直接数字合成技术综述报告
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基于FPGA的直接数字合成器的设计
华金;姜伟;李存兵
【期刊名称】《机电工程》
【年(卷),期】2007(024)012
【摘要】介绍了直接数字合成器(DDS)的基本组成及工作原理,采用QUARTUSⅡ软件提供的模块和VHDL语言自行设计的寄存器,实现了现场可编程门阵列(FPGA)的相位累加器和波形存储表的设计.通过频谱分析研究了DDS的输出频谱,分析讨论了引起输出杂散的原因及改善杂散的方法.研究结果表明,该设计具有较高的实际应用价值.
【总页数】3页(P38-40)
【作者】华金;姜伟;李存兵
【作者单位】浙江工业大学,机械制造及自动化省部共建教育部重点实验室,浙江,杭州,310014;浙江工业大学,机械制造及自动化省部共建教育部重点实验室,浙江,杭州,310014;浙江工业大学,机械制造及自动化省部共建教育部重点实验室,浙江,杭州,310014
【正文语种】中文
【中图分类】TN99
【相关文献】
1.基于FPGA直接数字频率合成器DDS的设计 [J], 王静
2.基于FPGA的直接数字频率合成器设计 [J], 王元华
3.基于单片机和FPGA的直接频率数字合成器设计 [J], 任玲芝;李岩岩;刘丽
4.基于FPGA的直接数字频率合成器设计 [J], 胡鹏飞;沈力;韩锋
5.基于FPGA的直接数字频率合成器的设计 [J], 平淞元;
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文献综述与开题报告1.文献综述1.1 频率合成技术简介频率合成是指从一个高稳定的参考频率, 经过各种技术处理, 生成一系列稳定的频率输出。
频率合成的概念就是由一个或几个参考频率通过一些转换, 产生一个或多个频率信号的过程。
频率合成技术一般分为直接式(DS)、间接式(PLL)和直接数字式(DDS)三种基本形式。
早期的频率合成采用直接式的方式, 是由一个或多个晶体震荡器经分频、倍频、混频对一个或几个基准频率进行加、减、乘、除运算产生所需要的频率信号, 并通过滤波器产出, 这是最早的频率合成信号源的方法。
目前该方法仍在使用, 主要是因为它频率转换速度、相位噪声低, 比较容易实现。
但是该方式涉及的合成器体积过于庞大, 而且成本较高, 结构复杂、产生任意波形的可控性较低。
间接合成式是基于锁相环的原理, 即PLL。
它与前者相比, 输出频率的稳定度和准确度都有明显的提高, 频谱纯度等性能也有较大改善。
主要是因为信号源的振荡频率被固定在频率计数器的时基上, 也就是说以稳定度高的振荡器为基准。
因此, 锁相环的输出频率就与基准频率一致, 振荡器输出信号和参考信号之间的相位差为固定的常数, 而且锁相环的突出优点是能够抑制叠加到输入信号上的噪纠。
这是直接式频率合成方法所不能达到的。
PLL还有体积小、性价比较高等一系列优点。
但是PLL技术也有明显的缺点, 采取闭环控制, 系统的输出频率改变后, 重新达到稳定的时间也就比较长, 一般为毫秒级, 很难满足高频率分辨率与快速转换率同时具备的要求, 因此也有明显瑕疵。
直接数字频率合成技术从原理上实现了突破。
前两种方法都是通过对基准频率进行运算得出, 而DDS技术则是从相位的概念进行频率合成。
它按一定的相位间隔, 将待产生的波形幅度的二进制数据存储于高速存储器作为查找表, 用参考频率源(一般为晶体振荡器)作为时钟, 用频率控制字决定每次从查找表中取出波形数据的相位间隔, 以产生不同的输出频率, 对取出的波形数据通过高速D/A转换器来合成出存储在存储器内的波形。
一种直接数字频率合成器OSK功能实现作者:马岗强来源:《环球市场》2019年第36期摘要:本文描述了直接数字频率合成器(DDS)中OSK输出移位键控)功能模块的设计。
根据DDS原理及OSK原理采用VerilogHDL实现模块设计进行了仿真。
实验结果表明该电路能够有效支持DDS幅度调制功能。
关键词:直接数字频率合成器;DDS;输出移位键控;OSK直接数字频率合成器(Direct DigitalFrequency Synthesizer,DDS)是一种新型的用于输出任意波形的电路,其具有频率分辨率高、频率切换快、输出频率带宽较宽等特点,已经成为通信、探测系统中的关键单元。
[1-3]直接数字频率合成器通常需要支持调频、调相和调幅功能,其中利用DDS的输出移位键控(OSK)功能进行各类驱动信号的OSK调制在通讯、探测等领域广一泛应用。
本文呈现了一种OSK数字电路设计。
一、直接数字频率合成技术(DDS)DDS基本原理是通过频率字累加得到相位,再将相位转换成正余弦信号对应的幅度值,即非线性映射,通常采用数字方式实现,幅度信号最后经过DAC转换及平滑滤波后输出。
将幅度、频率和相位进行数字化以后,可以通过程序控制轻松实现常见的调幅、调频、调相等单一调制信号,也可以通过编写一些函数来实现如线性调频、非线性调频、BPSK等复杂信号[2-3]。
常见的单片DDS电路结构一般包含DDS核、相位频率和幅度控制、滤波模块、高速DAC等。
其核心一般为一个DDS核,用于产生基本的余弦或正弦信号;相位频率和幅度控制实现扫频、OSK等功能;DAC用于数模转换,输出模拟波形。
二、输出移位键控(OSK)电路设计本文所描述的输出移位键控(OSK)功能模块用于DDS控制输出信号幅度,支持选择手动或自动模式。
手动模式下,允许通过串口或并口通信,对幅度控制寄存器进行连续写操作而改变输出幅度。
输出信号幅度变化率受接口速度限制。
自动模式下,通过幅度斜变实现自动调幅,即OSK模块自动生成随时间线性变化的幅度。
直接数字频率合成心得体会
我懂得了随着高速数字电路技术的发展,以前模拟波形产生方法已逐渐被数字产生方法所取代。
模拟方法的最大缺点是不能实现波形捷变,而数字的方法不仅能实现多种波形的捷变,而且还可以实现幅相补偿以提高波形的质量。
基于直接数字频率合成(Direct Digital Frequency Synthesis, DDS)技术的波形产生方法就是近些年来数字波形产生方法的典型代表。
频率合成技术是指由一个或多个具有高稳定度和高精准度的参
考频率源,在某一频段内通过线性运算得到大量具有同样性质的频率点的过程。
而完成这一过程的电路被称为频率合成器,简称频综。
一、实验目的1. 熟悉数字信号处理的基本原理和数字合成技术;2. 掌握数字信号处理器的使用方法;3. 学会数字信号处理器的编程技巧;4. 了解数字信号处理器的应用领域。
二、实验原理数字信号处理(DSP)技术是一种将模拟信号转换为数字信号,再对数字信号进行处理的技术。
数字合成技术是数字信号处理的一种重要应用,通过数字信号处理器(DSP)对数字信号进行合成,实现对模拟信号的产生、调制、解调等功能。
三、实验设备1. 数字信号处理器(DSP)实验平台;2. 示波器;3. 信号发生器;4. 计算机及实验软件。
四、实验内容1. 数字信号处理器(DSP)的硬件平台搭建;2. 数字信号处理器的编程与调试;3. 数字合成技术的实现;4. 数字合成信号的测试与分析。
五、实验步骤1. 数字信号处理器(DSP)的硬件平台搭建(1)按照实验平台说明书,搭建数字信号处理器(DSP)实验平台;(2)连接示波器、信号发生器等测试设备。
2. 数字信号处理器的编程与调试(1)根据实验要求,编写数字信号处理器的程序;(2)在实验软件中编译程序,生成可执行文件;(3)将可执行文件上传到数字信号处理器(DSP)实验平台;(4)在实验平台上调试程序,确保程序正常运行。
3. 数字合成技术的实现(1)根据实验要求,设计数字合成算法;(2)在数字信号处理器(DSP)实验平台上实现数字合成算法;(3)观察实验平台上的输出信号,分析数字合成效果。
4. 数字合成信号的测试与分析(1)使用示波器测试数字合成信号的波形、频率等参数;(2)使用信号发生器产生模拟信号,与数字合成信号进行对比分析;(3)根据实验结果,评估数字合成技术的性能。
六、实验结果与分析1. 数字信号处理器(DSP)的硬件平台搭建成功,能够正常运行;2. 数字信号处理器(DSP)的编程与调试顺利,程序能够正常运行;3. 数字合成技术的实现成功,数字合成信号质量较高;4. 数字合成信号的测试与分析结果表明,数字合成技术能够满足实验要求,具有良好的性能。
1引言数据融合技术(MultipleSen-sorInformationFusion,MSIF)又称信息融合技术,它的研究起源于军事指挥控制智能通讯系统,即C3I(Command,Control,CommunicationandIntelligence)系统建设的需求,早期研究也多来自于军事方面的应用。
而随着工业系统的复杂化和智能化,该技术已被推广到民用领域,如医疗诊断、机械故障诊断、空中交通管制、遥感、智能制造、智能交通、工业自动控制及刑侦等等[1,2]。
作为前沿领域技术,无论是军用系统还是民用系统,都趋向于采用数据融合技术来进行信息综合处理。
在知识爆炸的信息时代,数据融合技术就显得尤其重要,它能避免数据富有但信息贫乏的情况发生。
2国内外研究概况美国国防部JDL(JointDirec-torsofLaboratories)从军事应用的角度将数据融合定义为一种多层次、多方面的处理过程,即把来自许多传感器和信息源的数据和信息加以联合(Association)、相关(Correlation)和组合(Combina-tion),以获得精确的位置估计(PositionEstimation)和身份估计(IdentityEstimation),以及对战场情况和威胁及其重要程度进行适时的完整评价[3]。
数据融合近三十年来取得了迅速发展,如今美、英、德、法、加拿大、俄罗斯、日本、印度等国都有学者和技术人员在开展数据融合技术的研究,这一领域的研究内容和成果已大量出现在各种学术会议和公开的学术期刊上,例如美国三军数据融合年会、SPIE国际年会,IEEETrans.onAES,IEEETrans.onIT,IEEETrans.onAC,IEEETrans.onSMC,IEEETrans.onIP,以及其他IEEE的相关会议和会刊中。
当前,美国等军事强国的各类作战指挥自动化系统(C3I,C4ISRT)和战场情报收集/处理系统中都有较强的数据融合功能。