毕业设计（论文）开题报告-基于FPGA的频率合成器.doc

毕业论文(毕业设计)开题报告
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二○一○年十月

直接数字频率合成(DDS)技术,具有频率切换速度快,很容易提高频率分辨率、对硬件要求低、可编程全数字化便于单片集成、有利于降低成本、提高可靠性并便于生产等优点。目前各大芯片制造厂商都相继推出采用先进CMOS工艺生产的高性能和多功能的DDS芯片,专用DDS芯片采用了特定工艺,内部数字信号抖动很小,输出信号的质量高。然而在某些场合,由于专用的DDS芯片的控制方式是固定的,故在工作方式、频率控制等方面与系统的要求差距很大,这时如果用高性能的FPGA器件设计符合自己需要的DDS电路就是一个很好的解决方法,它的可重配置性结构能方便的实现各种复杂的调制功能,具有很好的实用性和灵活性。
所属领域的发展状况
直接数字频率合成(DDS)技术是60年代末出现的第三代频率合成技术,以Nyquist时域采样定理为基础,在时域中进行频率合成。DDS具有相对带宽很宽,频率转换时间极短(可小于20ns),频率分辨率可以做到很高()等优点;另外,全数字化结构便于集成,输出相位连续,频率、相位、幅度都可以实现程控,通过更换波形数据可以轻易实现任意波形功能。
课题的研究内容
实现信号源常用的方法是频率合成法,其中直接数字频率合成法(Direct Digital Frequency Synthesis简称DDFS或DDS),是继直接频率合成法和间接频率合成法之后,,,具有频率转换时间短,频率分辨率高,相位变化连续,低相位噪声和低漂移,易于集成、调整、,DDS技术在频率合成、通信、雷达、电子对抗、仪器测试等领域均有广泛的应用。目前,各大芯片制造厂商都相继推出采用先进CMOS工艺生产的高性能、多功能的DDS芯片(其中应用较为广泛的是AD公司的AD985X系列),为电路设计者提供了多种选择。然而在某些场合,DDS芯片在控制方式、置频速率等方面与系统的要求差距很大,这时如果用高性能的现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array简称FPGA)器件来设计符合自己需要的DDS电路就是一个很好的解决方法。这也是本设计所要研究的重点。
课题研究的难点及关键技术
FPGA(Field-Programmable Gate Array),即现场可编程门阵列,它是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路(ASIC)领域中的一种半定制电路而出现的,既解决了定制电路的不足,又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。FPGA设计中器件配置、电源管理、IP集成、信号完整性等是其关键问题。在用FPGA设计DDS电路的时候,相位累加器是决定DDS性能的一个关键部分,小的累加器可以利用ACEX器件的进位链得到快速、高效的电路结构。然而,由于进位链必须位于临近的LAB(逻辑阵列块)和LE(逻辑单元)内,因此,长的进位链势必会减少其它逻辑使用的布线资源,同时过长的进位链也会制约整个系统速度的提高。相位/幅度转换电路是DDS电路中