基于FPGA的無(wú)相位截?cái)嗾`差DDS研究
本文選題：無(wú)相位截?cái)?/strong> + 直接數(shù)字合成器 ； 參考：《電子科技大學(xué)》2015年碩士論文
【摘要】：近年來(lái),應(yīng)用于雷達(dá)、通信等領(lǐng)域的電子設(shè)備對(duì)信號(hào)頻率穩(wěn)定性和精確性的要求日益趨于嚴(yán)格,直接數(shù)字合成技術(shù)已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究重點(diǎn)和熱點(diǎn)。隨著現(xiàn)代科技與制造工藝的飛速提高,直接數(shù)字頻率合成技術(shù)的體系結(jié)構(gòu)和性能指標(biāo)都得到了不同程度的提升與優(yōu)化,但此技術(shù)產(chǎn)生的信號(hào)誤差是不能忽略的。本文針對(duì)直接數(shù)字頻率合成技術(shù)DDS的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析,重點(diǎn)研究了DDS所產(chǎn)生信號(hào)的雜散,并從工作原理和理論推導(dǎo)等方面分析了DDS產(chǎn)生一系列雜散的原因。對(duì)傳統(tǒng)DDS的相位截?cái)嗾`差、幅度量化誤差、DAC非線性的理想特性轉(zhuǎn)化誤差等方面分析。分析了常見的無(wú)相位截?cái)嗾`差DDFS與傳統(tǒng)的DDFS設(shè)計(jì)中的不同之處。提出一種有別于傳統(tǒng)方法的無(wú)相位截?cái)嗾`差DDFS方案,通過(guò)Matlab對(duì)系統(tǒng)仿真分析并結(jié)合FPGA來(lái)驗(yàn)證其合理性和可行性。本文研究的主要工作內(nèi)容包括:(1)對(duì)傳統(tǒng)DDFS的結(jié)構(gòu)進(jìn)行闡述和理論分析,從數(shù)學(xué)角度對(duì)DDFS產(chǎn)生雜散的主要原因進(jìn)行分析。并對(duì)PLL的結(jié)構(gòu)和鎖相原理進(jìn)行了分析。此后,對(duì)當(dāng)前所提出消除雜散的方法,如抖動(dòng)注入法、ROM表壓縮及延時(shí)疊加法等方法進(jìn)行研究與分析。(2)分析了一種常見的消除相位截?cái)嗾`差的方法,提出了一種新的無(wú)相位截?cái)郉DFS結(jié)構(gòu),在不截?cái)嗟投蜗辔蛔值那闆r下減小ROM表的存儲(chǔ)深度,并對(duì)由高段相位字所查找的幅度進(jìn)行修正,消除相位截?cái)嗨鶐?lái)的誤差。本文用Matlab與FPGA對(duì)此方法進(jìn)行驗(yàn)證,并進(jìn)行功能仿真,相較于傳統(tǒng)方法,此結(jié)構(gòu)能夠更有效的消除相位截?cái)嗾`差。(3)分析DDFS+PLL各種方案,利用DDFS+PLL方案把無(wú)相位截?cái)嗾`差的DDFS輸出信號(hào)作為鎖相環(huán)電路的鑒相輸入、負(fù)反饋端輸入和環(huán)外混頻、環(huán)內(nèi)混頻,并將無(wú)相位截?cái)嗾`差DDFS+PLL進(jìn)行Matlab仿真,驗(yàn)證方案的可行性。
[Abstract]:In recent years, the requirements of signal frequency stability and accuracy for electronic devices used in radar, communication and other fields have become increasingly strict, and direct digital synthesis technology has become the focus and hotspot of scholars at home and abroad. With the rapid improvement of modern science and technology and manufacturing technology, the architecture and performance index of direct digital frequency synthesis technology have been improved and optimized to varying degrees, but the signal error caused by this technology can not be ignored. In this paper, the structure of direct digital frequency synthesizer (DDS) is analyzed, and the spurious signal generated by DDS is studied, and the causes of DDS are analyzed from the aspects of working principle and theoretical derivation. The phase truncation error and amplitude quantization error of traditional DDS are analyzed in this paper. The differences between DDFs without phase truncation error and traditional DDFS design are analyzed. A phase truncation error free DDFS scheme is proposed, which is different from the traditional method. The rationality and feasibility of DDFS are verified by Matlab simulation and FPGA. The main work of this paper includes: 1) expatiating and analyzing the structure of traditional DDFS, and analyzing the main reasons of the stray from the point of view of mathematics. The structure and phase locking principle of PLL are analyzed. After that, a common method of eliminating phase truncation error is studied and analyzed, such as jitter injection method, ROM table compression method and delay superposition method. In this paper, a new phase-free truncation DDFS structure is proposed, which reduces the storage depth of ROM table without truncating low-segment phase words, and corrects the amplitude searched by high-segment phase words to eliminate the errors caused by phase truncation. In this paper, Matlab and FPGA are used to verify this method, and the function simulation is carried out. Compared with the traditional method, this structure can eliminate the phase truncation error more effectively and analyze various schemes of DDFS PLL. The DDFS output signal with no phase truncation error is used as the phase discrimination input, the negative feedback end input and the external mixing, and the intra-loop mixing in DDFS PLL scheme. The simulation of DDFS PLL without phase truncation error is carried out in Matlab to verify the feasibility of the scheme.
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN741
【共引文獻(xiàn)】
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，本文編號(hào)：2041085
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