FPGA基DDS信号发生器：原理、设计与应用

本文主要介绍了基于FPGA的DDS（直接数字频率合成器）信号发生器的设计方法。DDS信号发生器是一种利用数字技术实现高精度、高稳定性和灵活性的信号源，其核心组成部分包括相位累加器、波形存储器（通常采用查找表LUT）、D/A转换器，以及低通滤波器。设计中，采用了VHDL编程语言，这是一种高级硬件描述语言，用于描述FPGA的逻辑结构和行为，使得代码可移植且易于维护。 该设计过程首先是在Quartus II软件环境下进行的，该软件提供了一套完整的编译、综合和模拟工具，显著提高了设计效率。设计者按照顺序存储的方式，将正弦波、三角波、方波和锯齿波的取样数据存储在ROM中，这使得信号的频率和波形可以通过外部拨扭开关或键盘灵活地选择和控制。这种DDS信号发生器相比于传统信号发生器，具备更高的频率分辨率，更快的频率切换速度，相位连续切换和可编程特性，特别适合于雷达和通信系统等对信号精确度有高要求的领域。 在硬件实现上，设计中嵌入了嵌入式软核处理器Nios II，通过编程来协调各个硬件模块的工作，包括波形的输出控制和LCD液晶显示屏的显示。学生在毕业设计过程中，不仅需要熟练掌握Quartus II软件的使用，还要深入理解DDS的工作原理，并通过软件进行实际的波形仿真，以验证设计的有效性。 整个设计项目从2013年3月4日开始，至同年6月14日结束，要求学生在导师赵林森的指导下，完成从理论学习到实践操作的全过程，体现了理论与实践相结合的重要性。西安邮电大学的电子信息工程学院光电子技术系的光电信息工程专业为这一设计提供了良好的学术背景和技术支持。 总结来说，这篇毕业设计不仅探讨了FPGA在DDS信号发生器中的应用，还涵盖了硬件设计、软件编程和实际工程实施的各个环节，展示了学生在该领域的深入理解和实践能力。