时间不可能与标准时间（如北京时间）一致，故需要在电路上加一个校时电路可以对分和时进行校时。另外，计时过程要具有报时功能，当时间到达整点前10秒开始，蜂鸣器1秒响1秒停地响5次。 } 为了使数字钟使用方便，在设计上使用了一个变压器和一个整流桥来实现数字钟电能的输入，使得可以方便地直接插入220V的交流电就可以正常地使用了。关键词数字钟振荡计数校正报时
数字媒体之影视特效 关键词：数字媒体、影视、特效、数码 对于数字媒体艺术，感觉这个概念好大。对于学识不多的我来说，数字媒体约等于影视，当然这是一个很大的错误。可能主要是因为本人对传媒这东西接触最多的就是影视，且我对于影视特效非常感兴趣。 说到影视特效，给我留下深刻印象的是《星球大战》中的三维全息投影技术——震撼！国外影视特效的发展历史可追溯到20世纪70年代。1977年，凭借《星球大战》，麦克昆因获得了“最佳视觉特效”奖。《星球大战》第一次将高科技表现得有真实感，累年的建筑外表早已经破败不堪，用过的飞船表面坑坑洼洼，酒吧里聚集了佩戴着各式各样旧武器的各类生物……观众一下子觉得很有亲近感和现场感。它让我们终于明白如何让未来产生质感。如今已成为电影史上设计的经典，好莱坞电影特效工业的开端。《星球大战》视觉特效的成功不仅仅体现在技术制作上，其观念上的突破对电影工业的推动作用也非常巨大。剧本筹谋时，叙事的安排，影视殊效让创作者跳出了传统的线性的思维模式，纯粹打破了时空的概念，是以一些局限于拍摄技术的画面可以被实现了，创作者铺开了手脚，充实发挥了想象力。在传统的剧本外，数字殊效还需要自己的殊效剧本。《星球大战》是电影史上有记录的，第一部使用动作控制摄像机拍摄的电影。这部电影里，卢卡斯还创造了多项意义深远的发明。把多少年来只能靠手工硬涂胶片技术的效率一下提高了几十倍。绝对是电影工业发展的里程碑。 但与好莱坞相比，中国电影数字化的进程大约滞后了十多年。2010年初，《阿凡达》的横空出世把中国特效行业的同行们震得目瞪口呆。置身《阿凡达》中气力梦幻的潘朵拉星球，中国导演集体选择沉默，有网友悲观的预测：中国特效电影永远不可能赶超国外特效大片。然后，国产特效电影与《阿凡达》的差距真的有这么大吗？又是什么原因导致了当今中国电影特效技术的落后？ 数码特效的制作成本目前还居高不下，如《泰坦尼克号》投资2.5亿美元，数码特效的开支差不多占了一半。正是这一因素，使不少业内人士将数码特效视作“高不可攀的奢侈品”，认为资金短缺是制约中国数码电影发展的瓶颈。但其实也未必尽然。20世纪80年代以后，由于电影票房滑坡，不少电影制片厂的特技车间纷纷下马，制片人为了省钱，能不用特技的尽量不用，致使国产片里的特技元素日益萎缩。另一方面我想是因为中国电影编导对高科技感兴趣的人不多，对数码特效的应用热情不足。而好莱坞却拥有创作数码电影的专才，如詹姆斯·卡麦隆以平均两年1部的速度，接连执导了《深渊》、《终结者Ⅱ》、《真实的谎言》、《泰坦尼克号》等四部数码大片，2010《阿凡达》的横空出世更是颠覆了全球影视爱好者对3D电视的看法。 庆幸的是，在中国影坛，仍然存在孜孜不倦探索数码电影的导演——张建亚。从开始尝试的《大闹天宫》到首部国产数码大片《紧急迫降》，再有后来的《极地营救》，这
第一章 数字集成电路介绍 第一个晶体管，Bell 实验室，1947 第一个集成电路，Jack Kilby ，德州仪器，1958 摩尔定律：1965年，Gordon Moore 预言单个芯片上晶体管的数目每18到24个月翻一番。(随时间呈指数增长) 抽象层次：器件、电路、门、功能模块和系统 抽象即在每一个设计层次上，一个复杂模块的内部细节可以被抽象化并用一个黑匣子或模型来代替。这一模型含有用来在下一层次上处理这一模块所需要的所有信息。 固定成本（非重复性费用）与销售量无关；设计所花费的时间和人工；受设计复杂性、设计技术难度以及设计人员产出率的影响；对于小批量产品，起主导作用。 可变成本 （重复性费用）与产品的产量成正比；直接用于制造产品的费用；包括产品所用部件的成本、组装费用以及测试费用。每个集成电路的成本=每个集成电路的可变成本+固定成本/产量。可变成本=（芯片成本+芯片测试成本+封装成本）/最终测试的成品率。 一个门对噪声的灵敏度是由噪声容限NM L （低电平噪声容限）和NM H （高电平噪声容限）来度量的。为使一个数字电路能工作，噪声容限应当大于零，并且越大越好。NM H = V OH - V IH NM L = V IL - V OL 再生性保证一个受干扰的信号在通过若干逻辑级后逐渐收敛回到额定电平中的一个。 一个门的VTC 应当具有一个增益绝对值大于1的过渡区(即不确定区)，该过渡区以两个有效的区域为界，合法区域的增益应当小于1。 理想数字门 特性：在过渡区有无限大的增益；门的阈值位于逻辑摆幅的中点；高电平和低电平噪声容限均等于这一摆幅的一半；输入和输出阻抗分别为无穷大和零。 传播延时、上升和下降时间的定义 传播延时tp 定义了它对输入端信号变化的响应有多快。它表示一个信号通过一个门时所经历的延时，定义为输入和输出波形的50%翻转点之间的时间。 上升和下降时间定义为在波形的10%和90%之间。 对于给定的工艺和门的拓扑结构，功耗和延时的乘积一般为一常数。功耗-延时积(PDP)----门的每次开关事件所消耗的能量。 一个理想的门应当快速且几乎不消耗能量，所以最后的质量评价为。能量-延时积(EDP) = 功耗-延时积2 。 第三章、第四章CMOS 器件 手工分析模型 ()0 12' 2 min min ≥???? ??=GT DS GT D V V V V V L W K I 若＋－λ ()DSAT DS GT V V V V ,,m in min ＝ 寄生简化：当导线很短，导线的截面很大时或当 所采用的互连材料电阻率很低时，电感的影响可 以忽略：如果导线的电阻很大(例如截面很小的长 铝导线的情形)；外加信号的上升和下降时间很慢。 当导线很短，导线的截面很大时或当所采用的互 连材料电阻率很低时，采用只含电容的模型。 当相邻导线间的间距很大时或当导线只在一段很短的距离上靠近在一起时：导线相互间的电容可 以被忽略，并且所有的寄生电容都可以模拟成接 地电容。 平行板电容：导线的宽度明显大于绝缘材料的厚 度。 边缘场电容：这一模型把导线电容分成两部分： 一个平板电容以及一个边缘电容，后者模拟成一 条圆柱形导线，其直径等于该导线的厚度。 多层互连结构：每条导线并不只是与接地的衬底 耦合（接地电容），而且也与处在同一层及处在相邻层上的邻近导线耦合（连线间电容）。总之，再多层互连结构中导线间的电容已成为主要因素。这一效应对于在较高互连层中的导线尤为显著，因为这些导线离衬底更远。 例4.5与4.8表格 电压范围 集总RC 网络 分布RC 网络 0 → 50%(t p ) 0.69 RC 0.38 RC 0 → 63%(τ) RC 0.5 RC 10% → 90%(t r ) 2.2 RC 0.9 RC 0 → 90% 2.3 RC 1.0 RC 例4.1 金属导线电容 考虑一条布置在第一层铝上的10cm 长，1μm 宽的铝线，计算总的电容值。 平面(平行板)电容： ( 0.1×106 μm2 )×30aF/μm2 = 3pF 边缘电容： 2×( 0.1×106 μm )×40aF/μm = 8pF 总电容： 11pF 现假设第二条导线布置在第一条旁边，它们之间只相隔最小允许的距离，计算其耦合电 容。 耦合电容： C inter = ( 0.1×106 μm )×95 aF/μm2 = 9.5pF 材料选择：对于长互连线，铝是优先考虑的材料；多晶应当只用于局部互连；避免采用扩散导线；先进的工艺也提供硅化的多晶和扩散层 接触电阻：布线层之间的转接将给导线带来额外的电阻。 布线策略：尽可能地使信号线保持在同一层上并避免过多的接触或通孔；使接触孔较大可以降低接触电阻(电流集聚在实际中将限制接触孔的最大尺寸)。 采电流集聚限制R C , (最小尺寸)：金属或多晶至n+、p+以及金属至多晶为 5 ~ 20 Ω ；通孔(金属至金属接触)为1 ~ 5 Ω 。 例4.2 金属线的电阻 考虑一条布置在第一层铝上的10cm 长，1μm 宽的铝线。假设铝层的薄层电阻为0.075Ω/□，计算导线的总电阻： R wire ＝0.075Ω/□?(0.1?106 μm)/(1μm)＝7.5k Ω 例4.5 导线的集总电容模型 假设电源内阻为10k Ω的一个驱动器，用来驱动一条10cm 长，1μm 宽的Al1导线。 电压范围 集总RC 网络 分布RC 网络 0 → 50%(t p ) 0.69 RC 0.38 RC 0 → 63%(τ) RC 0.5 RC 10% → 90%(t r ) 2.2 RC 0.9 RC 0 → 90% 2.3 RC 1.0 RC 使用集总电容模型，源电阻R Driver ＝10 k Ω，总的集总电容C lumped ＝11 pF t 50% = 0.69 ? 10 k Ω ? 11pF = 76 ns t 90% = 2.2 ? 10 k Ω ? 11pF = 242 ns 例4.6 树结构网络的RC 延时 节点i 的Elmore 延时： τDi = R 1C 1 + R 1C 2 + (R 1+R 3) C 3 + (R 1+R 3) C 4 + (R 1+R 3+R i ) C i 例4.7 电阻-电容导线的时间常数 总长为L 的导线被分隔成完全相同的N 段，每段的长度为L/N 。因此每段的电阻和电容分别为rL/N 和cL/N R (= rL) 和C (= cL) 是这条导线总的集总电阻和电容()()()N N RC N N N rcL Nrc rc rc N L DN 2121 (22) 22 +=+=+++?? ? ??=τ 结论：当N 值很大时，该模型趋于分布式rc 线;一条导线的延时是它长度L 的二次函数;分布rc 线的延时是按集总RC 模型预测的延时的一半. 2 rcL 22＝RC DN = τ 例4.8 铝线的RC 延时.考虑长10cm 宽、1μm 的Al1导线,使用分布RC 模型，c = 110 aF/μm 和r = 0.075 Ω/μm t p = 0.38?RC = 0.38 ? (0.075 Ω/μm) ? (110 aF/μm) ? (105 μm)2 = 31.4 ns Poly ：t p = 0.38 ? (150 Ω/μm) ? (88+2?54 aF/μm) ? (105 μm)2 = 112 μs Al5： t p = 0.38 ? (0.0375 Ω/μm) ? (5.2+2?12 aF/μm) ? (105 μm)2 = 4.2 ns 例4.9 RC 与集总C 假设驱动门被模拟成一个电压源，它具有一定大小的电源内阻R s 。 应用Elmore 公式，总传播延时： τD = R s C w + (R w C w )/2 = R s C w + 0.5r w c w L 2 及 t p = 0.69 R s C w + 0.38 R w C w 其中，R w = r w L ，C w = c w L 假设一个电源内阻为1k Ω的驱动器驱动一条1μm 宽的Al1导线，此时L crit 为2.67cm 第五章CMOS 反相器 静态CMOS 的重要特性：电压摆幅等于电源电压 → 高噪声容限。逻辑电平与器件的相对尺寸无关 → 晶体管可以采用最小尺寸 → 无比逻辑。稳态时在输出和V dd 或GND 之间总存在一条具有有限电阻的通路 → 低输出阻抗 (k Ω) 。输入阻抗较高 (MOS 管的栅实际上是一个完全的绝缘体) → 稳态输入电流几乎为0。在稳态工作情况下电源线和地线之间没有直接的通路(即此时输入和输出保持不变) → 没有静态功率。传播延时是晶体管负载电容和电阻的函数。 门的响应时间是由通过电阻R p 充电电容C L (电阻R n 放电电容C L )所需要的时间决定的 。 开关阈值V M 定义为V in = V out 的点(在此区域由于V DS = V GS ，PMOS 和NMOS 总是饱和的) r 是什么：开关阈值取决于比值r ，它是PMOS 和NMOS 管相对驱动强度的比 DSATn n DSATp p DD M V k V k V V ＝ ，r r 1r +≈ 一般希望V M = V DD /2 (可以使高低噪声容限具有相近的值)，为此要求 r ≈ 1 例5.1 CMOS 反相器的开关阈值 通用0.25μm CMOS 工艺实现的一个CMOS 反相器的开关阈值处于电源电压的中点处。 所用工艺参数见表3.2。假设V DD = 2.5V ，最小尺寸器件的宽长比(W/L)n 为1.5 ()()()()()()()() V V L W V V V V k V V V V k L W L W M p DSATp Tp M DSATp p DSATn Tn M DSATn n n p 25.125.55.15.35.320.14.025.1263.043.025.10.163.01030101152266==?==----?-???----=－－－＝ 分析： V M 对于器件比值的变化相对来说是不敏感 的。将比值设为3、2.5和2，产生的V M 分别为 1.22V 、1.18V 和 1.13V ，因此使PMOS 管的宽度小于完全对称所要求的值是可以接受的。 增加PMOS 或NMOS 宽度使V M 移向V DD 或GND 。不对称的传输特性实际上在某些设计中是所希望的。 噪声容限：根据定义，V IH 和V IL 是dV out /dV in = -1(= 增益)时反相器的工作点 逐段线性近似V IH = V M - V M /g V IL = V M + (V DD - V M )/g 过渡区可以近似为一段直线，其增益等于 在开关阈值V M 处的增益g 。它与V OH 及V OL 线的交点 用来定义V IH 和V IL 。点。
目录 1 前言 (1) 2 总体方案比较与论证 (2) 3 系统工作原理 (3) 3.1 频率合成技术 (3) 3.2 DDS工作原理 (3) 3.2.1相位累加器 (4) 3.2.2波形存储器 (4) 4 单元模块设计与仿真 (5) 4.1累加器模块 (6) 4.2波形存储器模块 (7) 4.3相位调制模块 (8) 4.4滤波电路模块 (9) 5 芯片介绍 (10) 5.1FLEX6016结构及作用 (10) 6 总结与体会 (11) 7 致谢 (12) 8 参考文献 (13) 9 附录 (14) 附录一、Quartus II仿真原理图 (14) 附录二、单元模块Verilog HDL代码 (15)
1 前言 DDS技术是一种把一系列数字量形式的信号通过DAC转换成模拟量形式的信号的合成技术，它是将输出波形的一个完整的周期、幅度值都顺序地存放在波形存储器中，通过控制相位增量产生频率、相位可控制的波形。DDS电路一般包括基准时钟、相位增量寄存器、相位累加器、波形存储器、D/A转换器和低通滤波器（LPF）等模块。 相位增量寄存器寄存频率控制数据，相位累加器完成相位累加的功能，波形存储器存储波形数据的单周期幅值数据，D/A转换器将数字量形式的波形幅值数据转化为所要求合成频率的模拟量形式信号，低通滤波器滤除谐波分量。 整个系统在统一的时钟下工作，从而保证所合成信号的精确。每来一个时钟脉冲，相位增量寄存器频率控制数据与累加寄存器的累加相位数据相加，把相加后的结果送至累加寄存器的数据输出端。这样，相位累加器在参考时钟的作用下，进行线性相位累加，当相位累加器累加满量时就会产生一次溢出，完成一个周期性的动作，这个周期就是DDS合成信号的一个频率周期，累加器的溢出频率就是DDS输出的信号频率。 DDS有如下优点： 频率分辨率高，输出频点多，可达N个频点(N为相位累加器位数)； 频率切换速度快，可达us量级； 频率切换时相位连续； 可以输出宽带正交信号； 输出相位噪声低，对参考频率源的相位噪声有改善作用； 可以产生任意波形； 全数字化实现，便于集成，体积小，重量轻。 在各行各业的测试应用中，信号源扮演着极为重要的作用。但信号源具有许多不同的类型，不同类型的信号源在功能和特性上各不相同，分别适用于许多不同的应用。目前，最常见的信号源类型包括任意波形发生器，函数发生器，RF信号源，以及基本的模拟输出模块。信号源中采用DDS技术在当前的测试测量行业已经逐渐称为一种主流的做法。
数字影视制作流程综述 （上海动影文化传播有限公司技术文章https://www.doczj.com/doc/fe11210389.html,） 多年前，影视制作可以说是专业人员的工作。随着数字技术进入影视制作行业，许多原有的影视制作设备被现代数字设备取代，并在影视制作的各个环节发挥了重要作用。随着PC产业的发展，影视制作从以前专业级别硬设备逐渐延伸到PC平台，价格随之大众化。影视制作的应用也从电影电视领域延伸到到计算机游戏、多媒体、网络、家庭娱乐等更为广阔的领域。许多专业领域的从业人员以及大量的影视爱好者，都可以利用手中的计算机来进行自己的影视制作。 1、影视后期制作概况：影视制作是一个相当复杂的过程。从耗资巨大的电影级别的影视制作到个人娱乐的的家用影视制作，虽然有着本质的区别，但其制作过程却有共同之处。一般来说，影视制作分为前期制作，实景拍摄，和后期制作三个主要阶段。 前期制作是筹划与准备的阶段，对于电影制作来说，这个过程多半是从剧本开始，然后是制定预算、筹募资金、选定拍摄地点、挑选演员、成立剧组等一系列复杂的过程。而对于个人制作者来说，这也许不过是突发奇想，然后拿起自己的摄影机，拍摄周遭环境人物短短数分钟互动的事。 拍摄阶段就是利用摄影机记录画面的过程，这时拍摄的素材可以说是打造最终影片的基石。当主要的拍摄工作完成后，就到了后期制作阶段。传统上这个阶段的主要工作是剪辑，把拍摄阶段得到的散乱素材剪辑成为完整的影片。一般在电影的拍摄过程中，实际拍摄的素材是最终剪辑完成影片长度的数倍甚至数十倍。剪辑师要从大量的素材中挑出最满意的素材并把它们按照适当的方式组织在一起。后期制作还包括声音的制作与合成。一般只有到这个阶段，当多余的素材已经去掉，镜头已经组合串联在一起，画面与声音已经同步，才可以看到影片的全貌。因为影片的大量信息和涵义，并不是包含在某一个镜头的画面中，而正是包含在一连串画面的组合当中，包含在画面与声音的联系中，毫不夸张地说，影视制作的艺术有很大的程度上正是表现在后期制作之中的。 传统的电影剪辑是真正的剪接，拍摄所得到的底片经过冲洗，要制作一套工作样片，利用这套样片进行剪辑。剪辑师从大量的样片中挑选需要的镜头，用剪刀将胶片剪裁，再用胶带或胶水把它们黏在一起，然后在剪辑台上观看剪辑的效果，这个剪裁、黏贴的反复过程要不断重复直到最后看当满意的结果。这个过程直到现在仍然很常见，虽然看起来很原始，但这种剪接却是非线性的。剪辑师不必从头到尾顺序地工作，因为他可以随时将样片随时从中间剪裁，插入一个镜头，或者直接剪掉一些画面，都不会影响整个片子。但这种方式对于很多制作技巧是无能为力的。剪辑师无法在两个镜头之间制作一个特效融合的画面，也无法调整画面的色彩，所有这些技巧都只能在冲印过程中完成，同时剪刀和浆糊的手工操作效率也很低。 传统的电视编辑则是在剪辑设备上进行的。剪辑设备通常由一台放影机和一台录像机组成，剪辑师通过放影机选择一段适合的素材，然后把它记录到录像机中的磁带上，然后在寻找下一个镜头。此外，高级的剪辑设备还有很强的特效功能，可以制作各种画面的融合与特效过场，可以调整画面的颜色，也可以制作字幕等。但是由于磁带记录画面是顺序的，无法在已有的画面之间插入一个镜头，也无法删除一个镜头，除非把其之后的画面全部重新录制一遍。所以这种编辑叫做线性编辑，它给影视制作以及后期剪辑人员带来了很多限制。 我们可以看到传统的剪辑方法虽然各有特点，但又都有很大的局限性，大大减低了剪辑人员的创造力，并使宝贵的时间浪费在烦琐的操作过程当中。基于计算机科技的数字化非线性编辑技术使视频剪辑的方法得到很大的进步发展的空间。这种技术将素材记录到计算机磁
小型智能系统设计与制作 学习情境一智能电子钟设计与制作 一、教学引导 学习目标： 1. 通过查阅资料，能分析电子钟的功能与技术要求，确定电子钟的基本结构； 2. 能根据功能与技术要求，进行显示器、键盘、时钟芯片等器件的选用； 3. 能根据小组成员的实际情况，合理分配学习性工作任务，制订实施计划； 4. 会制定任务设计方案及程序设计结构； 5. 会设计显示、键盘、时钟芯片等各种接口电路； 6. 能使用软件设计、仿真电路并进行PCB制作。 7. 能够整理设计文档，编写智能电子钟的使用说明书。 学习内容 1.接受智能电子钟的设计制作任务，阅读任务书 2.收集资料，了解相关知识 3.制订设计方案 4.显示、键盘等接口电路设计和PCB板设计、制作 5.智能电子钟硬件安装与调试 6.智能电子钟软件设计与调试 7.智能电子钟功能、技术指标测试 8.编写智能电子钟的使用说明书 9.文档资料归档 学习任务 1.完成智能电子钟的方案设计 2.完成智能电子钟的设计与制作 3.完成技术文档的编写 4.完成学习过程的自我评价表填写 二、任务分析 学习要求：在这一环节要求学生分组并结合一下引导问题查阅资料，在充分了解智能电子钟的种类以及各种智能电子钟的技术要求的情况下，确定本次设计的智能电子钟的用途，完成任务分析表、填写过程记录表。 1．任务书 任务：设计并制作一款智能电子钟。 基本要求： （1）以24h计时方式工作； （2）用数码管显示时间和日期； （3）通过按键可以选择显示内容、修改时间； （4）具有校时功能； （5）具有整点报时功能； （6）时间误差：≤0.02％。 可选要求： （1）可以设置闹钟时刻； （2）闹钟时刻到后，若不关闭闹铃，可以间隔5分钟闹一次；
直接数字频率合成知识点汇总（原理_组成_优缺点_实现） 直接数字频率合概述DDS同DSP（数字信号处理）一样，也是一项关键的数字化技术。DDS是直接数字式频率合成器（Direct Digital Synthesizer）的英文缩写。DDS 是从相位概念出发直接合成所需要波形的一种新的频率合成技术。 直接数字频率合成是一种新的频率合成技术和信号产生的方法，具有超高速的频率转换时间、极高的频率分辨率分辨率和较低的相位噪声，在频率改变与调频时，DDS能够保持相位的连续，因此很容易实现频率、相位和幅度调制。此外，DDS技术大部分是基于数字电路技术的，具有可编程控制的突出优点。因此，这种信号产生技术得到了越来越广泛的应用，很多厂家已经生产出了DDS专用芯片，这种器件成为当今电子系统及设各中频率源的首选器件。 直接数字频率合成原理工作过程为： 1、将存于数表中的数字波形，经数模转换器D/A，形成模拟量波形。 2、两种方法可以改变输出信号的频率： （1）改变查表寻址的时钟CLOCK的频率，可以改变输出波形的频率。 （2）、改变寻址的步长来改变输出信号的频率.DDS即采用此法。步长即为对数字波形查表的相位增量。由累加器对相位增量进行累加，累加器的值作为查表地址。 3、D/A输出的阶梯形波形，经低通（带通）滤波，成为质量符合需要的模拟波形。 直接数字频率合成系统的构成直接数字频率合成主要由标准参考频率源、相位累加器、波形存储器、数/模转换器、低通平滑滤波器等构成。其中，参考频率源一般是一个高稳定度的晶体振荡器，其输出信号用于DDS中各部件同步工作。DDS的实质是对相位进行可控等间隔的采样。 直接数字频率合成优缺点优点：（1）输出频率相对带宽较宽 输出频率带宽为50%fs（理论值）。但考虑到低通滤波器的特性和设计难度以及对输出信号杂散的抑制，实际的输出频率带宽仍能达到40%fs。 （2）频率转换时间短
直接数字频率合成器（DDS） 实验报告 课程名称电类综合实验 实验名称直接数字频率合成器设计 实验日期2015.6.1—2013.6.4 学生专业测试计量技术及仪器 学生学号114101002268 学生姓名陈静 实验室名称基础实验楼237 教师姓名花汉兵 成绩
摘要 直接数字频率合成器（Direct Digital Frequency Synthesizer 简称DDFS 或DDS）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。本篇报告主要介绍设计完成直接数字频率合成器DDS的过程。其输出频率及相位均可控制，且能输出正弦波、余弦波、方波、锯齿波等五种波形，经过转换后在示波器上显示。经控制能够实现保持、清零功能。除此之外，还能同时显示出频率控制字、相位控制字和输出频率的值。实验要求分析整个电路的工作原理，并分别说明了各子模块的设计原理，依据各模块之间的逻辑关系，将各电路整合到一块，形成一个总体电路。本实验在Quartus Ⅱ环境下进行设计，并下载到SmartSOPC实验系统中进行硬件测试。最终对实验结果进行分析并总结出在实验过程中出现的问题以及提出解决方案。 关键词：Quartus Ⅱ直接数字频率合成器波形频率相位调节 Abstract The Direct Digital Frequency Synthesizer is a technology based on fully digital technique, a frequency combination technique syntheses a required waveform from concept of phase. This report introduces the design to the completion of the process of direct digital frequency synthesizer DDS. The output frequency and phase can be controlled, and can output sine, cosine, triangle wave, square wave, sawtooth wave, which are displayed on the oscilloscope after conversation. Can be achieved by the control to maintain clear function. Further can simultaneously display the value of the frequency, the phase control word and the output frequency. The experimental design in the Quartus Ⅱenvironment, the last hardware test download to SmartSOPC experimental system. The final results will be analyzed, the matter will be put forward and the settling plan can be given at last. Key words:Quartus ⅡDirect Digital Frequency Synthesizer waveform Frequency and phase adjustment
1.1.1 试按表1. 2.1所列的数字集成电路的分类依据，指出下列器件属于何种集成度器件：(1) 微处理器；(2) IC 计算器；(3) IC 加法器；(4) 逻辑门；(5) 4兆位存储器IC 。 解：(1) 微处理器属于超大规模；(2) IC 计算器属于大规模；(3) IC 加法器属于中规模；(4) 逻辑门属于小规模；(5) 4兆位存储器IC 属于甚大规模。 1.1.2 一数字信号的波形如图1.1.1所示，试问该波形所代表的二进制数是什么？ 解：0101 1010 1.2.2 将下列十进制数转换为二进制数、八进制数、十六进制数和8421BCD 码（要求转换误差不大于2-4）： (1) 43 (2) 127 (3) 254.25 (4) 2.718 解：(1) 43D=101011B=53O=2BH ； 43的BCD 编码为0100 0011BCD 。 (2) 127D=1111111B=177O=7FH ； 127的BCD 编码为0001 0010 0111BCD 。 (3) 254.25D=11111110.01B=376.2O=FE.4H ； 0010 0101 0100.0010 0101BCD 。 (4) 2.718D=10.1011 0111B=2.56O=2.B7H ； 0010.0111 0001 1000BCD 。 1.2.3 将下列每一二进制数转换为十六进制码： (1) 101001B (2) 11.01101B 解：(1) 101001B=29H (2) 11.01101B=3.68H 1.2.4 将下列十进制转换为十六进制数： (1) 500D (2) 59D (3) 0.34D (4) 1002.45D 解：(1) 500D=1F4H (2) 59D=3BH (3) 0.34D=0.570AH (4) 1002.45D=3EA.7333H 1.2.5 将下列十六进制数转换为二进制数： (1) 23F.45H (2) A040.51H 解：(1) 23F.45H=10 0011 1111.0100 0101B (2) A040.51H=1010 0000 0100 0000.0101 0001B 1.2.6 将下列十六进制数转换为十进制数： (1) 103.2H (2) A45D.0BCH 解：(1) 103.2H=259.125D (2) A45D.0BCH=41024.046D 2.1.3 用逻辑代数证明下列不等式 (1) B A B A A +=+ 由交换律 ))((C A B A BC A ++=+，得 B A B A A A B A A +=++=+))(( (2) AC AB C AB C B A ABC +=++ AC AB B C A C B C A C B C B BC A C AB C B A ABC +=+=+=++=++)() ()( (3) ()E CD A E D C CD A C B A A ++=++++ ()E CD A E CD CD A E D C CD A A E D C CD A C B A A ++=++=+++=++++_____ )( 2.1.4 用代数法化简下列等式 (1) )(A BC AB + AB AB ABC A BC AB =+=+)( (2) ))((B A B A + B A B A B A =+))(( (3) )(_______ C B BC A + C AB C C B C A C B AB C B C B A C B BC A +=++++=+++=+) )(()(_______ (4) B C CB BC A ABC A ++++_____ C A B C CB BC A ABC A +=++++_____ (5) ________ ____________________B A B A B A AB +++ 0_________ ____________________________=+=+++A A B A B A B A AB (6) _________________________________________________ ___________________________)()()()(B A B A B A B A ?++++