大学毕设论文--fpga答辩论文.doc
《大学毕设论文--fpga答辩论文.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《大学毕设论文--fpga答辩论文.doc(56页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、摘 要信号发生器作为电子技术领域中最基本的电子仪器,广泛应用于各个领域中。随着电子信息技术的发展,对其性能的要求也越来越高,如要求频率稳定性高、转换速度快,具有调幅、调频、调相等功能。本论文报告为基于FPGA 的DDS 波形发生器,具有一定的实际意义。通过研究直接数字频率合成器(Direct Digital Frequency Synthesis 简称DDS或DDFS)的基本原理,掌握了DDS 的核心相位累加器的功能;分析了FPGA 的性能结构,了解到DA转换电路与FPGA 之间的通信控制功能;结合外围电路,设计了基于FPGA 的DDS 波形发生器。本系统主要以FPGA芯片EP2C8Q208C
2、8 为核心,辅以必要的模拟电路,在Verilog编写的程序控制下,构成了一个基于直接数字频率合成技术的波形发生器。关键词:FPGA; DDS;波形发生器;Verilog。AbstractSignal generator in the field of electronic technology as the most basic electronic devices, widely used in various fields. With the development of electronic information technology, its performance requirem
3、ents are also getting higher and higher, such as high-frequency stability requirements, conversion speed, with AM, FM. The topic for the FPGA-based DDS waveform generator, has a practical significance. Through research Direct Digital Synthesis (Direct Digital Frequency Synthesis referred to DDS or D
4、DFS) to the basic principles of the DDS grasp the core of the phase accumulator function of the performance of the FPGA, DA conversion circuit and that communications between the FPGA Control functions in conjunction with the external circuit, the design of the FPGA-based DDS waveform generator. Thi
5、s system is mainly to FPGA chip EP2C8Q208C8 as the core, supplemented by the necessary analogcircuit, in the preparation of the Verilog programming, constitutes a Based on Direct Digital Synthesis technology wave generator. Key words: FPGA; DDS; Waveform Generator; Verilog 目录摘 要.IAbstract.I第一章 绪论.11
6、.1 引言.11.2 国内外现状.11.2.1 国外信号发生器现状.1 1.2.2 国外信号发生器现状.2 1.3 DDS的优劣势.31.3.1 DDS的优点.31.3.2 DDS的缺点.3 1.3.3 单芯片DDS介绍.4 1.4 本论文主要内容.4第二章 FPGA工作原理.6 2.1 FPGA 简介.6 2.1.1 FPGA的发展历程及特性介绍. 2.1.2 FPGA系统结构和资源. 2.1.3 FPGA的设计流程.9 2.2 FPGA实现DDS的方法.11 2.2.1 基于IIR滤波器的DDS.11 2.2.2 基于查表法(LTU)的DDS.13 2.2.3 两种实现方法的比较.17第三
7、章 DDS工作原理.18 3.1 DDS理论可行性.18 3.2 直接数字频率合成基础.19 3.3 DDS的频率分析.20 3.4 DDS输出特性.22 3.4.1 理想情况下的DDS频谱特性.22 3.4.2 非理想情况下的DDS频谱特性.24 3.5 DDS系统输出的杂散信号抑制方法.25 3.5.1 增加波形存储器的有效容量.25 3.5.2 抖动注入技术.25第四章 系统方案及电路设计.27 4.1 系统设计目标.27 4.2 主要器件的选择.27 4.2.1 FPGA主芯片的选择.27 4.2.2 DAC的选择.28 4.3 系统构成.29 4.4 FPGA的设计.29 4.4.1
8、 系统控制模块的设计.29 4.4.2 按键消抖模块设计.33 4.4.3 显示模块设计.34 4.4.3.1 频率显示模块的设计.34 4.4.3.1 电压幅值显示模块的设计.36 4.4.4 外围接口电路.36第五章 调试.37第六章 性能结果测试及分析.37 6.1 测试数据.38 6.2 误差分析.406.2.1 幅值量化误差.406.2.2 电源噪声.406.2.3 后级运放产生的误差.40第七章 总结.41致谢.42附录.43附录A (按键消抖程序).43附录B (频率运算控制模块代码).45附录C (FPGA核心板原理图).46附录D (按键指示板电路).48附录E (显示板电路
9、).48附录F (DA转换板电路).50参考文献.52第一章 绪论第一章 绪论1.1 引言信号发生器又叫测量用信号源,作为电子技术领域中最基本的电子仪器,广泛应用于各个领域中 蒋志勇.基于FPGA的DDS波形发生器设计J.科技信息.2012.(1):227-228。信号发生器主要是产生各种不同频率、相位、幅度、波形的各种输出信号,用于各种不同条件、要求、场合的测试领域,以及机械、医疗等需要产生特定输出信号的领域。随着电子技术的发展,信号发生器正向多功能、数字化、自动化的方向发展,对其性能的要求也越来越高,如要求输出频率稳定性高、转换速度快、能够输出任意波等。1.2 国内外现状现在市场上已有的信
10、号发生器有很多种,其电路形式有采用运放及分立元件构成;也有采用单片集成的函数发生器;以及以单片机和FPGA为核心,辅以必要的模拟电路构成的DDS数字信号发生器。在保证信号发生器的稳定性、频率范围、幅值范围等指标的同时,实现对输出信号的频率、相位和幅值的数字控制是现代信号发生器的发展方向。1.2.1 国外信号发生器现状当今信号发生器的国外生产厂家主要有德国的R&S公司、日本的菊水(Kikusui)和Leada公司、美国的安捷伦(Agilent)公司和泰克(Tektonix)公司等 邓斌.电子测量仪器M.北京:国防工业出版社,2008。安捷伦(Agilent)公司和泰克(Tektonix)公司是国
11、际电子测量公司的代表。Agi1ent公司最新出品的M8190A 12GSa/s 任意波形发生器主要特性与技术指标如下: Agilent Technologies. M8190A 12 GSa/s 任意波形发生器EB/OL精密的任意波形发生器,提供两个 DAC 设置:14 位分辨率,高达 8GSa/s。12 位分辨率,高达 12GSa/s。从 125MSa/s 至 8/12GSa/s 的可变抽样率。高达 80dBc 典型值的无杂散动态范围(SFDR)。高达 -72dBc 典型值的谐波失真 (HD)。高达 2GSa 任意波形存储器/通道,具有高级排序功能。5 GHz 模拟带宽(直接 DAC 输出)
12、。安捷伦可直接提供用于M8190A 的MATLAB 软件,来执行任意波形(多音频信号、脉冲雷达信号、多载波调制波形)测量和分析例程以及仪器应用。33503A BenchLink Waveform Builder Pro软件可快速轻松地定制波形。宽带波形中心提供60种无线通信的宽带调制,支持WiGig、无线 HD 和 IEEE802.11ad 等标准。可在所有领先的软件平台上应用。其主要应用:雷达、卫星、电子战、多电平信号。ADC 测试(模拟数字转换器测试)、抖动裕量测试。数字视频、噪声功率比测量、无线 HD。IEEE 802.11ac、IEEE 802.11ad、软件定义无线电。1.2.2 国
13、内信号发生器现状信号发生器的国内生产厂家有成都前锋电子仪器有限公司、江苏绿扬电子仪器有限公司、南京新联电讯仪器有限公司、南京涌新电子有限公司、宁波中策电子有限公司、北京无线电二厂、北京普源精电公司等。国内任意波形发生器的研制开发始从上世纪90年代,经过努力,近年来取得了可喜的成果。例如南京新联电子公司生产的EE1462系列高频DDS合成标准信号发生器,主要技术指标及特性如下: 南京新联电子股份有限公司. EE1462系列高频DDS合成标准信号发生器EB/OL输出频率:100kHz430MHz(EE1462A/B/C/D/E/F型)频率分辨力:1Hz输出电压: 0.3Vrms1Vrms电压分辨力
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 大学 论文 fpga 答辩
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【可****】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【可****】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。