直接数字合成的技术原理与实现

作     者：李祥伟 

作者单位：上海交通大学 

学位级别：硕士

导师姓名：郭炜;王乃雯

授予年度：2008年

学科分类：080902[工学-电路与系统] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 

主      题：直接数字合成 现场可编程门阵列 数字坐标旋转 

摘      要：直接数字频率合成(DDS)是七十年代初提出的一种新的频率合成技术,其数字结构满足了现代电子系统的许多要求,因而得到了迅速地发展。现场可编程门阵列器件(FPGA)的出现,改变了现代电子数字系统的设计方法,提出了一种全新的设计模式。本文主要介绍了直接数字合成技术的基本原理和广泛应用前景,以使用FPGA芯片实现正弦波信号为例,阐述直接数字合成这项技术在工程设计中的实现方法和关键技术。 在本文的设计实例中,采用数字坐标旋转(CORDIC)算法实时计算正弦值替代传统的DDS采用的正弦查找表(LOOK-UP TAB)法,实时运算模块生成信号的幅值,节约了FPGA的资源,增加了系统的灵活性,极大的提高了DDS的频率和相位分辨率,从而显著的扩展DSS技术的应用范围,经仿真和实验验证,证明该处理方法是可行的和有效的;运用流水操作的原理来实现多通道可控的正弦波,多路信号尽可能多地共用运算资源,流水作业,系统结构紧凑,这样的设计使得在一个计算硬件的条件下获得多路波形信号,减少硬件成本,缩小产品的体积;对CORDIC的运算信号幅值结果进行了有效的平滑纠错处理,在确保信号生成实时性的同时,剔除了正弦波波极点处的野值。 本文主要分四个部分。第一部分是第一章,介绍直接数字合成(DDS)技术的概念及研究意义,叙述目前国内外的技术水平,简要介绍课题研究的主要内容。第二部分是包括第二章和第三章,从理论方面介绍直接数字合成(DDS)技术和数字坐标旋转算法(CORDIC)的原理以及技术特点。第三部分是包括第四章和第五章,介绍在工程实例中设计实现所需要波形信号的过程和结果。第四部分是第六章,对本课题的研究结果和创新进行了总结。我们的课题成果已经运用在在工程项目中,达到了预期的设计要求。