的出现，改变了现代电子数字系统的设计方法，提出了种全新的设计模式。本设计结合这两项技术，并利用灵活的控制技术，设计了种新的波形发生器。本文首先介绍了的基本原理，接着对技术及可编程逻辑器件的特点和发展历程进行了详细地介绍，其中对要使用到的等软件作了介绍。根据基本原理用语言完成了对正弦信号发生器数字移相信号发生器的设计，并用进行时序仿真，嵌入式逻辑分析仪进行在线实时测试，最后下载到实验开发平台上进行试验，通过示波器观察实验结果。用现代技术设计工具建模设计了调幅信号发生器频移键控信号发生器正交幅度调制，并对其进行算法仿真，再用进行功能仿真，进行时序仿真，功能仿真模拟波形与算法仿真波形致，功能仿真的数据流图与时序仿真致仿真结果表明，本次设计达到了设计要求。关键词直接数字频率合成波形发生器现场可编程门阵列攀枝花学院本科毕业设计论文攀枝花学院本科毕业设计论文摘要绪论频率合成技术的种类直接模拟式频率合成器锁相式频率合成技术直接数字频率合成技术混合式频率合成技术本文的主要工作技术及原理工作原理基本结构的常用参量计算的优缺点的优点的缺点本章小结技术与可编程逻辑器件技术的发展与语言技术硬件描述语言基于的自顶向下设计方法可编程逻辑器件及其设计方法可编程逻辑器件设计准备设计输入功能仿真设计处理攀枝花学院本科毕业设计论文时序仿真器件编程侧试系列可编程逻辑器件开发软件可编程器件的开发流程的特点本章小结设计向导及其设计流程使用进行级仿真使用实现时序仿真各种信号的实现设计程序设计及仿真硬件调试数字移相信号发生器的设计数字移相程序与仿真硬件调试正交幅度调制信号发生器的设计信号发生器设计本章小结结论参考文献附录致谢攀枝花学院本科毕业设计论文绪论绪论频率合成器是电子系统的心脏，是决定电子系统性能的关键设备，随着通信数字电视卫星定位航空航天雷达和电子对抗等技术的发展，对频率合成器提出了越来越高的要求。频率合成技术是将个或多个高稳定高精确度的标准频率经过定变换，产生同样高稳定度和精确度的大量离散频率的技术。频率合成理论自世纪年代提出以来，已取得了迅速的发展，逐渐形成了目前的种技术直接频率合成技术锁相频率合成技术直接数字式频率合成技术和混合频率合成技术。频率合成技术的种类直接模拟式频率合成器直接式频率合成器是最先出现的种合成器类型的频率信号源。这种频率合成器原理简单，易于实现，直接模拟式频率合成器是由个高稳定高纯度的晶体参考频率源，通过倍频器分频器混频器，对频率进行加减乘除预算，得到各种所需频率。直接合成法的优点是频率转换时间段，并能产生任意小的频率增量。但合成的频率范围将受到限制，不能实现单片集成，而且输出端得谐波噪声及寄生频率难以抑制。因此，直接模拟式频率合成器已逐渐锁相式频率合成器直接数字式频率合成器取代。锁相式频率合成技术锁相式频率合成器是采用锁相环进行频率合成的种频率合成器，可分为整数频率合成器和分数频率合成器。在压控振荡器与鉴相器之间的锁相环反馈回路上增加整数分频器，就形成了个整数拼了合成器。通过改变分频系数，压控振荡器就可以产生不同频率的输出信号，其频率是参考信号频率的整数倍。输出信号之间的最小频率间隔等于参考信号的频率。其原理如图所示。参考分频器鉴相器可变分频器鉴相器参考振荡器图锁相式整数频率合成器原理框图攀枝花学院本科毕业设计论文绪论图中，在的输出端和鉴相器的输入端之间的反馈回路中加入了个的可变分频器。高稳定度的参考振荡器信号经次分频后，得到频率为的参考脉冲信号。同时，压控振荡器的输出经次分频后，得到频率为的脉冲信号，两个脉冲信号在鉴相器进行频率或相位比较。当环路处于锁定状态时，输出信号频率式显然，只要改变分频比，即可实现输出不同频率的，从而实现由合成的目地。其输出频率点间隔。由于单环频率合成器难于同时满足合成器在频带宽度频率分辨率和频率转换时间等多方面的性能要求，因此，现在通信与电子设备采用多环频率合成器吞除脉冲式锁相环频率合成器或锁相环分数频率合成器。在多环频率合成器中，使用多个锁相环路。如在三环锁相环频率合成器中，高位环提供频率间隔较大的较高频率输出，低位环提供频率间隔较小的较低频率输出，加法环将前两部分加起来，从而获得既有较高的工作频率，频率分辨率也很高，又能快速转换频率的合成信号输出。在实际应用中，热别是在超高频工作情况下，为获得较大范围的频率选择较多的频率数和较小的步进频率，多采用吞除脉冲式锁相环频率合成器，如图所示。其实现方法为，在分频器与压控振荡器之间插入高速双模前置分频器与和吞除脉冲计数器，最终得到总频计数分频比式输出信号频率为式可见，频率范围扩展了倍，而频率间隔仍为。频率间隔小工作频率高。参考分频器鉴相器可变计数器吞出脉冲计数器双模分频器参考振荡器频率控制图吞出脉冲锁相环频率合成气锁相式分数频率合成器的输出信号频率不必是参考信号频率的整数倍，可以是参考信号频率的小数倍。如果参考电压用表示，输出电压用表示，那么输出信号和参考信号的关系可以表示为攀枝花学院本科毕业设计论文绪论其中，和为整数，，而决定了小数频率合成器的精度。小数频率合成器输出信号的最小频率间隔即输出频率精度由参考信号频率和小数频率合成器的分辨位数决定。由此可见，小数频率合成器在支持较高频率的参考信号的同时可以获得很高的输出频率精度。小数频率合成器有多种实现方式，其中小数频率合成器是最成功的实现方式。直接数字频率合成技术直接数字频率合成技术是世纪年代末，随着数字集成电路和微电子技术的发展出现的种新的数字频率合成技术，它从相位量化的概念出发进行频率合成。技术与传统的频率合成技术相比，具有频率分辨率高相位噪声小稳定度高易于调整及控制灵活等优点。相位寄存器波形存储器低通滤波器相位累加器图原理框图如图所示，电路由相位累加器正弦查询表转换器和低通滤波器等部分组成。的工作原理实质上是以数控的方式产生频率相位可控制的正弦波。相位累加器由位全加器和位累加寄存器级联而成，对代表频率的二进制码进行累加运算。幅度相位转换电路实质上是个波形寄存器，以供查表使用，读出的数据送入转换器和低通滤波器。工作过程为每来个时钟脉冲，位加法器将频率控制数据与累加寄存器输出的累加相位数据相加，把相加后的结果送至累加寄存器的输入端，以使加法器在下时钟的作用下继续与频率控制数据相加另方面输出位作为取样地址送入幅度相位转换电路，幅度相位转换电路根据这个地址输出相应的波形数据。最后经转换器和低通滤波器将波形数据转换成所需要的模拟波形。相位累加器在基准时钟的作用下，进行线性相位累加，当相位累加器加满时就会产生次溢出，这样就完成了个周期，该周期就是信号的频率周期。其主要关系式为输出频率频率分辨率相位增量攀枝花学院本科毕业设计论文绪论其中为频率控制字，为相位累加器位数，为时钟频率。尽管技术有很多优点，但它也并不十分完美。其主要不足是合成信号的频率较低频谱不纯。混合式频率合成技术技术具有高频率宽带频谱质量好等优点，但其转换频率转换速度低。技术则具有高速频率转换能力高度的频率和相位分辨能力，但目前尚不能做到宽带，频谱纯度也不如。混合式频率合成技术利用这两种技术的各自优点，将两者结合起来，其基本思想是利用的高分辨率来解决中频率分辨率和频率转换时间的矛盾。本文的主要工作本课题研究的具体内容如下了解课题内容，查阅有关中英文文献，熟悉技术，学习语言及开发软件。对理论进行研究和分析，选择种适合于实现的方案。分析设计整体结构，使用中的系列工具对的各个模块进行设计。将模块进行综合编译，学习相关知识，实现正弦波，数字移相信号，正交幅度调制，调制，调制等信号的实现。本次设计的硬件采用的是康芯电子实验开发平台，采用的是中的芯片，软件是和中嵌入式，并有仿真，完成了软件仿真和硬件实现的结合。攀枝花学院本科毕业设计论文技术及原理技术及原理频率合成技术是将个或多个基准频率变换成另个或多个合乎质量要求的所需频率的技术。在通信雷达导航电子侦察干扰与抗干扰等众多领域都有应用。随着各种频率合成器和频率合成方案的出现，频率合成技术得到了不断的发簪。工作原理即直接数字合成器，是种新型频率合成技术，具有较高的频率分辨率，可以实现快速的频率切换，并且在频率改变时能够保持相位的连续，很容易实现频率相位和幅度的数控调制。正弦信号发生器，它的输出可以用下式来描述式其中是指该信号发生器的输出信号波形，指输出信号对应的频率。上式的表述对于时间是连续的，为了用数字逻辑实现该表达式，必须进行离散化处理。用基准时钟进行抽样，令正弦信号的相位式在个周期内，相位的变化量为式其中指基准时钟频率，对于，可以理解成满相位。为了对进行数字量化，把切割成份，由此，每个周期的相位增量可用量化值来表述为且为整数。与式联立，可得式信号发生器的输出可描述为攀枝花学院本科毕业设计论文技术及原理式其中，指前个周期的相位值，同样可以得出式由上面的推导可以看出，只要对相位的量化值进行简单的累加运算，就可以得到正弦信号的当前相位值而用于累加的相位增量量化值决定了信号的输出频率，并呈现简单的线性关系。直接数字合成器就是根据上述原理而设计的数字控制频率合成器。