基于DSP系统的DDS信号发生器开题报告.doc

南 京 理 工 大 学毕业设计(论文)开题报告学 生 姓 名：张敏学 号：0810190144专 业：电气工程及其自动化设计(论文)题目：基于DSP的DDS信号发生器硬件设计指 导 教 师:单梁 年 月 日开题报告填写要求1开题报告（含“文献综述”）作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在专业审查后生效；2开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见；3“文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写（或打印）在本开题报告第一栏目内，学生写文献综述的参考文献应不少于15篇（不包括辞典、手册）；4有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T 74082005数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“2007年3月15日”或“2007-03-15”。 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告1结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写2000字左右的文献综述：一、 课题背景直接数字频率合成（Direct Digital Synthesizer，简称：DDS）技术是一种新的全数字频率合成，它从相位的角度出发直接合成所需波形。这种技术由美国学者J.Tiercy,M.Rader和B.Gold于1971年首次提出，但限于当时的技术和工艺水平，DDS技术仅仅在理论上进行了一些探讨，而没有应用到实际中去。近30年来，随着超大规模集成（VLSI）、复杂可编程逻辑器件（CPLD）、现场可编程门阵列（FPGA）等技术的出现以及对DDS理论的进一步探讨，使得DDS得到了飞速的发展。成为产生频率的理想方法。目前我国已经开始研制信号发生器，并获得了可喜的成果，但总的来说，我国波形发生器还没有形成真正的产业，并且我国目前在波形发生器的的种类和性能都与国外同类产品存在较大的差距，因此加紧对这类产品的研制显得迫在眉睫。二、 目的和意义 信号源是一种基本的电子设备，广泛应用于通信，雷达，测控，电子对抗以及现代化仪器仪表等领域，是一种为电子测量工作提供符合严格技术要求的电信号设备，和示波器、电压表、频率计等仪器一样是最普遍、最基本也是应用最广泛的的电子仪器之一，几乎所有电参量的测量都要用到信号发生器。综上所述，不论是在生产还是在科研与教学上，信号发生器都是电子工程师信号仿真试验的最佳工具。随着现代电子技术的飞速发展，现代电子测量工作对信号发生器的性能提出了更高的要求，不仅要求能产生正弦信号源、脉冲信号源，还能根据需要产生函数信号源和高频信号源，信号源常有三方面的用途：(1)激励源，作为某些电器设备的激励信号。(2)信号仿真，当要研究一个电气设备在某种实际环境下所受的影响时，需要施加具有与实际环境相同特性的信号，加高频干扰信号，这是旧需要对干扰信号进行仿真。（3）校准源，用于对一般信号源进行校准或对比，有时称为标准源。 而传统信号发生器采用专用芯片，成本高，控制方式不灵活，已经越来越不能满足现代电子测量的需要，正逐步退出历史舞台。可见，为适应现代电子技术的不断发展和市场要求，研究制作高性能的任意波形发生器十分有必要，而且意义重大。基于DSP的DDS信号发生器，由于可以获得很高的频率稳定度和精确度，同时可根据需要方便地实现各种比较复杂的调频、调相和调幅功能，因此发展非常迅速。三、 DDS信号发生器3.1 产品特性双通道，实时500MSa/s采样率，16bits垂直分辨率。任意模拟标量调制信号，矢量调制信号，逻辑信号产生。多种内置函数信号产生（包括正弦，三角，锯齿， 方波，脉冲， 噪声， 直流等）最高输出120MHz正弦波。信号频率高度稳定：1ppm， 相位噪声低达-120dBc/Hz。波形存储深度达64K样本/通道。USB连接PC端GUI界面，操控简洁自如。3.2 DDS信号发生器主要技术参数通道数：2最高频率：120MHz样本率：500MSPS输出波形：正弦，三角，锯齿，方波，脉冲， 噪声， 直流等频率分辨率：1 Hz垂直分辨率：16bit频率精确度（1年）：1ppm，18C-28C；2ppm，0C-55C相位噪声（20KHz offset）：10MHz-120dBc(典型值)；100MHz -110dBc(典型值)总谐波失真：DC - 20kHz 10mVpp,自动量程）：1%设置1mVpp输出平坦度（正弦波，相对1kHz,自动量程）： 10MHz 1%（0.1dB）10MHz-50MHz2%（0.2dB）50MHz-120MHz5%（0.4dB）3.3 DDS信号发生器分类超高频：具备双通道，UHF频段，实时500MSa/s采样率，高性能任意波形发生器为日益提高的测量挑战提供了优秀的波形应用混合信号激励解决方案，并且生成具有精细定时分辨率的波形。高精度：16bites垂直分辨率，人性化的界面设计和键盘布局给用户带来非凡体验；丰富的标准接口可轻松实现仪器的远程控制，是工程师调试电路的得力助手超稳定：1ppm信号频率，相位噪声低达-120dBc/Hz，让您的机器高度稳定，可生成稳定，精确，纯净和低失真的输出信号；高清宽屏显示，人性化界面设计给用户带来非凡体验；可选配：为用户提供更多解决方案，用户可以根据自己要求定制最高输出120MHz正弦波，也可以定制最高存储深度64M，客户可根据自身需求来定制自己需要的东西，大大方便了工程师应对设计调试挑战。3.4 DDS信号发生器优点它具有频率转换快、分辨率高、频率合成范围宽、相位噪声低且相位可控，极好的温度和老化稳定性、转换频率保持恒定相位，以及小型和可靠等优点。广泛应用于电子测量、调频通信、电子对抗等领域，尤其在雷达、航空航天和移动通信中都已显示了其巨大的优越性。3.5 DDS的实现1）传统DDS结构DDS的工作原理是以数控振荡器的方式产生频率、相位可控制的正弦波。电路一般包括基准时钟、频率累加器、相位累加器、幅度/相位转换电路、D/A转换器和低通滤波器（LPF）。频率累加器对输入信号进行累加运算，产生频率控制数据X（frequency data或相位步进量）。相位累加器由N位全加器和N位累加寄存器级联而成，对代表频率的2进制码进行累加运算，是典型的反馈电路，产生累加结果Y。幅度/相位转换电路实质上是一个波形寄存器，以供查表使用。读出的数据送入D/A转换器和低通滤波器。2） 混合DDS 所谓混合DDS是指一种低功率、高速度的DDS结构。是经线性MF转发器调制技术把低速、高分辨率DDS与高速、低分辨率相位累加器和移相器组合起来。3） DDS后接重复分频和混频器 主要用来产生具有极少的步进、极高频谱纯度的10MHZ左右的窄带频率。4） 综合技术结构 是指一个频率合成器使用了全部的频率合成技术，即：DDS；分频-混频-滤波；M/N或PLL M/N合成；参考文献1顾永军等PROTEL99电路设计与应用M北京：国防工业出版社，20012章义刚，王敬生，郑晔.基于DSP积分器在多路温度采集系统中的应用J.电脑知识与技术，2006，8(3)：185-1873刘大伟，李绪友，郑波祥，等.基于DSP的多路温度控制系统的设计J.仪器技术与传感器，2004，41(8)：53-54.4王浩全，傅英明，洪华等. Protel DXP电路设计与制版实用教程M.北京：人民邮电出版社，20055陈清华，朱红.Visual C课程设计M.南京：东南大学出版社，20066张岳新. Visual C程序设计基础M.苏州：苏州大学出版社，20007林庭双，柯常志.Protel DXP电子电路设计精彩范例M.北京：机械工业出版社，20058孙江宏，李良玉.PROTEL 99电路设计与应用M.北京：机械工业出版社，20029刘和平. TMS320LF240x DSP结构、原理及应用M.北京：北京航空航天大学出版社，200210张卫宁. DSPs原理及应用M.北京:国防工业出版社，200211李绪友,郑波祥,杨兴光.基于DSP的多路温度控制系统的设计J.仪表技术与传感器 , 2004(8): 53-54 12白居宪.直接数字频率合成M.西安交通大学出版社，2007.7 13陈玉，王宗和，张旭东.TMS320系列DSP硬件开发系统M.北京：清华大学出版社，2008.2 14李行，杨彬，欧大生.电路设计与制版Protel DXP实用教程M.西安：西安电子科技大学出版社，2004.11 15张毅刚，赵光权，孙宁，俞洋.DSP原理、开发与应用M.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2006.8 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）： 本课题利用高性能的DSP处理芯片加上合理的外围控制电路构成DDS信号发生器。硬件部分需要完成硬件原理图、印制电路板的设计和调试工作，并配合软件设计的同学完成整个发生器的调试。实现步骤如下：1）查阅资料，了解DDS信号发生器的基本原理；2）熟练使用Protel绘图软件的使用；3）完成硬件原理图的设计和绘制工作；4）完成硬件印制电路板的设计和调试工作。基于DSP的DDS信号发生器的实现方法有多种，在选择比较合适的方案时，会遇到困难。解决方法是对各种实现方法的原理进行深入研究，对比选择较好的实现方式。使用Protel软件时候肯定会出现这样或那样的错误，解决方法是通过查找相关书籍或请教老师查找程序中的语法错误并改正错误。在使用Pro