搜索
1电子线路设计实验报告名称:基于DDS的AM调制器的设计班级：07042200学号：0704220162桌号：25姓名：朱皓天院系：电子科学与光电技术学院指导教师：花汉兵时间：2010-6-122目录摘要………………………………………………………………………………………………………………………3致谢………………………………………………………………………………………………………………………3Abstract…………………………………………………………………………………………………………………3Acknowledge…………………………………………………………………………………………………………4应用背景………………………………………………………………………………………………………………41.设计要求………………………………………………………………………………………………….…….52.总体设计方案论证…………………………………….…………………………………………….……..52.1DDS的基本原理……………………………………………………………………………………….6DDS的局限性……………………………………………………………………………………..……….62.2AM调制电路设计…………………………………………………………………………….………93.子模块设计原理………………….………………………………………………………………….…….103.1分频电路……………………………………………………………………………………….……….103.2频率字电路………………………………………………………………………………….…………113.2.1计数电路…………………………………………………………………………..…………….113.2.2显示频率字…………………………………………………………………….……….….…..133.2.3锁存器……………………………………………………………………………………..………143.3相位累加器………………………………………………………………….…………………………153.4ROM查找表模块…………………………………………………………………………….……..163.4.1“1/4压缩技术”介绍…………………………………………………………..……….163.4.2MIF文件的生成……………………………………………………………….………….…..173.4.3查找表模块编程……………………………………………………………..……….…..…183.5DDS顶层模块…………………………………………………………………………………….……223.6测频电路…………………………………………………………………………………………..……243.7AM调制电路………………………………………………………………………………………..…253.7.1调制系数输入电路……………………………………………………….…………….…263.7.2AM调制实现模块……………………………….…………………………………….……264.QuartusII仿真…………………………………………………………………………………………….…..274.1误差分析及理论证明……………………………………………………………………….……..275.2ASK和2FSK的实现……………………………………………………………………………………….295.12ASK调制电路……………………………………………………………………………….……….295.22FSK调制电路……………………………………………………………………………..………….306.实验结果…………………………………………………….……………………………………….………….32结论……………………………………………………………………………………………………….……………..32实验感想……………………………………………………………………………………………….……………..33注意………………………………………………………………………………………………………….…………...33参考文献……………………………………………………………………………………………….……………..333【摘要】：本文主要讨论了DDS的设计和基于DDS的AM调制。首先给出了DDS的应用背景。接着给出了总体的DDS和AM调制的设计方案，接着给出了DDS的详细设计过程，包括各个模块的设计思想，电路图，VHDL程序代码。也给出了AM电路的调制电路的实现方法。DDS的大致思想为通过频率控制字和相位控制字去控制正弦函数的ROM存储表的地址，达到输出需要波形的目的。AM是一种最基本，最直接的模拟调制方法，本文在DDS的基础上介绍了如何实现AM调制。本实验除了完成指定的任务外还通过研究解决了四分之一压缩ROM查找表的实现问题和测频问题。在此基础上，为了验证实验结果我们通过QuartusII的仿真工具对设计的DDS进行了仿真，并且还进行了理论分析，发现理论和实践结合的非常好。除此以外，结合所学的通信原理的有关知识，我利用DDS模块设计了2ASK调制模块，并进行了仿真；并在2ASK的基础上进行了2FSK调制模块的设计，也进行了仿真，两者都达到了预期的理论效果。通过实验，我提升了自己的动手能力，解决未知问题的能力，查找资料的能力，把书本知识变为实际器件的能力，很有成就感。【关键词】：DDSAM调制2ASK调制2FSK调制VHDL致谢首先感谢花汉兵老师和蒋立平老师对我在实验期间的悉心指导和耐心解答，其次要感谢高米同学作为我的实验搭档，和我配合默契，按时完成实验。在此要感谢何姿，何蛟,王雪晴等同学在我写论文期间给我的一些建议和借鉴。AbstractThewholereportmostlydiscussthequestionthathowtorealizethedesignofDDS(shortforDirectDigitalFrequencySynthesis)andtheAM(shortforAmplitudeModulation).Atfirst,weshowthebackgroundoftheDDS.ThenthewholeschemeofthedesignoftheDDSandtheAM,includingeachcomponentmodule’smethod,circuitdiagramprogramcodesoftheVHDL,isoffered.Ofcourse,wedisplaythewaytorealizetheAMcircuit.TheideaoftheDDSistocontroltheaddressesoftheROM,whichstoragesthevalueofthesinefunction,byusingthewordofthefrequencyandthewordofthephase.Inthisway,wecangetthesineorcosinewaveswewant.AMisthesimplestbutveryusefulmethodofanalogmodulation.AndthisreportintroducehowtodesignaAMcircuitbasedontheDDS.Besidestheassignmenttasks,IalsocompletetheissueofhowtoreducethecapabilityofROMtoits1/4,andtheissueofthewaytomeasurethefrequencyoftheDDS.WealsousethesoftwareQuartusIItosimulatetheDDSandanalyzetheresultofthesimulation,whichprovesthetruthoftheDDStheory.TofindthemorejoyoftheEDA,IcombinetheknowledgeofthecommunicationtheoryandtheFPGAtodesignthemoduleofthe2ASKand4the2FSK.KeyWords:DDSAMmodulation2ASKmodulation2FSKmodulationVHDLlanguageAcknowledgeFirstly,IshouldthankProfessorHuaandProfessorJiang,whoareverypatientandhelpful.Secondly,IoughttothankMiGaoforyourhighlyexperimentskill,whichhelpedusrealizeourdesigns.Lastly,IhavetosaythankyoutoZiHe，JiaoHeandXueqingWang,whohelpmeduringthetimeofwritingthisreport.【应用背景】：在通信技术中，在物理层中存在着各种调制解调方式，大致分为模拟和数字调制两种。数字调制的优点有抗噪声性好，可采用信道编码技术提高传输可靠性，便于加密通信，便于存储、交换、处理，与计算机连接等。但其也有一些缺点：通信设备和信号处理技术复杂，数字信号占用的频带较宽，频率利用率低等。而模拟调制的优缺点正好和数字调制互补。常用的模拟调制有：AM,PM,FM,SSB,VSB,DSB；常用的数字调制有：ASK,PSK,FSK,QAM,MSK,GMSK,OFDM,CAP,GMT等。然而，模拟调制是数字调制的基础。所以本次设计我们一最简单的AM调制为例，进行调制器设计，但是掌握了一种调制器设计，其余的方式只要会举一反三就不难设计出来。不论是何种设计，最基本的是要有一个或几个稳定频率输入。我们有如下几种方式来获得所需的频率：1、直接频率合成，即DDS技术。优点是响应快，缺点是成本高，且不能做到任意频率的合成，主要用于军事通信。2、锁相环频率合成技术，即PLL。优点是成本低，可合成任意频率，缺点是响应慢，主要用于民用设备。3、DDS+PLL技术。结合上述两者优点，主要用在专业领域。我们在本实验中主要用DDS技术，下面就DDS进行一些介绍：直接数字频率合成器（DirectDigitalFrequencySynthesizer,即DDFS,一般简称DDS）是从相位概念出发直接合成所需要波形的一种新的频率合成技术。DDS的思想是J.Tier-ney,C.M.Reader和B.Gold在1971年发表的一篇论文中提出的。从1971到现在的30多年间，DDS已经从一个工程新事物逐渐地发展成为一个重要的设计工具。研究者都认为，这种技术是产生频率的理想方法，是频率合成的第三代方案。它在相对带宽、频率转换时间、相位连续性、正交输出、高分辨率以及集成化等一系列性能指标方面已远远超过传统频率合成技术所能达到的水平。频率控制是现代通信技术中很重要的一环，能够获得宽带(频率控制范围宽)、快速(转5换时间快)、精细(分辨率高)、杂散小(频谱纯)的频率控制信号一直是通信领域中的一个重要研究内容。直接数字频率合成(DDS)技术是从相位概念出发直接合成所需波形的一种新的频率合成技术，具有频率分辨率高、频率变换速度快、相位可连续线性变化等优点，在基于数字信号处理的现代通信频率控制中已被广泛采用。目前，各大芯片制造商相继推出采用先进CMOS工艺生产的高性能和多功能的专用DDS芯片，但是在某些场合，专用DDS芯片在控制方式、置频速率等方面与系统的要求差距很大。现场可编程门阵列(FPGA)器件具有工作速度快、集成度高、可靠性高和现场可编程的优点，可以考虑用来设计符合自己需要的DDS电路就是一个很好的解决方法。随着这种频率合成技术的发展，现已广泛应用于通讯、导航、雷达、遥控遥测、电子对抗以及现代化的仪器仪表