基于dds的AM.ppt

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1、电子线路课程设计电子线路课程设计基于基于DDS的的AM调制器设计调制器设计一、设计内容 1 1、设计一个频率及相位均可控制的具有正弦和余弦、设计一个频率及相位均可控制的具有正弦和余弦输出的输出的直接数字频率合成器直接数字频率合成器（Direct Digital Direct Digital Frequency Frequency Synthesizer Synthesizer 简称简称DDFSDDFS或或DDSDDS）。）。2 2、在、在DDSDDS的基础上，完成的基础上，完成AMAM调制。调制。频率预置与频率预置与调节电路调节电路累加器累加器波形波形存储器存储器D/AD/A转换器转换器低通低

2、通滤波器滤波器K KN N位位N N位位S S(n)(n)D D位位S S(t)(t)f fc c二、DDS设计原理(1)(1)频率预置与调节电路频率预置与调节电路作用：作用：实现频率控制量的输入；实现频率控制量的输入；不变量不变量K K被称为相位增量，也叫被称为相位增量，也叫频率控制字频率控制字。(2)(2)累加器累加器加法器加法器寄存器寄存器频率控制字频率控制字K KN N位位N N位位N N位位相位量化序列相位量化序列f fc c相位累加器的作用：相位累加器的作用：在时钟的作用下，进行相位累加在时钟的作用下，进行相位累加注意：注意：当相位累加器累加满量时就会产生一次溢出，完成一当相位累加

3、器累加满量时就会产生一次溢出，完成一个周期性的动作个周期性的动作。相位累加器的组成相位累加器的组成=N N位加法器位加法器+N+N位寄存器位寄存器思考题：思考题：1 1、产生的信号频率是多大？产生的信号频率是多大？2 2、产生的信号频率范围是多少？产生的信号频率范围是多少？DDSDDS的输出频率的输出频率为：为：f f0 0=f=fC CK/2K/2N N （f fC C为基准时钟频率，为基准时钟频率，N N为累加器的位数）为累加器的位数）DDSDDS输出的输出的最低频率最低频率 K=1K=1时时 f fC C/2/2N N DDS DDS输出的输出的最高频率最高频率 NyquistNyqui

4、st采样定理决定，即采样定理决定，即f fC C/2/2，K K的最大值为的最大值为2 2N-1N-1结论：结论：只要只要N N足够大，足够大，DDSDDS可以得到很细的频率间隔。可以得到很细的频率间隔。要改变要改变DDSDDS的输出频率，只要改变频率控制字的输出频率，只要改变频率控制字K K即可。即可。(3)(3)波形存储器波形存储器作用：作用：进行波形的相位进行波形的相位幅值转换。幅值转换。波波形形R RO OM M地地址址数数据据相相位位量量化化序序列列正正弦弦幅幅度度量量化化序序列列N N位位D D位位原理：原理：ROMROM的的N N位地址位地址 把把0 0O O360360O O的

5、正弦角度离散成具有的正弦角度离散成具有2 2N N个样值的序列个样值的序列ROMROM的的D D位数据位位数据位 把把2 2N N个样值的幅值量化为个样值的幅值量化为D D位二进制数据位二进制数据(有符号数有符号数)(4)D/A(4)D/A转换器转换器D/AD/A转换器的作用转换器的作用 把已经合成的正弦波的数字量转换成模拟量。把已经合成的正弦波的数字量转换成模拟量。(5)(5)低通滤波器低通滤波器D/AD/A转换器的作用转换器的作用滤除生成的阶梯形正弦波中的高频成分，将其变滤除生成的阶梯形正弦波中的高频成分，将其变成光滑的正弦波。成光滑的正弦波。4 4位频率位频率控制字控制字K K相位累加器

6、相位累加器1212位相位寄存器位相位寄存器data11.0clkclkdata1data2q11.0result11.0data1data2result11.0data9.0data9.0clkclkq9.0q9.04 4位相位控制字位相位控制字P P余弦余弦ROMROM正弦正弦ROMROMaddr11.0addr11.0q9.0q9.01010位位D D触发器触发器1010位位D D触发器触发器余弦波余弦波数值输出数值输出正弦波正弦波数值输出数值输出clkclk基准时钟基准时钟fcfc频率和相位均可控制的具有正弦和余弦输出的频率和相位均可控制的具有正弦和余弦输出的DDSDDS核心单元电路示意

7、图核心单元电路示意图三、设计要求 基本要求基本要求 提高要求提高要求 设计基本要求设计基本要求2 2、DDSDDS中的波形存储器模块用中的波形存储器模块用AlteraAltera公司的公司的CycloneCyclone系列系列FPGAFPGA 芯片中的芯片中的RAMRAM实现，实现，RAMRAM结构配置成结构配置成2 212121010类型；类型；1 1、利用、利用QuartusIIQuartusII软件和软件和SmartSOPCSmartSOPC实验箱实现实验箱实现DDSDDS的设计；的设计；3 3、具体参数要求：频率控制字、具体参数要求：频率控制字K K取取4 4位；基准频率位；基准频率f

8、 fc c=1MHz,=1MHz,由由 实验板上的系统时钟分频得到；实验板上的系统时钟分频得到；4 4、系统具有清零的功能；、系统具有清零的功能；6 6、通过开关（实验箱上的、通过开关（实验箱上的KiKi）输入）输入DDSDDS的频率和相位控制字，的频率和相位控制字，并能用示波器观察加以验证；并能用示波器观察加以验证；5 5、利用实验箱上的、利用实验箱上的D/AD/A转换器件将转换器件将ROMROM输出的数字信号转换为输出的数字信号转换为 模拟信号，能够通过示波器观察到正弦波形；模拟信号，能够通过示波器观察到正弦波形；设计提高部分要求设计提高部分要求1 1、通过按键（实验箱上的、通过按键（实验

9、箱上的S Si i）输入输入DDSDDS的频率和相位控制字，的频率和相位控制字，以扩大频率控制和相位控制的范围；以扩大频率控制和相位控制的范围；(注意：按键注意：按键 后有消颤电路后有消颤电路)3 3、在数码管上显示生成的波形频率；、在数码管上显示生成的波形频率；4 4、充分考虑、充分考虑ROMROM结构及正弦函数的特点，进行合理的配置，结构及正弦函数的特点，进行合理的配置，提高计算精度；提高计算精度；2 2、能够同时输出正余弦两路正交信号；、能够同时输出正余弦两路正交信号；5 5、设计能输出多种波形（三角波、锯齿波、方波等）的多、设计能输出多种波形（三角波、锯齿波、方波等）的多功能波形发生器

10、；功能波形发生器；6 6、在、在DDSDDS的基础上，完成的基础上，完成AMAM调制；调制；标准调幅波信号实现AM电路的结构图（假设 ）乘法器：LPM_MULT 加法器：LPM_ADD_SUB四、设计报告要求1 1、设计文裆、设计文裆2 2、电路设计文件、电路设计文件3 3、设计感想、设计感想1 1、设计文裆、设计文裆 封面：包括名称，学号，姓名，设计时间等；封面：包括名称，学号，姓名，设计时间等；摘要和关键词（中英文）；摘要和关键词（中英文）；正文：正文：*设计要求说明设计要求说明*方案论证（整体电路的工作原理）方案论证（整体电路的工作原理）*各子模块设计原理各子模块设计原理*调试调试*仿真仿真*编程下载编程下载 结论；结论；参考文献。参考文献。目录；目录；2 2、电路设计文件、电路设计文件*VHDLVHDL原文件；原文件；*原理图文件；原理图文件；*波形仿真文件；波形仿真文件；*高级语言程序及其生成的高级语言程序及其生成的RAMRAM文件（文件（.mifmif)。3 3、设计感想、设计感想*设计过程中遇到的问题及解决问题的方法；设计过程中遇到的问题及解决问题的方法；*设计的收获与感受；设计的收获与感受；*期望及要求；期望及要求；