文献综述
- 引言
扫频技术是电子测量中的一种重要技术, 广泛用于调频放大器、宽频带放大器、各种滤波器、鉴相器以及其他有源或无源网络的频率特性的测量。扫频信号源是整个测量系统设计的关键环节之一, 随着被测量的频率和精度要求的不断提高, 由传统的晶体振荡器设计的扫频信号源已不能满足要求。因此, 近年来出现一种直接数字频率合成技术( DDS) , 它采用数字电路合成所需波形,具有精度高、产生信号信噪性能好、频率分辨率高、转换速度快等优点。本文设计的扫频信号源是基于 DDS 技术, 并在 Altera 公司的 EP2C20 上实现逻辑综合、布局布线、时序仿真及功能验证。DDS 电路、扫频信号的控制及显示电路均集成在 FPGA 中实现了片内集成, 不仅减小了电路尺寸, 而且还增强了抗干扰性, 使可靠性得到了进一步的提高。该扫频信号源克服了传统扫频信号源电路复杂、价格昂贵、体积庞大等缺点, 具有扫频和点频两种频率输出方式及测频、扫速控制等功能。
信号发生器是一种常用的信号源，广泛应用于电子电路、自动控制和科学试验等领域。它是一种为电子测量和计量工作提供符合严格技术要求的电信号设备。因此，信号发生器和示波器、电压表、频率计等仪器一样是最普通、最基本的，也是应用最广泛的电子仪器之一，几乎所有的电参量的测量都需要用到信号发生器。
- 国内外研究现状
自六十年代以来，信号发生器有了迅速的发展，出现了函数发生器、扫频信号发生器、合成信号发生器、程控信号发生器等新种类。各类信号发生器的主要性能指标也都有了大幅度的提高，同时在简化机械结构、小型化、多功能等各方面也有了显著的进展。
直接数字合成技术 (Direct Digital Synthesis，DDS) 是由美国学者 J.Tierney 等在 1971 年提出的 ，它是一种全数字频率合成技术 ，是一种新型的频率、相位波形合成技术。它充分利用了目前大规模集成电路的快速、低功耗、大容量、体积小等特点。与传统的频率合成器相比 ，具有相位噪声低、频率分辨率高、转换迅速等优点 ，它的频率、相位变化连续性可以用于相位及频率调制 ，快速频率变换特性可用于频率捷变和扩频系统。
近年来随着GSM、GPRS、3G、BlueTooth乃至已经被提出的标准的4G等移动通信以及LMDS、无线本地环路等无线接入的发展，同时加上合成孔径雷达、多普勒冲雷达等现代军事、国防、航空航天等在科技上的不断创新与进步，世界各国非常重视频率合成器的发展。所有的这些社会需求以及微电子技术、计算机技术、信号处理技术等本身的不断进步都极大刺激了频率合成器技术的发展。可以预料，随着低价格、高时钟频率、高性能的新一代DDA芯片的问世，DDS的应用前景将不可估量！
- 研究内容及计划
设计、制作完成扫频信号发生器实物。介绍扫频电路和DDS技术的原理，利用FPGA设计一个以DDS技术为基础的扫频信号源，给出用Verilog语言编程的实现方案和实现电路。并通过采用流水线技术提高了相位累加器的运算速度，通过改进ROM压缩算法以减小存储器的容量，完成了对整个系统的优化设计。运用Quartus Ⅱ软件仿真验证了程序设计的正确性，最终在硬件电路上实现了该扫频信号源。扫频信号发生器是现代电子系统的重要组成部分，其可以作为信号源 广泛应用于我们日常生活中的许多领域。扫频信号发生器的一个很关键技术就是频率合成技术。在频率合成技术领域，直接数字频率合成技术DDS是一种数字化的 实现方式，这种技术的出现可以视为是该领域内的一次技术革命，它相比较于一些传统频率合成技术，有着许多无法比拟的优越性，具有频率分辨率高，相位可以连 续变化，频率变换速度快等优点，这使得DDS在通信、雷达、导航、电子对抗等各个行业各个领域内都得到了许多的应用。发表论文一篇。
- 特色与创新
1）它相比较于一些传统频率合成技术,有着许多无法比拟的优越性,具有频率分辨率高,相位可以连续变化,频率变换速度快等优点,这使得DDS在通信、雷达、导航、电子对抗等各个行业各个领域内都得到了许多的应用。
2）所设计的信号发生器的频率是可设置的,大大提高其灵活性。
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