低杂散DDS的FPGA设计研究

发布时间：2024-06-30 20:34

　　直接数字频率合成(DDS)技术是新一代频率合成技术,因其具有频率分辨率高、频率切换速度快、相位变化连续等优点,被广泛应用于雷达和通信等领域。而DDS的全数字化结构也使得其有杂散较大、输出带宽较窄的缺点。大量关于DDS的研究,都在直接或间接地降低DDS的杂散,以提高频谱纯度。随着技术的不断发展,对直接数字频率合成器的频谱纯度、工作频率和功耗等性能指标也提出了越来越高的要求。本文主要以降低DDS的杂散为研究方向,在对DDS结构、相位截断误差和幅度量化误差进行分析的基础上,研究分析了几种杂散较低的DDS结构。提出了一种结合ROM压缩与泰勒级数原理的方案,并通过Matlab对设计的DDS仿真分析其频谱,验证其杂散降低效果。本文的主要研究工作如下:1、介绍了DDS的工作原理与基本结构及各主要组成部分的功能,对DDS的相位截断误差和幅度量化误差进行了详细分析,并通过Matlab仿真分析在不同条件下DDS的杂散频谱。2、对相幅转换器进行研究。对一些传统的降低杂散的方式进行了介绍,然后分析了多项式插值算法、无相位截断误差的结构和Cardarilli结构这三种相幅转换方案,由于Cardarilli结构具...

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究工作的背景与意义
    1.2 国内外研究历史与现状
    1.3 本文的主要贡献与创新
    1.4 本论文的结构安排
第二章 DDS的原理及杂散分析
    2.1 DDS的原理
        2.1.1 相位累加器
        2.1.2 相幅转换器
        2.1.3 数模转换器
        2.1.4 低通滤波器
    2.2 理想DDS的输出频谱
    2.3 DDS的误差分析
        2.3.1 相位截断的误差分析
        2.3.2 幅度量化的误差分析
        2.3.3 DAC非理想性的误差
    2.4 本章小结
第三章 DDS杂散抑制方案的研究
    3.1 引言
    3.2 传统的杂散抑制方案
        3.2.1 相位抖动注入法
        3.2.2 ROM表压缩
            3.2.2.1 利用波形对称性
            3.2.2.2 正弦幅度相位差法
            3.2.2.3 角度分解算法
            3.2.2.4 Sunderland算法
        3.2.3 角度旋转算法
    3.3 多项式插值算法
    3.4 无相位截断的DDS结构
    3.5 角度分解算法的改进
        3.5.1 Symons结构
        3.5.2 Cardarilli结构
        3.5.3 ROM表的优化
    3.6 泰勒级数修正方案
        3.6.1 泰勒级数线性插值
        3.6.2 基于泰勒级数的修正方案
        3.6.3 算法仿真与分析
    3.7 本章小结
第四章 DDS的FPGA实现与验证
    4.1 设计环境与仿真工具简介
    4.2 整体设计方案
    4.3 DDS各模块的设计
        4.3.1 相位累加器的设计
        4.3.2 相幅转换模块的设计
            4.3.2.1 ROM表的设计
            4.3.2.2 三角函数计算模块
        4.3.3 泰勒级数修正模块的设计
    4.4 综合结果与时序仿真
    4.5 频谱分析
    4.6 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 全文总结
    5.2 后续工作展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果



本文编号：3999035