（精选）文献综述开题报告

1、文献综述开题报告 文献综述是研究生在其提前阅读过某一主题的文献后,经过理解、整理、融会贯通,综合分析和评价而组成的一种不同于研究论文的文体。 文献综述与开题报告1. 文献综述1.1 频率合成技术简介频率合成是指从一个高稳定的参考频率，经过各种技术处理，生成一系列稳定的频率输出。频率合成的概念就是由一个或几个参考频率通过一些转换，产生一个或多个频率信号的过程。频率合成技术一般分为直接式(ds)、间接式(pll)和直接数字式(dds)三种基本形式。早期的频率合成采用直接式的方式，是由一个或多个晶体震荡器经分频、倍频、混频对一个或几个基准频率进行加、减、乘、除运算产生所需要的频率信号，并通过滤波器产

2、出，这是最早的频率合成信号源的方法。目前该方法仍在使用，主要是因为它频率转换速度、相位噪声低，比较容易实现。但是该方式涉及的合成器体积过于庞大，而且成本较高，结构复杂、产生任意波形的可控性较低。间接合成式是基于锁相环的原理，即pll。它与前者相比，输出频率的稳定度和准确度都有明显的提高，频谱纯度等性能也有较大改善。主要是因为信号源的振荡频率被固定在频率计数器的时基上，也就是说以稳定度高的振荡器为基准。因此，锁相环的输出频率就与基准频率一致，振荡器输出信号和参考信号之间的相位差为固定的常数，而且锁相环的突出优点是能够抑制叠加到输入信号上的噪纠。这是直接式频率合成方法所不能达到的。pll还有体积小

3、、性价比较高等一系列优点。但是pll技术也有明显的缺点，采取闭环控制，系统的输出频率改变后，重新达到稳定的时间也就比较长，一般为毫秒级，很难满足高频率分辨率与快速转换率同时具备的要求，因此也有明显瑕疵。直接数字频率合成技术从原理上实现了突破。前两种方法都是通过对基准频率进行运算得出，而dds技术则是从相位的概念进行频率合成。它按一定的相位间隔，将待产生的波形幅度的二进制数据存储于高速存储器作为查找表，用参考频率源(一般为晶体振荡器)作为时钟，用频率控制字决定每次从查找表中取出波形数据的相位间隔，以产生不同的输出频率，对取出的波形数据通过高速d/a转换器来合成出存储在存储器内的波形。直接数字频率

4、合成技术的主要优点是输出相位连续、相对带宽较大、频率分辨率很高、可编程、准确度和稳定度都比较高。dds技术是利用查表法来产生波形，而通过修改存储在rom里的数据，就可以产生任意波形。所以它不仅能产生正弦、余弦、方波、三角波和锯齿波等常见波形，而且还可以根据需要利用各种编辑手段，产生传统函数发生器所不能产生的真正意义上的任意波形所以，在这里选择dds技术。1.2 dds基本结构dds(direct di西tal synthesis)技术设计思想是基于数值计算信号波形的抽样值来实现频率合成的。它包括数字器件与模拟器件两部分，主要有相位累加器、rom波形查询表、数模转换器组成。其基本框图如下图1(1

5、)相位累加器是dds的核心部分。一般是由数字全加器和数字寄存器组成，一般dds的累加器都采用二进制，线性数字信号通过相位累加器实现逐级的累加。假设累加器字长为n，频率控制字为k，控制时钟频率为fc，系统在同一个时钟下工作，每个时钟周期加法器做一次累加计算。因为累加器的满偏是2，所以累加一次，相当于做一次2模的运算。得到的和作为相位值。(2)波形函数存储在rom中。根据累加器输出的相位值，作为地址，寻找存储在rom中的波形函数的幅度量化值，完成相位到幅值的转换，输出相对应的序列。(3)数模转换器dac是dds中的重要部分。经过查表以后得到的是离散的脉冲信号，通过数模转换器将转换成为连续平滑的信号

6、。dds输出的最高频率主要跟dac的性能有关。因为一个正弦周期内采样点越少，越容易发生失真现象。为了获得较为理想的信号，一般dac之后都会接一平滑滤波器。1.3 dds基本原理一个纯净的单频信号可表示为：ootfutu2sin (2-1)只要它的幅度u和初始相位o不变，它的频谱就是位于of的一条谱线。为了分析简化起见，可令u=1，o=0，这将不会影响对频率的研究。即：ttftuosin2sin (2-2)如果对(2-2)的信号进行采样，采样周期为ct(即采样频率为cf)，则可得到离散的波形序列：contfnu2sin .2,1,0n (2-3)相应的离散相位序列为：nntfnco2 .2,1,

7、0n (2-4)式中：cocofftf22 (2-5)是连续两次采样之间的相位增量。根据采样定理：coff21(2-6)只要从(2-3)出来的离散序列即可唯一的恢复出(2-2)的模拟信号。从(2-2)可知，是相位函数的斜率决定了信号的频率;从(2-5)可知，决定相位函数斜率的是两次采样之间的相位增量。因此，只要控制这个相位增量，就可以控制合成信号的频率。现将整个周期的相位2分成m份，每一份为m2，若每次的相位增量选择为的k倍，即可得到信号的频率：ccofmktkf2 (2-7)相应的模拟信号为：tfmktuc2sin (2-8) 式中k和m都是正整数，根据采样定理的要求，k的最大值应小于m的1

8、/2。综上所述，在采样频率一定的情况下，可以通过控制两次采样之间的相位增量(不得大于π)来控制所得离散序列的频率，经保持、滤波之后可唯一的恢复出此频率的模拟信号。苏州大学本科生毕业设计(论文)41.4 fpga以硬件描述语言(verilog或vhdl)所完成的电路设计，可以经过简单的综合与布局，快速的烧录至fpga上进行测试，是现代ic设计验证的技术主流。这些可编辑元件可以被用来实现一些基本的逻辑门电路(比如and、or、xor、not)或者更复杂一些的组合功能比如解码器或数学方程式。在大多数的fpga里面，这些可编辑的元件里也包含记忆元件例如触发器(flip-flop)或者其他更加完整

9、的记忆块。1.5 quartus iialtera quartus ii 作为一种可编程逻辑的设计环境, 由于其强大的设计能力和直观易用的接口，越来越受到数字系统设计者的欢迎。quartus ii design 是最高级和复杂的，用于system-on-a-programmable-chip (sopc)的设计环境。quartusii design 提供完善的 timing closure 和 logiclock 基于块的设计流程。quartusii design是唯一一个包括以timing closure 和 基于块的设计流为基本特征的programmable logic device (p

10、ld)的软件。quartus ii 设计软件改进了性能、提升了功能性、解决了潜在的设计延迟等，在工业领域率先提供fpga与mask-programmed devices开发的统一工作流程。2. 主要任务和目标本设计，在保证硬件电路功能的前提下，使电路模块化以方便设计和管理。整个系统组成以fpga芯片为核心，配以必要的外围电路组成。外围电路主要分为控制电路和数据处理电路两部分，完成显示信息以及控制波形数据的模块输出等功能。因此，针对以上问题，本设计的工作拟包括以下几个部分： 1、选用fpga集成芯片作为设计的主控芯片，实现信号源的产生; 2、要求信号源输出任意波形; 3、输出信号幅值频率可调。3

11、. 研究思路、方法和方案基于fpga实现dds功能，通过单片机实现控制。此方案的核心在于fpga的设计实现逻辑功能，通过对存储器查表后输出信号，由相连接的数模转换器转换为要求的波形。单片机作为控制器，易于控制与调试。系统框图如下：其中，单片机部分实现控制，给dds频率合成部分提供频率控制字。fpga部分实现dds频率合成，该部分为整个设计的核心部分。产生的数字信号再传给数模转换器转变为需要的模拟信号，最后通过滤波放大部分产生需要的任意波形。建立一个模块实现从单片机接收来的频率控制字的寄存功能，作为寄存器。全加器实现20位的相位累加，通过频率控制字作为步长进行控制。由于fpga内输出位数有限，因

12、此建立一个模块进行高位截断，只去高十位，接收累加器输出的数据。然后再通过波形rom完成波形的查找与输出。这部分为固定的正弦波、三角波、方波与锯齿波等常规波形的输出部分。任意波形部分，则需要一个能随时接受数据更新的ram，其数据的写入由单片机控制，接收上位机的下传数据，其数据的读取由dds中的地址发生器控制，这样即可产生任意波形输出。dds基本框图：图3下面先已固定波形来分析：频率控制字寄存器：用于接收单片机传输过来的频率控制字，进行一个控制字的位数转换。8位转化为20位。累加器：已寄存器传输过来的频率控制字作为步长进行加法运算，当其满值时清零，并重新进行运算。累加器位数为20位。截位寄存器：实

13、现高位截段。因为储存波形的rom为十位，而累加器传输来的数据为20位，所以需要通过截位寄存器截取累加器数据的前十位。波形rom：用来存储正弦波等信号的波形数据，每个波形存储在一个固定的波形rom里。其中sine rom为正弦波存储模块，square rom为方波存储模块，triangle-rom为三角波存储模块，swtooth rom为锯齿波存储模块。在rom宏单元中可以自动生成。rom中的数据由截位寄存器传输来的数据进行查找rom中相应的数据进行输出，从而可以输出不同频率的波形。此方案的特点：通过fpga构建dds，方法灵活，易于产生任意波形。4. 进度安排设计(论文)各阶段任务 起 止 日 期 1 查资料，看书，完成开题报告及准备工作 2.21-3.12 2 熟悉开发环境与开发过程 3.13-3.20 3 编程、调试，初步实现设计要求 3.21-4.27 4 修改，完成设计 4.28-5.11 5 完成毕业论文及答辩5.12-5.215. 参考文献1朱小斌.电子测量仪器m.北京：电子工业出版社，19962michael lauterbach artpin.任意波形发生器在通讯测试中的应用d.电子产品世界，19973史海明.个人仪器多功能任意波形