基于CORDIC算法的数控振荡器设计+文献综述(2)
3 Cordic算法介绍 . 8
4算法实现 . 13
4.1 系统总体设计 . 13
4.2 NCO 模块 . 14
4.3 串口与显示模块 . 20
4.4.1 串口传输协议 . 20
4.4.2 显示模块设计 28
5 仿真结果 31
6 结果验证 38
6.1 fpga 选型以及管脚分配 38
6.2 AD 转换电路 39
6.3 示波器验证结果 . 39
结 论 41
致 谢 42
参 考 文 献 . 43 1 引言
1.1 背景及意义
随着现代电子技术的不断发展，很多应用领域对信号的频率的准确度和稳定性要
求越来越高，不仅需要单一的固定频率，还需要多点频率，如短波通信接收机要求在
2~3OMH之的范围内提供以100HZ 为间隔的28000个通信频道。一般的振荡器己不能满
足要求，于是出现了高稳定和高准确的晶体振荡器。但晶体振荡器产生的只是单一频
率的信号或只能在很小范围内微调。然而，在通信、雷达、仪表、宇航等领域往往需
要在一定频率范围内提供一系列稳定和准确的频率，为了解决既要频率稳定准确，又
要频率能在很大范围内变化的问题，于是产生了频率合成技术。
频率合成技术广泛应用于通信、航空航天、仪器仪表等领域。目前，常用的频率
合成技术有直接式频率合成、锁相频率合成和直接数字频率合成（DDS)。DDS系统可
以很方地获得频率分辨率很精细且相位连续的信号，也可以通过改变相位字改变信号
的相位，因此也广泛用于数字通信领域。
频率合成技术的发展经过以下几个阶段：
1）直接频率合成
直接频率合成理论大约在20世纪30年代中期开始形成，当时是利用单个或多个不
同频率的晶体振荡器作为基准信号源，经过倍频、分频、混频等途径直接产生许多离
散频率的输出信号，这就是最早应用的频率合成器，称之为直接式频率合成器。采用
单一或多个不同频率的晶体振荡器作为基准信号源，经过具有加减乘除四则运算功能
的混频器、倍频器、分频器和具有选频功能的滤波器的不同组合来实现频率合成。
2）锁相频率合成
相位反馈理论和锁相技术应用于频率合成领域，产生了间接式频率合成器。所谓
间接式是指合成器的输出信号不是直接从参考源经过变换而得，而是由锁相环的压控
振荡器间接产生所需要的频率输出，所以，间接式频率合成器又称为锁相频率合成器。
它是基于锁相环路的同步原理，从一个高准确度、高稳定度的参考晶体振荡器综合出
大量离散频率的一种技术。
3）直接数字频率合成
数字技术的飞速发展，使频率合成技术也跃上了一个新的台阶。1917年，美国学
者J²Tienrey，C²M ²Rader和B.Godl提出了以全数字技术从相位概念出发，直接合
成所需波形的一种新的频率合成原理，形成了第三代频率合成方案—DDS。
DDS是用数字控制方法从一个标准参考频率源产生多种频率的技术，它是把一系
列数字量形式的信号通过D/A转换形成模拟量形式的信号的合成技术。利用高速存储
器作查寻表，然后通过高速DA转换器产生已经用数字形式存入的正弦波(或其他任意
波形)。
DDS系统可以很方地获得频率分辨率很精细且相位连续的信号，也可以通过改变相
位字改变信号的相位，因此也广泛用于数字通信领域。
1.2数控振荡器 NCO
数控振荡器（NCO)因具有频率精度高、转换时间短、频谱纯度高以及频率相位易