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1. 研究目的与意义（文献综述）
直接数字频率合成就是通常所说的dds或者ddfs（direct digital frequency synthesis）。这个思想的奠基人是j. tierney，c. m. rader）和b. gold，是他们在1971年发表的论文《a digital frequency synthesizer》中提出的。从1971年到现在，dds已经从一个工程新事物逐渐发展成为一个重要的设计工具。就合成技术而言，dds完全不同于大家所熟悉的直接式和间接式（pll）频率合成。因为他是数字处理的，所以几乎与大规模集成电路（lsi）同时出现，而且已经显示出它的优越性。
dds的主要优点是它的输出频率、相位和幅度能够在数字处理器的控制下精确而快速地变换。其他固有特征，包括极微小的频率调谐和相位分辨能力，以及在两个频率之间的“跳跃”能力。这些特征在高端技术和军事技术，如雷达等，以及通信系统中已成为普遍的应用技术。但因价格昂贵，耗电量大，难以实现，且需要一个单独的告诉d/a转换器。现在，人们改进了集成电路（ic）技术，这已经不再是一个困难的问题。因为信号是数字形式的，通过使用数字信号处理（dsp）的方法，对dds进行编程很容易实现不同的调制能力、合适的信道带宽、跳频和数据速率。
dds的灵活性使它成为软件无线电理想的信号发生器，而且用来处理信号的数字电路不会因为热漂移、老化和元件的变化而受影响。数字功能模块的实现使它达到系统高度集成化的可能。ic制造技术的最新进展，特别是cmos，把先进的dsp算法和结构结合起来，给作为调制器、解调器、本机振荡器、可编程时钟发生器和线性调频发生器的复杂通信和信号处理子系统已提供了可用的单片dds。dds满足了各种各样的应用，包括电报调制调节器、测量设备、任意波形发生器、蜂窝式基站和无限本地环路基站，等等。
2. 研究的基本内容与方案
| 2、基本内容和技术方案 2.1基本内容 本次毕业设计内容是基于直接数字频率合成技术的信号发生器研究与实现。本次设计选择基于FPGA设计一个具体电路，形成一个正弦波信号发生器，该系统可按键改变频率，步进值可设定为100HZ或其它随意值，并完成调幅和调频的功能。本设计核心问题是设计信号发生器，使之输出不同频率的正弦波、三角波和方波，并通过按键切换输出的波形，也可以改变频率和输出的幅度。 典型的DDS正弦波信号发生器由频率寄存器、相位寄存器、正弦查找表ROM、D/A转换器和低通滤波器组成，其中频率寄存器与相位寄存器构成相位累加器。相位累加器类似于一个简单计数器，它是由L位存储数字增量字的频率寄存器、后街L位全加器和相位寄存器组成。累加器的值传递给正弦查找表ROM，然后ROM输出给D/A转换器。D/A转换器产生一系列表示以时间脉冲速率抽样的电压阶跃，最后经过低通滤波器平滑输出。 基于上面的DDS工作原理，本人要具体研究下面的内容来实现这样的信号发生器。 （1）调研，了解DDS产生指定波形相关工作原理，查阅相应的文献资料； （2）系统学习FPGA的相关知识，学习相应的Verilog/VHDL语言，掌握Quartus II/Vivado开发工具以及数字电路和信号处理的相关知识； （3）掌握DDS正弦波发生器功能； （4）研究与实现：通过按键实现波形变换； （5）研究与实现：通过按键实现对波形幅度和频率的控制； 2.2技术方案 下面是本次设计的技术方案： （1）DDS正弦波实现方案 正弦波发生器由相位累加器、正弦查找表ROM、D/A转换器和低通滤波器组成 （2）波形变换方案 利用多个ROM正弦查找表ROM中的存储字，波形存储字的生成可以通过MATLAB来生成。 （3）波形幅度和频率控制 对按键信号进行编码，通过按键的按下控制幅值控制变量、频率控制变量的大小。每按下按键一次相对应的控制变量的值便会增加，最后的相应的输出也会变化。 2.3技术路线 具体步骤有：第一步:在老师的指导下初步选题；第二步:收集，阅读和整理相关资料；第三步:选择合适尺寸组件和参数合适的元器件；第四步：完成硬件部分的设计，画出系统框图；第五步：完成硬件语言设计；第六步：测试各模块性能和数据；第七步：撰写、修改毕业设计论文。 |
3. 研究计划与安排
3、进度安排
1~3周：调研，完成开题报告。
4~6周：熟悉quartus/vivado开发平台。
4. 参考文献（12篇以上）
[1]远坂俊昭.锁相环电路设计与应用.北京：科学出版社，2015.
[2]张厥盛.锁相技术.西安：西安电子科技大学出版社，2011.
[3]黄智伟.无线发射与接收电路设计.北京：北京航空航天大学出版社，2013.
