基于DDS的宽带低杂散正交信号发生器

摘要

直接数字频率合成（DDS，Direct Digital Frequency Synthesis）是一种新的频率合成方法，是频率合成技术的一次革命。随着数字集成电路和微电子技术的发展，直接数字频率合成日益显露出它的优越性。用这种方法产生正弦信号、线性调频信号及其他复杂波形的技术日益受到重视并被广泛地用于雷达系统中。
　　由于现代雷达已不单是完成对目标位置、速度等信息的提取，更要求对目标进行成像分析和辨识。这就要求雷达发射的信号具有大带宽，以获得高距离分辨力和（或）激励出目标其他的特征。因此产生宽带、超宽带雷达信号，成为雷达信号源设计的一个重要要求。本课题就是针对此要求，设计一个宽带低杂散的正交信号发生器。
　　本文首先论述了频率合成技术发展的过程并比较了各种频率合成技术的特点，然后介绍了DDS技术的现状、趋势和课题的主要工作。第二章介绍了DDS的工作原理、基本结构及各部分的作用，并对DDS的优缺点进行了分析。第三章对理想参数和实际参数两种情况下 DDS输出杂散频谱的特性进行了仔细的推导，特别是由于DDS技术本身带来的相位截断所产生的杂散，并在Matlab中对这部分进行了仿真，同时在理论上提出了改善 DDS输出频谱的方法和措施。第四章是本文的重要部分，在对DDS技术的详细分析的基础上提出整体设计方案，并比较几个公司的DDS芯片，选择AD9858作为核心芯片,利用FPGA对其控制，设计出硬件电路。AD9858是一个功能非常强大的DDS芯片，它不仅有通用DDS的优点，而且还有很高的带宽和较低的杂散。本文就是在充分利用其优点，结合实际情况，设计出宽带低杂散的正交信号发生器。第五章介绍了在调试和测试中遇到的软件或硬件的问题，同时也提出了一点自己的见解及解决方法，最后测试的各项指标均达到了要求。

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第一章 引言

1．1频率合成技术的发展过程[1]

1.2直接频率合成技术的现状[2]

1．3 论文的主要研究工作

第二章 DDS 技术介绍及信号发生器的系统分析

2.1 DDS技术的介绍[1]

2.2 DDS的重要优缺点[1]

第三章 DDS杂散分析

3.1 理想参数波形输出DDS的输出信号频谱分析[1]

3.2 相位截断产生的杂散分析[4-6]

3.3 DDS杂散小结[22]

第四章 宽带正交信号波形产生的设计与实现

4.1整体方案

4．2硬件电路设计[31]

4.3 PCI与FPGA的通信[33-35]

4.4 FPGA软件编程

第五章 调试与测试

5.1 调试中所需要的仪器

5.2 测试中遇到的问题

5.3 点频测试

5.4 正交两路测试结果（1）31.25MHz

5.5 幅度稳定度

5.6 GPIB总线介绍[33]

结束语

致谢

参考文献

附录

作者攻硕期间取得的成果