基于FPGA的DDS信号发生器的设计——开题报告 .pdfVIP

毕业设计（论文）材料之二（2）

本科毕业设计(论文)开题报告

题目：基于FPGA的DDS信号发生器的设计

√

课题类型：设计□实验研究□论文□

学生姓名：XXX

学号：0000000000

专业班级：XXXX

学院：电气工程学院

指导教师：XX

开题时间：201X年X月X日

201X年X月X日

一、毕业设计（论文）内容及研究意义（价值）

本问设计基于FPGA的DDS的信号发生器，主要满足一下几个要求：

1.通过编程产生正弦波、方波、三角波信号基波；

2.有足够宽的频率；

3.输出的信号电压能在一定范围内调节；

研究意义

信号发生器是一种常用的信号源，它是一种为电子测量和计量工作提供信号

的设备,信号源作为一种基本电子设备无论是在教学、科研还是在部队技术保障

中，都有着广泛的使用。在测试、研究、调整电子电路及设备时，为测定电路的

一些电参量，如测量频率响应、噪声系数，为电压表定度等提供符合所定技术条

件的电信号，以模拟在实际工作中使用的待测设备的激励信号。随着科学技术的

发展和测量技术的进步经济的发展，对信号源的要求越来越高，传统的信号发生

器大多采用专用芯片或单片机或模拟电路，成本高、控制方式不灵活,已无法满

足目前日益发展的数字技术领域科研和教学的需要。但近几年随着FPGA和DDS

技术的快速发展和广泛应用，它具有频率分辨率极高、频率切换速度快、切换相

位连续、输出信号相位噪声低、可编程、全数字化易于集成、体积小、重量轻、

有效的降低成本等优点。其在信号发生器上的应用得到了很好的认同，很好的解

决了有传统信号发生器带来的一些问题，信号发生器己成为测试仪器中至关重要

的一类，因此开基于FPGA的DDS发信号发生器具有重大意义。

二、毕业设计（论文）研究现状和发展趋势（文献综述）

信号发生器的国内外现状和应用

近几年随着FPGA和DDS技术的快速发展，基于FPGA实现的DDS信号发生器

不仅能产生传统函数信号发生器说能产生的波形，还可以产生任意编辑的波形，

这是其他频率合成方式所没有的。通过DDS这种方法产生任意波是一种简单且具

有频率分辨率极高、频率切换速度快、切换相位连续、输出信号相位噪声低、可

编程、全数字化易于集成、体积小、重量轻、有效的降低成本等优点，这都是其

他方法所无法比拟的。在教学、科研和各种技术保障中，都有着广泛的使用。

同时由于自身特点决定了它存在着以下两个比较明显的缺点：一是输出信号

的杂散比较大，二是输出信号的带宽受到限制。当然这些问题已随着技术的发展

这些问题正在得到解决。如通过增长波形ROM的长度减小相位截断误差。通过增

加波形ROM的字长和D/A量化误差。在比较新的DDS芯片中普遍都采用了12bit

的D/A转换器，分析DDS频谱特性，提出了一些降低杂散功率的方法，用随机抖

动法提高无杂散动态范围。通过采用先进的工艺和低功耗的设计和提高DDS芯片

工作频率，获得频带比较宽的信号了。

自80年代以来各国都在研制DDS的产品，并并广泛应用于各个领域。其中

以AD公司的产品比较具有代表性。如AD7008、AD9850、AD9851、AD9852、AD9858

等。其系统时钟频率从30MHz到300MHz不等，其中AD9858更是达到了1GHz。

这些芯片还具有调制功能，内部也都集成了D/A转换器，精度最高可达到12bit。

同时都采用了一些优化设计来提高性能。通过流水技术的使用提高了相位累加器

的工作频率和字长，从而使得DDS芯片的输出频率和频率分辨率进一步的提高。

同时为了抑制杂散，这些芯片大都采用了随机抖动法提高无杂散动态范围。