DDS原理与应用 教学课件.ppt
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1、DDS原理与应用,通信工程2002级李忠琦,自我介绍,通信学院2002级2005全国大学生电子设计竞赛一等奖通信楼527E-Mail: StanleyL,电子设计竞赛,本科阶段最艰苦,收获最大的比赛拿奖=3人能力*努力程度*意志力*团队意 识*运气个人收获=求知欲*努力程度*意志力*团队意识,DDS简介,全称Direct Digital Synthesizer(直接数字合成),是从相位出发,直接采用数字技术产生波形的一种频率合成技术。 简单的说就是直接查表得到每一点波形所对应的数字值。与MatLAB的stem函数相似,MatLAB中,N=1:0.2:20stem(N,sin(N),DDS与外围
2、系统,虚线部分是DDS结构内部D/A:模数转换器LPF:Low-Pass Filter 低通滤波器,DDS总体结构,先分部分介绍其结构,后面会讲到总体原理。,相位增量(Phase Increment),也称为频率控制字,单纯的无单位(不代表弧度或者角度)无符号数。,相位累加器(Phase Accumulator),由一个无符号数的加法器和一个寄存器构成,一个时钟周期完成一次加法运算。,量化器(Quantizer),完成很简单的功能。将较高精度,较大位宽的输入,丢弃低比特位,得到较低精度,较小位宽的输出,直接用作后面查找表的地址。,正余弦查找表(Sine/Cosine Lookup Table)
3、,存放正余弦数值。在单片机应用中,可以由MatLAB产生,手动写入。在FPGA中,系统可自动生成,也可手动写入。,正余弦查找表(Sine/Cosine Lookup Table),举例(随地址空间大小的不同,数值发生相应的变化)计算公式就是Y=5000*sin(X/16*2)+1,放大倍数,直流偏移,正余弦查找表(Sine/Cosine Lookup Table),DDS总体原理,每一周期会累加上固定的相位值,然后从查找表中找到对应的数值。,输出频率计算公式,输出频率计算举例,实际应用中,通常是知道系统工作时钟,和要求生成的输出频率,需要计算相位增量。,频率分辨率公式(Frequency Re
4、solution),频率分辨率计算,相位抖动DDS (Phase Dither DDS),相位截断DDS的频谱,相位抖动DDS结构,随机抖动序列发生器,不适合电子设计比赛中使用,相位抖动DDS频谱,DDS设计扩展,生成正余弦波时,只存放1/4个周期的波形(高2比特不作为数据位,而作为波形的选择使用),优点是大大节约存储空间,但会导致计算的时间延长。使用DDS生成任意波形(三角波、方波、锯齿波等),D/A的使用简单介绍,D/A是数模转换器。关于它的调用,每一种具体型号有所不同。但是基本原理都是将数字信号传送给D/A,由D/A完成转换,输出模拟信号。,定时器的使用简单介绍,定时器中断是单片机中各种
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