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1、 （二 一 年 六 月本科毕业设计说明书学校代码： 10128学 号： 200520203052题 目 ： 基于可编程逻辑器件的直接数字频率合成器设计学 生 姓 名 ： 李庆才学 院 ： 信 息 工 程 学 院系 别 ： 电 子 系专 业 ： 电 子 信 息 工 程班 级 ： 电 子 信 息 工 程 05-2指 导 教 师 ： 杨玉兰 副 教 授内蒙古工业大学毕业说明书摘 要调频发射机（FM transmitter）是将音频信号由高频载波调制为调频波后再经过缓冲放大、功放和一系列的阻抗匹配电路，最后通过天线发送出去的装置，调频发射机广泛应用于电视、广播、雷达等各种不同领域。传统的模拟调频发射机
2、由于其性能受到硬件特性及其他因素的限制而存在很多缺点；随着高速器件和软件无线电技术的发展，数字调频发射机无可替代的成为今后发射机的发展主流。本设计由直接数字频率合成器（Direct Digital Synthesis,DDS） ，单边带调制（Single Side Band，SSB）及锁相环频率合成器（Phase Locked Loop，PLL）三部分构成，共同实现了DDS+PLL模式的数字调频发射机。其中利用可编程逻辑器件（CPLD）结合VHDL语言及MAXPLUS仿真软件，实现了DDS模块的编程与仿真；PLL及SSB部分通过查阅资料了解了其工作原理并设计了原理框图。用CPLD实现DDS技术
3、有输出频率相对带宽较宽，频率转换快，频率分辨率高、频点数多，输出波形的灵活性等特点。设计通过了仿真，并同预期结果相同，最终达到了设计要求。关键词：调频发射机；数字调制； CPLD； DDS内蒙古工业大学毕业说明书AbstractFM transmitter is an impedance matching circuit,it modulation high-frequency for the FM wave,first,latching into the buffer,second,though amplification,last though the power amplificatio
4、n,and finally sent through the antenna. FM transmitters are widely used in television,radio,radar,and so on. there are many shortcomings in Traditional analog FM transmitters,because of its performance of the hardware features and other factors; with the high-speed devices and the development of sof
5、tware radio technology,digital FM transmitter transmitter irreplaceablely become Mainstream in the future.This Design was composed by the Direct Digital Synthesis(DDS),Single Side Band(SSB) and Phase Locked Loop(PLL),they share their hand to realize DDS + PLL Digital FM Transmitter function.which co
6、mbines with the use of CPLD,VHDL language and MAXPLUS which is a simulation software,realize the DDS programming and simulation module;some parts of pll and ssb,I know its working principle and design its priciple diagram though access to the liabrary.Realized the DDS technology by cpld has many adv
7、antages,such as :the output frequency bandwidth is more wider,the frequency change rapidly,and the resolving power of frequency is very accurate,and the output waveform is flexible.This design accomply simulation,and, Consistent with the expected results.In a word,it reached the design requirements.
8、Keywords：FM transmitter; Digital Modulation; CPLD; DDS内蒙古工业大学毕业说明书目 录引 言.1第一章 数字调频发射机的基本原理.21.1通信概述 .21.2发射机概述 .31.3 数字调制发射机原理简介 .4第二章 可编程器件及硬件描述语言.62.1 电子设计自动化（EDA）简介 .62.2 FPGA/CPLD概述 .62.3硬件描述语言概述 .7第三章 数字调频发射机系统设计.93.1 A/D和 D/A模块 .93.2数字滤波器模块 .103.3直接数字频率合成器 DDS.113.4 PLL模块 .123.5单边带调制模块 .13第四章
9、直接数字频率合成器的设计与仿真.154.1 DDS设计方案 .154.2 DDS各模块仿真实现 .164.2.1 累加器模块.164.2.2 ROM表模块 .174.3 DDS综合仿真 .20结 论.23参考文献.24附 录.25谢 辞.40内蒙古工业大学毕业说明书4第一章 绪 论1971年，美国学者J.Tierney等人撰写的A Digital Frequency Synthesizer一文首次提出了以全数字技术，从相位概念出发直接合成所需波形的一种新的频率合成原理。1.1 频率合成技术概述频率合成技术是指用一个或多个具有频率稳定度和精度很高的参考信号通过频率域的运算，产生具有同样稳定度和精
10、度的大量离散频率的过程。完成这一功能的装置称为频率合成器。频率合成器是现代电子系统的重要组成部分，在通信、雷达和导航等设备中，频率合成器的输出信号通常作为发射机的激励信号和接收机的本振。在电子对抗设备中，频率合成器可以作为干扰信号发生器;在测试设备中，频率合成器可作为标准信号源。因此，频率合成器在通信、雷达等领域获得广泛的应用。随着电子技术的不断发展，对频率合成器的要求越来越高，频率合成器的主要性能指标有:(1)输出频率范围频率范围是指频率合成器输出最低频率和输出最高频率之间的变化范围，包括中心频率和带宽两个方面的含义。(2)频率稳定度频率稳定度指在规定的时间间隔内，频率合成器输出频率偏离标定
11、值的数值，分为长期、短期和瞬间等三种稳定度。(3)频率间隔频率间隔是指两个输出频率的最小间隔，也称频率分辨率。(4)频率转换时间频率转换时间是指输出频率由一个频率转换到另一个频率的时间。(5)频谱纯度频谱纯度以杂散分量和相位噪声来衡量，杂散又称寄生信号，分为谐波分量和非谐波分量两种，主要由频率合成过程中的非线性失真产生;相位噪声是衡量输出信号相位抖动大小的参数。(6)调制性能调制性能是指频率合成器的输出是否具有调幅(AM)，调频(FM)和调相(PM)等功能。内蒙古工业大学毕业说明书51.2 频率合成技术的发展频率合成器的实现方法有三种：直接模拟频率合成、间接频率合成和直接数字频率合成。直接模拟频率合成技术是一种早期的频率合成技术，它用一个或几个参考频率源经谐波发生器变成一系列谐波，再经混频、分频、倍频和滤波等处理产生大量的离散频率，这种方法的优点是频率转换时间短、相位噪声低，但由于采用大量的混频、分频、倍频和滤波等途径，使频率合成器的体积大、成本高、结构复杂、容易产生杂散分量且难于抑制。间接频率合成技术又称锁相式频率合成，它是利用锁相技术实现频率的加、减、乘、除。其优点是由于锁相环路相当于一个窄带跟踪滤波器，因此能很好地选择所需频率的信号，抑制杂散分量，且避免了大量使用滤波器，十分有利于集成化和小型化。此外，一个设计良好的压控振荡器具有高的短期频率稳定性，而标准频率源具有高的长期
