分量数字主同步信号发生器

基于DDS的幅度调制AM信号发生器设计摘要信号发生器发展到今天，在电子测试、电子设计、模拟仿真、通信工程中，扮演着一个相当重要的角色，有着相当广泛的应用，极大加快了电子测试与设计工作中的效率，在电子技术和信号仿真应用中已发挥了巨大的作用。

本文主要介绍了基于DDS的信号发生器的设计情况。

这是一个以MATLAB为核心来实现信号发生器的系统，该系统具有结构简单灵活，抗干扰能力强、产生频率较高、应用广泛等特点。

为实现基于DDS的数字调制波，提出以调整指数控制字与频率控制字，通过查表得到所需数字序列的思想与方法，MATLAB仿真与样机实验表明该方法是行之有效的。

依据时域和频域卷积定理对信号调制与解调过程进行了分析，并用MATLAB软件的快捷、方便、准确的特点对其过程进行仿真，得到了比较满意的结果。

将其仿真的过程应用与理论和实验过程中，这样常有利于激发学生的学习兴趣和全面推进素质教育、创新教育。

通过软件调试后，所要求的各种波形都能按要求实现。

由于设计的时间短等原因，本次设计只是原理性的设计，要达到实用，还有许多的工作要做。

由于经验不足，在设计中还有许多不足之处，需要进一步改进。

关键词：DSP Builder，FPGA, D/A转换器，信号发生器,调幅THE DESIGN OF THE AM SIGNAL GENERATORBASED ON DDS The Amplitude ModulationABSTRACTThe development of the signal generator today, plays a very important role in the electronic testing, design, simulation, and communications 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 anti-jamming 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 look-up 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 commonly stimulate the student's studying interest and the comprehensive advancement for all-around 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 ismany deficiencies in the design, It also needs some further improve.KEY WORDS：DSP Builder, FPGA, D / A Converter, Signal Generator, AM目录前言无线电技术进行信息传输在现代电子应用中占有及其重要的地位，无线电通信、电视、雷达、遥控遥测等，都是利用无线电技术传输各种不同信息的方式，在这些信息的传递过程中，都要用到调制技术，所谓调制是在传送信号的以方将所要传送的信号“附加”在高频振荡器上，再由发送装置进行传送。

准备知识视频信号切换在视频系统中,需要对计算机信号电视信号、摄像机、录像机、字幕机等多路视频信号源进行切换。

完成的画面过度。

视频信号转换器一般是指符合端口、Y/C端口、YUV、DV、SDI、S-Video端子、VGA的信号进行互转，主要是模拟与数字信号的互转，DV与YUV分量信号的互转，VGA计算机信号与视频信号的互转等等。

边缘融合器边缘融合技术就是将一组投影机投射出的画面进行边缘重叠，并通过融合技术显示出一个没有缝隙更加明亮，超大，高分辨率的整幅画面，画面的效果就像是一台投影机投射的画面。

当二台或多台投影机组合投射一幅画面时，会有一部分影象灯泡重叠，边缘融合的最主要功能就是把二台投影机重叠部分的灯光亮度逐渐调低，使整幅画面的亮度一致。

它的优势有：增加图像尺寸合画面完整性、增加分辨率、超高分辨率、缩短投影机投射距离，增强图像层次感。

现在市场上也有很多拼凑方式，如LED拼接墙，电视拼接墙，投影箱体的拼接墙等，但是相对于不同应用场所，LED 拼接墙以及投影箱体拼接墙始终是由一个一个的画面拼图而成，使得画面的完整性受到一定的影响。

边缘融合技术是近年来兴起的一个新的无缝拼接技术，它更好的改善了拼接图像的视觉效果。

同步机又称同步信号发生器。

在视频系统中，由它产生同步信号，保证扫描与色度的同步，使图像信号能稳定、准确地传送。

对于电视知错、播出等系统，同步机提供输出同步信号，完成系统内主同步机与各同步信号源之间的锁相，系统与系统之间的锁相。

信号格式a、计算机信号分辨率图像分辨率为图像像素构成的大小及尺寸，单位为dpi（dpi使计算一英寸面积内像素的多少）。

常见的由640*480；1024*768；1600*1200.在成像的两组数字中，前者为宽度像素数，后者为高度，两者相乘得出的是图像的像素。

高质量视频信号分辨率D1为480i格式，和NTSC模拟电视清晰度相同，525条垂直扫描线，483条可见垂直扫描线，4:3或16:9，隔行/60Hz,行频为31.5KHz。

摄像机电路处理和自动调整系统的主要功能预放器交CCD输出的微弱信号放大后送到视频信号处理电路进行处理。

视频信号处理电路由增益调整、电缆校正、黑斑校正、彩色校正、轮廓校正、γ校正、黑电平控制、杂散光补偿及消隐混合等电路组成。

视频信号经过这些校正和补偿后改善了信号质量。

模拟编码器将红（R）、绿（G）、蓝（B）3个基色信号转换成1个亮度信号（Y）和2个色差信号，即红色差（R-Y）和蓝色差（B-Y）信号，并按一定的彩色电视制式复合成彩色全电视信号（CVBS），送入录像单元记录或屏幕显示。

信号方式（模拟复合、模拟分量、数字复合、数字分量）、彩色电视制式（NTSC、PAL、SECAM）以及它们的组合方式不同，编码器的组成也不相同。

因而，输出的信号格式就很多，如可以输出复合电视信号CVBS（Composite或简写为CV），可以输出单元模拟分量信号R、G、B或双元模拟分量信号Y、R-Y、B-Y（Component 或简写为CAV），也可以输出Y/C信号，即S-视频（S-video），还可以输出视音分离信号V/A或各种格式的数字分量信号。

这些可供不同格式和制式的记录和显示系统使用。

同步信号发生器产生（行、场）复合同步信号，（行、场）复合消隐信号和供彩色编码器用的色副载波信号，作为彩色全电视信号各组成部分共同的视频基准（SYNC）。

这个内同步也可由外同步（如特技切换器内的同步信号）控制，并与外同步锁相，以保证画面稳定，色彩准确。

彩条信号发生器产生白、黄、青、绿、紫、红、蓝、黑标准彩条信号，用来调节、自动白平衡、自动黑平衡、自动中心重合等。

自动控制系统主要用来进行机内各种数据的运算和记忆，发出控制指令和控制信号电压。

声音系统对摄像机内部指向性话筒、外接话筒拾取的微弱声音信号，以及摄像机对讲系统的声音信号进行放大、输出。

新近推出的摄像机由于大量采用数字技术，使摄像机在拥有一些基本功能，如后焦距调节、用电子录像器进行数据设置和显示、日期/记录、淡入淡出控制、图声录放像控制、动态对比度控制DCC（又称自动亮度拐点控制）、高色饱和度模式H、SAT、荧光灯模式FL（校正荧光灯光照下的绿色成份）、增益功能（光圈开到最大，照明仍不够时用）等之外，还有许多特殊功能，如程序AE（自动曝光）、数码AI （人工智能）、数码变焦、低照度拍摄、逆光补偿、自动补光（弱照时，机内补光灯自动点亮，增加靶面照度）、数字特技、编辑功能（录像部分带旋消磁头）、话筒“变焦”（推镜头时，话筒拾取的声音也跟随焦距由120°~60°，由近及远越来越响）、后配音、记录倒放检查（快速自动回放2s后自动停在原位）、垂直清晰增强EVS、双重像素读出DPR、自动跟踪白平衡ATW（光照变化快的环境中自动跟踪白平衡）、光圈峰值和平均值自动平衡控制APB（智能化自动光圈，根据不同拍摄功能自动确定理想光圈值，自动调整和记忆）等。

电视信号抽样频率的选择原则(1)满足奈奎斯特准则(2)抽样点位置分布应成正交结构,便于信号处理.分量视频信号的4种抽样比例及特点①4:2:2 抽样－数字电视演播室的制播设备所采用．Ｙ的抽样频率为４×3.375＝13.5M②③4:2:0 抽样－Y的抽样频率为13.5M, Cr和Cb的水平抽样频率仍为２×3.375＝6.75M，但是垂直方向是每两行产生一行色度样值．④4:1:1 抽样－家用DV 格式．防止频谱混叠的要求：前置滤波后亮度信号的抽样频谱在最高亮度信号频率5.75ＭHz 与奈奎斯特频率6.75ＭHz 之间要有一个空隙。

数字电视信号抽样标准及亮度、色差抽样特点：每行中的总样点数为抽样频率Fs与行频Fh之比。

625行/50场：每行亮度样点：864 （Fh * 864 = Fs）525行/60场：每行亮度样点：858 （Fh * 858 = Fs）视频信号量化信噪比估算：S/ N =10.8+ 6.02n(db)4：2：2编码参数（行总样点数、行有效样点数、行频与抽样频率间关系）二个定时基准信号（SA V、EA V）及作用(有效视频及辅助数据插入位置等)* 二个定时基准信号：EA V，SA V* 插入位置：在每一数据有效行之后的行消隐期间留出8个位置。

对625/50：EA V位置为1440-1443，SA V位置为1724-1727。

对525/60：EA V位置为1440-1443,SA V位置为1712-1715。

* 定时基准信号数据组成：4个字：3FF 000 000 XYZ（1.2.1 辅助数据的应用1、时间码的传送：LTC码及VITC码2、数字声音的传送：多达16路AES/EDU 20比特3、监测及诊断信息传送。

4、图文信息等（1.2.2 辅助数据插入位置分行辅助数据（HANC）与场辅助数据（V ANC ）：1、HANC允许插在所有的数字行消隐内,每个数据块都以3个字的数据头开始: 000，3FF，3FF。

DDS信号发生器1. 介绍DDS（Direct Digital Synthesis）信号发生器是一种基于数字技术的信号发生设备。

相比传统的模拟信号发生器，DDS信号发生器通过数字方式生成信号，具有更高的频率稳定性、精度和灵活性。

它已广泛应用于通信、无线电、测试测量等领域。

2. 原理DDS信号发生器基于数字方式生成信号，其原理如下：1.时钟生成器：DDS信号发生器的核心是时钟生成器，用于提供稳定的时基信号。

可以使用晶振、PLL（锁相环）等方式来生成时钟信号。

2.相位累加器（Phase Accumulator）：相位累加器接收时钟信号，并累加相位信息。

相位累加器可以是一个加法器，用于将每个时钟周期的相位累加一定数值。

3.相位累加器控制器（Phase AccumulatorController）：相位累加器控制器根据需要设置每个时钟周期的相位累加值。

可以通过调整控制器中的参数，实现频率、幅度、相位等信号参数的调节。

4.查找表（Look-up Table）：查找表存储了一系列的数字信号样本点，每个样本点对应一个幅度值。

通过从查找表中读取相应的样本点，就可以得到特定频率和幅度的数字信号。

5.数字模拟转换器（Digital-to-Analog Converter，简称DAC）：DAC将数字信号转换为模拟信号输出。

根据查找表读取的数字样本点和幅度值，DAC可以实现高精度的数字信号转模拟信号过程。

6.输出滤波器：输出滤波器用于去除DAC输出的高频成分，以得到平滑的模拟信号输出。

3. 特点DDS信号发生器具有以下特点：•高频率稳定性：DDS信号发生器使用数字方式生成信号，通过稳定的时钟信号提供高精度的频率稳定性。

•灵活性：DDS信号发生器可以通过调节相位累加器控制器中的参数，实现频率、幅度、相位等信号参数的灵活调节。

•高精度：DDS信号发生器通过数字方式生成信号，具有较高的精度，可以满足对信号质量要求较高的应用。

信号发生器AD的工作原理信号发生器（Signal Generator）是一种电子设备，用来产生不同类型、不同频率、不同幅度的电信号。

它是电子测试仪器中的重要设备，广泛应用于电子、通信等领域的研究、开发和生产过程中。

AD信号发生器是一种数字信号发生器，也称为任意波形信号发生器。

它可以通过数字方式生成各种复杂的任意波形信号，并输出到电路中进行测试和研究。

下面我将详细介绍AD信号发生器的工作原理。

AD信号发生器的核心部件是数字信号处理器（DSP）和数模转换器（DAC）。

它将数字信号通过DSP进行处理和计算，然后经过DAC转换为模拟信号输出。

整个过程可以简单分为以下几个步骤：1. 波形生成：用户可以在AD信号发生器上设置需要生成的信号类型和波形参数。

常见的波形类型有正弦波、方波、三角波、锯齿波等。

用户可以设定波形的频率、幅度、相位等参数，也可以通过输入公式或加载外部文件生成复杂的任意波形。

生成波形的操作可以通过AD信号发生器面板上的按键、旋钮或者通过计算机软件进行设置。

2. 数字信号处理：用户设置好波形参数后，AD信号发生器将对波形进行数字信号处理。

这一步骤主要包括信号调制、滤波、频谱变换等操作。

例如，用户可以设置调制深度、频率偏移，实现调频、调幅、调相等功能。

用户还可以设置滤波器，选择不同的截止频率和类型来滤除不需要的频率分量。

另外，用户还可以选择进行频谱变换，得到信号的频域信息。

3. 数模转换：经过数字信号处理后的信号需要通过数模转换器（DAC）转换为模拟信号。

DAC将数字信号按照一定的采样率进行模拟输出。

数模转换器的精度和采样率决定了AD信号发生器输出信号的质量和稳定性。

4. 输出放大：经过数模转换器转换为模拟信号后，信号的幅度通常较小。

为了适应各种测试需求，AD信号发生器通常需配备一个输出放大器，将信号的幅度扩大到所需的范围。

输出放大器通常采用高精度放大电路设计，保证输出信号的稳定性和准确性。

5. 可编程控制：AD信号发生器通常具有可编程控制功能，可以通过计算机或其他外部设备进行远程控制。

信号发生器TektronixDG2020A说明
Tektronix DG2020A (信号发生器)说明
Tektronix DG2020A (信号发生器)是由日本泰克公司生产的一种信号发生器，为检验电路是否满足设计需要提供激励信号的激励仪器，一般与采集仪器---示波器配套使用。

Tektronix DG2020A (信号发生器)简单的可以分为2部分，编辑信号及显示所编辑信号的编程部分和输出信号的通道部分。

设计者可以根据检验的需要通过编程使数据发生器产生需要的信号，然后将输出通道产生的信号接入需要检验的电路中。

Tektronix DG2020A (信号发生器)特点：
1.数据速率达1.1Gbps测试高速逻辑设备和电路
2.数据模型深度达256k/通道速度特性
3.多种输出通道数模式，可灵活增加通道：12，24 or 36
4.精确的控制输出参数
5.灵活的序列控制跳动，用于数据编辑的大显示器
6.由DG-Link软件输入数据模型
技术指标
我公司主要采用信号发生器的输出信号，接入接触式图像传感器CIS中，激励CIS,检验CIS的输出信号是否满足设计需要。

Tektronix DG2020A (信号发生器)照片。

信号发生器本人介绍一下信号发生器的使用和操作步骤1、信号发生器参数性能频率范围：0.2Hz~2MHz 粗调、微调旋钮正弦波, 三角波, 方波, TTL 脉波0.5" 大型LED 显示器可调DC offset 电位输出过载保护信号发生器/ 信号源的技术指标: 主要输出波形正弦波, 三角波, 方波, Ramp 与脉波输出振幅>20Vp-p （opencircuit）；>10Vp-p （加50Ω 负载）阻抗50Ω+10%衰减器-20dB+1.0dB （at 1kHz）DC 飘移<-10V ~ >+10V, （<-5V ~ >+5V 加50Ω负载）周期控制1 : 1 to 10 : 1 continuously rating显示幕4 位LED 显示幕频率范围0.2Hz to2MHz（共7 档）频率控制Separate coarse and fine tuning正弦波失真< 1% 0.2Hz ~ 20kHz , < 2% 20kHz ~ 200kHz频率响应< 0.2dB 0.2Hz ~100kHz；< 1dB 100kHz~ 2MHz 三角波线性98% 0.2Hz ~100kHz；95%100kHz~ 2MHz对称性<2% 0.2Hz ~100kHz上升/ 下降时间<120nSCMOS输出位准4Vp-p±1Vp-p ~ 14.5Vp-p±0.5Vp-p 可调上升/ 下降时间<120nSTTL 输出位准>3Vpp上升/ 下降时间<30nSVCF输入电压约0V~10V ±1V input for 10 : 1 frequency ratio输入阻抗10kΩ (± 10%)使用电源交流100V/120V/220V/230V ±10%, 50/60Hz附件电源线× 1, 操作手册× 1, 测试线GTL-101 × 1230（宽）× 95（高）× 280（长） mm,约2.1 公斤信号发生器是为进行电子测量提供满足一定技术要求电信号的仪器设备。