VHDL基于FPGA的移相信号发生器设计+Quartus仿真+源程序
关键词：DDS；FPGA；移相信号发生器
Design of the Phase Shift Signal Generator Based on FPGA
Abstract: This paper presents a design of the same frequency duplex phase shift output and frequency, amplitude adjustable signal generator with the Direct Digital Frequency Synthesis(DDS) technology, using the FPGA chip and D/A converter. This design using the VHDL language to complete the design of each module, and in Quartus II 9.0 environment to complete the system simulation, and simulated in the laboratory experiment box hardware test. Simulation and hardware testing results show that the design achieves the expected effect, flexible control, high reliability and good performance.
Key Words: DDS; FPGA; Phase shift signal generator
目 录
摘要 1
引言 1
1. 方案论证与比较 2
2. DDS原理与FPGA简介 3
2.1 直接数字频率合成(DDS) 3
2.2 现场可编程门阵列(FPGA) 5
3. 系统设计 6
3.1 系统硬件设计 6
3.2 核心模块设计 8
3.3 D/A转换模块 10
3.4 滤波器模块 10
3.5 幅度控制模块 12
4. 系统仿真与硬件验证 12
5. 结束语 14
参考文献 14
附录 16
致谢 19,4236
基于FPGA的移相信号发生器设计
引言
随着我国经济的持续发展，能够产生各种波形的信号发生器的应用越来越广泛，移相信号发生器已经成为信号源的一个重要组成部分，由于传统的模拟移相信号源有很多的不足之处，如输出波形受到输入波形影响较大，移相操作不方便，移相角度受信号频率和所接负载等因素的影响，移相精度比较低，分辨率低等缺点，而且不能实现对任意波形的移相控制，这主要是由传统的模拟移相信号发生器的移相系统的幅频特性决定的，对于方波、三角波、锯齿波等各种非正弦信号的各次谐波的相移、幅值衰减不一致，从而导致输出波形容易发生畸变。采用直接数字频率合成技术(DDS)设计数字移相信号发生器，能够得到频率和相位可调的信号且设计方便，此外也可实现对幅度的调节。
直接数字频率合成技术(DDS)是一种新型的频率合成技术，同传统的直接合成技术、锁相环间接频率合成方法相比，具有较高的频率分辨率，可以实现快速的频率切换，并且在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。基于DDS的信号发生器广泛应用于航空航天测控、通信系统、电子对抗电子测量等各个领域中，用来测量电路和系统的频率特性、增益、非线性失真。随着电子技术的不断发展，对其性能的要求也越来越高，还经常要求两路信号不仅频率可调，同时有确定的相位差。本文采用DDS技术设计了相位差可调的双通道信号发生器，两通道可以分别频率控制，并且该发生器具有频率稳定度高及调节频率和调节相位迅速的优点。近年来，现场可编程门阵列(FPGA)技术得到迅速发展和广泛应用 。基于FPGA实现的直接数字频率合成器有着较短的转换时间、相位连续变化、频率分辨率高等优点。利用FPGA实现DDS技术有很大的优势，只需要改变ROM中的数据即可实现不同波形输出。