基于SRD的梳状谱发生器设计

基于SRD的梳状谱发生器设计

本文介绍了利用阶跃恢复二极管（SRD）倍频原理设计的梳普产生器。梳普产生器的结构简单、性能稳定可靠，相位噪声逼近理论计算值。输出谱线功率：当输入信号为200MHz、10dBm时，8GHz下输出功率大于-15dBm。与国外同类产品水平相当。

标签：阶跃恢复二极管梳谱发生器

一、引言

随着雷达系统中的信号频率不断的提高及工作带宽的更高要求，各种宽带、超倍频程带宽的微波频率源相继出现。通常采用间接频率合成器来提高最终输出频率，并同时满足相位噪声以及频率稳定性要求。梳状谱发生器做为固态信号源，是用来产生含有以输入信号频率为基波频率的高次谐波的宽频带信号源。它具有输入驻波小、噪声低、频带宽、频率稳度高、超小型等固态源所需要具备的优点，是一种可将低频、高稳定度的信号，延伸到高频、宽频带、高稳定度的微波信号的功能块。解决了制作高频信号源的困难，可以很好的满足雷达及测试系统对固态源的应用要求。

二、SRD特性分析

SRD是具有很强非线性特性的器件，利用它的强非线性导电特性来产生窄电流脉冲。它产生谐波的效率可以接近1/n，这里n代表谐波次数。阶跃恢复二极管倍频器无需空闲电路，使得电路具有十分简单、紧凑的优点。因此，阶跃恢复二极管常常适用于需要高效率、高阶倍频的场合。由于阶跃二极管本身的结构特点：在高阻抗状态下具有低的电容，而在低阻抗状态下具有大的电容。阶跃恢复二极管在高频或者突变电压的激励下，正向导通时储存大量的电荷，呈现非常低的阻抗状态；当转到反向偏置，这些储存的电荷返回原处，形成了很大的反向电流。等到储存的电荷接近耗尽时，反向电流迅速减小，并立刻以很陡峭的速度趋于截止状，即阶跃恢复。正是因为这种反向电流的突变，形成了一个反向窄脉冲电压。这种反向脉冲越窄，它所含有的谐波就越丰富，它能从几十MHz到几个GHz甚至到几十GHz，形成一个包括基波频率整数倍的高次谐波频谱，因此它具有高次高效的优点。

三、梳状谱发生器设计

梳状谱发生器电路框图如图1所示，为了获得丰富的谐波输出，就要使阶跃恢复二极管能产生较大的窄电流脉冲，需要先将输入信号放大到一定的功率来推动阶跃恢复二极管。并且该放大器是梳状谱信号发生器附加相位噪生的主要来源。如果放大器的输出功率太大，则会对二极管激励过度，则附加相位噪声严重变坏。输入匹配电路的作用是为了把功率放大器的功率有效地加到二极管上，能最大限度地产生更强烈的极窄电流脉冲，同时使二极管产生的谐波能量不能反窜

到放大器中。

四、SRD的选择

阶跃恢复二极管的主要参数为：阶跃时间tt，反偏电容Cj，串联传导电阻Rs，少数载流子寿命τ，击穿电压VB。

阶跃时间tt满足以下条件：

为了避免传输线对脉冲信号发生器产生过载，在50Ω系统中对阶跃管阻抗的要求为：

由上式可以得出Cj数值。

少数载流子寿命τ决定了阶跃二极管的最小输入频率fin。为使阶跃二极管工作正常，应保证。

串联传导电阻Rs 应尽可能小。

击穿电压VB 应大于输入脉冲的能量和幅度的最大值。

因此，选择M-pulse公司研制的MP4042的阶跃二极管，该阶跃管的参数值如表1所示。

五、电路元件值设计

因为调谐电容的作用，阶跃二极管输入阻抗成为纯电阻Rs，它与信号源内阻不相匹配。设计输入匹配电路是用来匹配脉冲信号发生器的输入阻抗和信号源阻抗的。它可以用一个串联的电感和并联的电容Cm组成。可由下面公式进行估算：

激励电感L和调谐电容Ct同样按下面公式给出

按照以上公式对脉冲发生器的各个参数进行计算，所得元件值列于表2中。

六、电路设计考虑

根据不同工程应用的要求，总体可分为有源梳谱发生器和无源梳谱发生器。通常SRD所需的激励电平约为+28dBm左右，当输入功率为0dBm或10dBm时，必须在匹配网络前加功率放大。？梳谱信号发生器的技术难点是消除寄生振荡和杂波以保证相位噪声要求。要选择具有噪声低的功率放大器件或电路芯片，并且通过调整放大电路的直流偏置电路以及谐波部分的匹配网络，可以很好解决这个问题。

七、结果测试

该梳谱发生器通过高温、低温和常温测试，当输入信号为200MHz、10dBm 时，在4GHz-8GHz频段内梳谱发生器的输出均大于-15dBm。达到了设计要求，具有较高的工程实用价值。

八、结束语

梳状谱发生器能够简单和高效地产生一种宽带、高次倍频的信号，解决了制作高频信号源的困难，可以很好的满足雷达及测试系统对固态源的应用要求。

参考文献

[1]薛正辉杨仕明李伟明等.《微波固态电路》.北京.北京理工大学出版社2004

[2]王蕴仪《微波器件与电路》南京江苏科学技术出版社1983

[3]弋稳《雷达接收机技术》北京电子工业出版社2005

基于Multisim的简易信号发生器的设计

基于Multisim的简易信号发生器的设计 随着计算机技术的发展，基于计算机教学的现代教育技术正发挥着越来越重要的作用。虚拟电路仿真软件Multisim如同一个虚拟的电子实验室，能够方便快捷的进行各种功能电路的分析、设计、改进等。本文将介绍利用Multisim提供的仿真试验平台进行简易信号发生器的设计过程。 1 简易信号发生器的原理分析 图1所示为简易信号发生器的框图，首先由振荡器产生正弦波，然后通过比较器得到方波，最后经积分器产生三角波。 图1 总体设计框图 本文采用RC串并联网络构成的RC桥式振荡电路产生正弦波。RC正弦波振荡电路结构简单，性能可靠，用来产生1兆赫兹以下的低频信号，振荡频率fo=■。产生电路过零比较器组成。三角波产生电路反相积分器构成，此电路的输出电压为输入电压对时间的积分，且相位相反，此电路能够将方波转变为三角波。 2 利用Multisim对简易信号发生器进行仿真 在Multrisim2001的仿真平台绘制简易信号发生器的仿真电路图，如图2所示。对图2进行仿真分析，通过示波器看到正弦波和方波波形如图3所示。从示波器可以读出，正弦波的频率为f≈158.7Hz，理论计算值为fo=■=■≈159.2Hz，仿真实验和理论值相符。通过示波器观察到的方波和三角波的波形如图4所示。 图2 简易信号发生器仿真图 图3 产生的正弦波和方波 图4 产生的方波和三角波 3 结束语 通过上述分析可见，利用Multisim仿真平台进行电子技术设计型实验，改变了利用电子元器件、仪器等物质手段的传统设计型实验教学模式，具有开发性、灵活性、丰富性、生动性、实时交互性和高效性等特点。

基于单片机制作高频DDS信号发生器

基于单片机制作高频DDS信号发生器 在现代科学和电子技术的不断进步下，数字信号发生器（DDS）已经成为了频率控制和生成的重要工具。尤其是高频DDS信号发生器，其在雷达、通信、电子对抗等领域的应用具有不可替代的地位。本文将介绍如何使用单片机制作高频DDS信号发生器。 一、DDS技术概述 DDS，全称Direct Digital Synthesizer，即直接数字合成器，其工作原理是将数字信号通过数模转换器（DAC）转换成模拟信号。DDS 技术的核心是相位累加器，它将输入的数字信号的相位进行累加，从而生成新的频率信号。 二、硬件设计 1、单片机选择：本设计选用具有高速、低功耗、高集成度的单片机，如STM32F4系列。 2、频率控制字：通过设置频率控制字（FCW），可以控制输出信号的频率。频率控制字由一个16位二进制数组成，表示了相位累加的步进大小。

3、存储器：使用Flash存储器存储预设的频率波形数据。 4、DAC：数模转换器将存储器中的波形数据转换成模拟信号。本设计选用具有高分辨率、低噪声、低失真的DAC芯片。 5、滤波器：使用LC滤波器对DAC转换后的信号进行滤波，以得到更加纯净的信号。 三、软件设计 1、相位累加器：相位累加器是DDS的核心，它将输入的数字信号的相位进行累加，从而生成新的频率信号。 2、波形查找表：将所需的波形数据存储在波形查找表中，通过查表的方式获取波形数据，可以大大提高DDS的工作效率。 3、控制逻辑：控制逻辑负责处理输入的控制信号，如启动、停止、频率控制字等。 4、通信接口：为了方便远程控制，需要设计通信接口，如SPI、I2C 等。 四、性能测试

基于SRD的梳状谱发生器设计

基于SRD的梳状谱发生器设计 本文介绍了利用阶跃恢复二极管（SRD）倍频原理设计的梳普产生器。梳普产生器的结构简单、性能稳定可靠，相位噪声逼近理论计算值。输出谱线功率：当输入信号为200MHz、10dBm时，8GHz下输出功率大于-15dBm。与国外同类产品水平相当。 标签：阶跃恢复二极管梳谱发生器 一、引言 随着雷达系统中的信号频率不断的提高及工作带宽的更高要求，各种宽带、超倍频程带宽的微波频率源相继出现。通常采用间接频率合成器来提高最终输出频率，并同时满足相位噪声以及频率稳定性要求。梳状谱发生器做为固态信号源，是用来产生含有以输入信号频率为基波频率的高次谐波的宽频带信号源。它具有输入驻波小、噪声低、频带宽、频率稳度高、超小型等固态源所需要具备的优点，是一种可将低频、高稳定度的信号，延伸到高频、宽频带、高稳定度的微波信号的功能块。解决了制作高频信号源的困难，可以很好的满足雷达及测试系统对固态源的应用要求。 二、SRD特性分析 SRD是具有很强非线性特性的器件，利用它的强非线性导电特性来产生窄电流脉冲。它产生谐波的效率可以接近1/n，这里n代表谐波次数。阶跃恢复二极管倍频器无需空闲电路，使得电路具有十分简单、紧凑的优点。因此，阶跃恢复二极管常常适用于需要高效率、高阶倍频的场合。由于阶跃二极管本身的结构特点：在高阻抗状态下具有低的电容，而在低阻抗状态下具有大的电容。阶跃恢复二极管在高频或者突变电压的激励下，正向导通时储存大量的电荷，呈现非常低的阻抗状态；当转到反向偏置，这些储存的电荷返回原处，形成了很大的反向电流。等到储存的电荷接近耗尽时，反向电流迅速减小，并立刻以很陡峭的速度趋于截止状，即阶跃恢复。正是因为这种反向电流的突变，形成了一个反向窄脉冲电压。这种反向脉冲越窄，它所含有的谐波就越丰富，它能从几十MHz到几个GHz甚至到几十GHz，形成一个包括基波频率整数倍的高次谐波频谱，因此它具有高次高效的优点。 三、梳状谱发生器设计 梳状谱发生器电路框图如图1所示，为了获得丰富的谐波输出，就要使阶跃恢复二极管能产生较大的窄电流脉冲，需要先将输入信号放大到一定的功率来推动阶跃恢复二极管。并且该放大器是梳状谱信号发生器附加相位噪生的主要来源。如果放大器的输出功率太大，则会对二极管激励过度，则附加相位噪声严重变坏。输入匹配电路的作用是为了把功率放大器的功率有效地加到二极管上，能最大限度地产生更强烈的极窄电流脉冲，同时使二极管产生的谐波能量不能反窜

基于DDS技术的信号发生器的设计与实现_毕业设计(论文)

毕业设计 设计题目：基于DDS技术的信号发生器的设计与实现

基于DDS技术的信号发生器的设计与实现 摘要 DDS是直接数字式频率合成器（Direct Digital Synthesizer）的英文缩写。与传统的频率合成器相比，DDS具有低成本、低功耗、高分辨率和快速转换时间等优点，广泛使用在电信与电子仪器领域，是实现设备全数字化的一个关键技术。 本设计采用单片机为核心处理器，利用键盘输入信号的参数，控制DDS的AD9850模块产生信号，信号的参数在LCD1602上显示，完成正弦信号和方波信号的输出，用示波器输出验证。 DDS是一种全数字化的频率合成器，由相位累加器、波形ROM、D/A转换器和低通滤波器构成。时钟频率给定后，输出信号的频率取决于频率控制字，频率分辨率取决于累加器位数，相位分辨率取决于ROM的地址线位数，幅度量化噪声取决于ROM的数据位字长和D/A转换器位数。与传统的频率合成方法相比，DDS合成信号具有频率切换时间短、频率分辨率高、相位变化连续等诸多优点。使用单片机灵活的控制能力与AD9850的高性能、高集成度相结合，可以克服传统DDS设计中的不足，从而设计开发出性能优良的信号发生器系统。 关键词：单片机直接数字频率合成AD9850 DDS

Design and Implementation of the Signal Generator Based on DDS Technology Abstract DDS is Direct Digital frequency Synthesizer (Direct Digital Synthesizer) English abbreviations. Compared with the traditional frequency synthesizer, with low cost, DDS low power consumption, high resolution and fast converting speed time and so on, widely used in telecommunications and electronic instruments field, is to realize equipment full digital a key technology. This design uses the single chip processor as the core, using a keyboard input signal parameters, control of DDS AD9850 module produce signals, the signal parameters in LCD1602 show that the complete sine signal and square wave signal output, the output with an oscilloscope validation. DDS is A full digital frequency synthesizer, by phase accumulators, waveform ROM, D/A converter and low pass filter composition. The clock frequency after A given, the output depends on the frequency of the signal frequency control word, the frequency resolution depends on accumulators digits, phase resolution depends on the ROM address line digits, amplitude quantization noise depends on the ROM data A word length and D/A converter digits. And the frequency of the traditional method than the synthesis, DDS synthesis signal has a frequency switching frequency of short time, high resolution and continuous phase changes, and many other advantages. Using single chip microcomputer control of the flexible ability and high performance, high level of integration of the AD9850 combination, can overcome the disadvantage of the traditional DDS design, to design the developed good performance of signal generator system. Key word:MCU; direct digital frequency synthesis;AD9850;DDS

基于单片机的DDS的信号发生器设计报告

目录 第1节引言 (2) 1.1 信号发生器概述 (2) 1.2 本设计任务和主要内容 (3) 第2节系统主要硬件电路设计 (4) 2.1 总体设计方案与比较 (4) 2.2 单片机控制系统原理 (5) 2.3 单片机主机系统电路 (6) 2.3.1电源模块 (6) 2.3.2按键模块 (9) 2.3.3 D/A转换模块 (12) 2.4 LCD液晶显示电路 (14) 2.4.1 ST7920 LCD组成原理 (15) 2.4.2 ST7920的应用 (16) 2.5 DDS信号发生电路 (17) 2.5.1 DDS的性能特点 (18) 2.5.2 DDS的应用 (19) 2.6 模拟乘法器MC1595 (21) 第3节系统的软件设计 (24) 3.1 软件设计概况 (24) 3.2 主程序流程图 (24) 3.2 事务处理任务流程图 (25) 3.3 数据处理原理 (25) 3.4 系统主程序设计 (26) 3.4.1 LCD发送及接收部分 (26) 3.4.2 AD9850发送部分 (28) 3.4.3 D/A5615发送部分 (29)

第4节结束语 (30) 参考文献 (31) 基于DDS的信号发生器 第1节引言 信号发生器又称信号源或振荡器，在生产实践和科技领域中有着广泛的信号发生器又称信号源或振荡器，在生产实践和科技领域中有着广泛的应用。 本设计分五个模块：单片机控制及显示模块、数模（D/A）转换模块、波形产生模块、输出显示模块、电源模块。使用AT89C51作为主控制台，结合DDS芯片ADC9850产生1HZ～10MHZ频率可调的三种信号波（正弦波、方波、三角波），步进为1HZ；配合使用DA5615采集电压通过模拟乘法器和AD811放大电压，在50 负载条件下输出正弦波信号的电压峰-峰值Vopp在0～5V范围内可调，调节步进间隔可达到0.1V，通过ZLG7289控制按键进行设置。系统采用液晶屏操作方式，显示清晰，简洁明了，且有一定的系统稳定性。 1.1 信号发生器概述 信号发生器是电子实验室的基本设备之一，目前各类学校广泛使用的是标准产品。 按其信号波形分为四大类：①正弦信号发生器。主要用于测量电路和系统的频率特性、非线性失真、增益及灵敏度等。按其不同性能和用途还可细分为低频（20赫至10兆赫）信号发生器、高频（100千赫至300兆赫）信号发生器、微波信号发生器、扫频和程控信号发生器、频率合成式信号发生器等。②函数（波形）信号发生器。能产生某些特定的周期性时间函数波形（正弦波、方波、三角波、锯齿波和脉冲波等）信号，频率范围可从几个微赫到几十兆赫。除供通信、仪表和自动控制系统测试用外，还广泛用于其他非电测量领域。③脉冲信号发生器。能产生宽度、幅度和重复频率可调的矩形脉冲的发生器，可用以测试线性系统的瞬态响应，或用作模拟信号来测试雷达、多路通信和其他脉冲数字系统的性能。④随机信号发生器。通常又分为噪声信号发生器和伪随机信号发生器两类。

波形发生器设计方案

波形发生器设计方案 1. 简介 波形发生器是一种用于产生各种波形信号的电子设备。波形发生器广泛应用于电子实验、通信、测试等领域，具有重要的实际意义。本文将介绍一个基于数字技术的波形发生器设计方案。 2. 设计原理 波形发生器的设计原理是基于数字信号处理技术的。主要包括以下几个步骤： 1.选择合适的数字信号处理器（DSP）芯片作为波形发生器 的核心处理器。DSP芯片具有强大的数学运算能力和高速数据处理能力，适合用于波形生成。

2.实现波形发生器的数字信号处理算法。根据需求，可以选 择正弦波、方波、三角波等常见的波形形式。具体的算法实现可以利用DSP芯片提供的数学运算指令和运算库来完成。 3.将数字信号处理器与外部模拟电路相连。使用模数转换器 （ADC）将DSP芯片生成的数字信号转换为模拟信号，然后通过低通滤波器进行滤波处理，最后输出所需的波形信号。 3. 设计步骤 步骤一：选择合适的DSP芯片 根据波形发生器的性能要求，选择一款功能强大的DSP芯片作为波形发生器的核心处理器。考虑芯片的计算能力、存储容量、接口类型等因素。

步骤二：实现波形生成算法 根据需求，在选择的DSP芯片上开发波形生成算法。可以使用C语言或者汇编语言来编写算法代码。常见的波形生成算法包括：•正弦波生成算法：利用正弦函数的周期性特点，通过离散化计算得到正弦波的采样值。 •方波生成算法：通过周期性地改变正负值来生成方波的采样值。 •三角波生成算法：通过线性函数的斜率逐渐增大或减小来生成三角波的采样值。 步骤三：连接外部模拟电路 将DSP芯片与外部模拟电路相连。使用模数转换器将DSP芯片生成的数字信号转换为模拟信号。选择合适的ADC芯片，并配置相应的通信接口。

任意波形发生器设计

任意波形发生器设计-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN

学号： 毕业设计 题目：任意波形发生器设计 作者刘慧届别2016 院部物理与电子学院专业电子科学与技术指导老师易立华职称副教授 完成时间

摘要 任意波形发生器(Arbitrary Waveform Generator,AWG)作为一种多波型的信号发生器，它不仅可以产生锯齿波、正弦波等常规波形，而且还能表现出载波调制的多样化特点，使波形发生调幅、调相、调频和脉冲调制等。甚至能利用计算机软件实现波形的编辑，生成用户所需要的任意波形。任意波形发生器广泛应用于自动控制、电子电路和科学试验领域，是一款给电子测量工作提供符合技术要求的电信号设备。因此在各个领域都得到迅猛的发展。本论文设计一款任意波形发生器，该系统由输入模块、FPGA模块、DAC数模转换模块、显示模块4个部分组成。该设计将虚拟化的仪器技术、串行总线接口技术和直接数字频率合成技术完美地结合在一起，以现场可编程门阵列（FPGA）作为硬件基础，然后再通过逻辑设计、系统软件设计和系统硬件电路设计，实现了一款基于直接数字频率合成技术的低成本、便携式、可扩展的可立即使用的任意波形发生器。 关键词：数字频率合成器；verilog；FPGA；仿真

Abstract Arbitrary waveform generator (Arbitrary Waveform Generator,AWG) is a multi wave signal generator. It can not only generates a sawtooth wave, sine wave and so on conventional waveform and the diversification of the modulated carrier, so that the waveform occurrence amplitude modulation, phase modulation, frequency modulation and pulse modulation. Can even use computer software to realize the waveform of the editor, the user needs to generate arbitrary waveform. Arbitrary waveform generator is widely used in the field of automatic control, electronic circuit and scientific experiment. It is an electrical signal equipment which meets the technical requirements for electronic paper designs an arbitrary waveform generator, which is composed of 4 parts, input module, FPGA module, DAC module and display module. The design the virtual instrument technology, serial bus interface technology and direct digital frequency synthesis technology perfect combination together, convertible to field programmable gate array (FPGA) as the basis of hardware, and then through the logic design, system software design and the hardware circuit design, and the implementation of a arbitrary waveform generator based on direct digital frequency synthesis technology of low cost, portable, scalable and can be immediately used. Keywords: Digital frequency synthesizer; Verilog; FPGA;Simulation

基于DDS的正弦波信号发生器的设计

基于DDS的正弦波信号发生器的设计DDS（Direct Digital Synthesis，直接数字合成）技术是一种通过数字计算得到各种波形信号的合成技术。正弦波信号发生器是一种用于产生正弦波信号的电子设备，通常用于各种测量、实验和测试中。本文将介绍基于DDS的正弦波信号发生器的设计。 1.设计目标 我们的设计目标是开发一个基于DDS的正弦波信号发生器，具有以下特点： -可以生成多种频率的正弦波信号； -可以通过数字控制方式调整频率； -可以输出稳定的、低失真的正弦波信号。 2.设计思路 -选择一个固定的时钟频率作为DDS系统的时钟频率； -使用一个相位累加器来产生一个递增的相位值，该相位值与输出的正弦波信号频率相关； -使用一个查表ROM存储正弦波的采样值，根据相位值从查表ROM中读取相应的采样值； -使用一个数字到模拟转换器（DAC）将采样值转换成模拟信号输出。 3.系统设计

基于上述思路，我们可以设计一个基于DDS的正弦波信号发生器，具 体步骤如下： -设计一个用于控制频率的数字控制模块。该模块可以接收一个控制 信号，根据控制信号计算应当输出的频率，并将频率值传递给相位累加器。 -设计一个相位累加器模块。该模块可以接收一个时钟信号和一个频 率值，并根据时钟信号和频率值递增相位值，并将相位值传递给查表ROM 模块。 -设计一个查表ROM模块。该模块可以接收一个相位值，并根据相位 值从查表ROM中读取相应的采样值。 -设计一个数字到模拟转换器（DAC）模块。该模块可以接收一个采样值，并将采样值转换成模拟信号输出。 4.系统性能考虑 在设计基于DDS的正弦波信号发生器时，需要考虑一些性能指标以确 保输出的信号质量，如下所示： -频率范围：选择合适的时钟频率和相位累加器实现合理的频率范围。 -分辨率：根据需要的输出信号精度选择合适的查表ROM大小和DAC 分辨率。 -失真度：选择合适的查表ROM分辨率和DAC精度，以及合适的滤波 器设计，以保证输出信号的低失真度。 -稳定性：选择合适的时钟源以保证系统稳定性，同时进行适当的校 准和温度补偿。

基于DDS技术的信号发生器的设计与实现

基于DDS技术的信号发生器的设计与实现DDS（Direct Digital Synthesis）技术是一种基于数字信号处理的 频率合成技术，通过数字方式生成正弦波信号。DDS信号发生器可以用于 科学实验、通信系统中的频率合成、音频处理等应用领域。通过DDS技术，可以实现高精度、稳定性好、频率范围广的信号发生器。 DDS信号发生器的基本原理是：通过一个相位累加器、一个频率累加 器和一个波表，来生成一个时域上的正弦波信号，并将其转换为模拟电压 信号输出。相位累加器用来控制波表中的每个周期的采样点，频率累加器 用来控制相位累加器的步进。波表中存储了一个完整的正弦波周期的数值，波表的长度决定了信号发生器的频率分辨率。 DDS信号发生器的主要模块包括：时钟模块、相位累加器、频率累加器、波表和数模转换器。 时钟模块是DDS信号发生器的产生步进信号的时钟源，可以采用稳定 的晶振或者时钟信号源。时钟信号的频率决定了DDS信号发生器的输出信 号的频率精度。 相位累加器是DDS信号发生器的核心模块，它接收时钟信号，并根据 频率累加器的输入生成一个相位累加信号。相位累加器可以采用简化的模 数累加器，根据时钟信号的周期计算脉冲个数，每当相位累加信号增加一 个固定的脉冲数时，波表就输出一个采样点。 频率累加器实时地改变相位累加器的步进，从而改变信号发生器的输 出频率。频率累加器可以通过输入一个控制信号来改变频率累加器的增加 或减少的步进大小，从而实现更精细的频率调节。

波表是DDS信号发生器的存储波形数据的模块。它包含了一个完整的正弦波周期的采样点的数值，波表的长度决定了信号发生器的输出信号的频率分辨率。波表的数据可以事先存储在ROM中，也可以动态生成。 数模转换器将生成的波形数据转换为模拟电压信号输出。数模转换器的位宽决定了输出信号的精度，位宽越大，精度越高。 除了上述基本模块，DDS信号发生器还可以添加比较器、滤波器等模块，以实现输出电平调节、滤波等功能。 总结起来，基于DDS技术的信号发生器可以通过相位累加器、频率累加器、波表和数模转换器等模块来实现。需要注意的是，设计DDS信号发生器时，需要注意时钟信号源的稳定性和精度、波表的存储容量和数据精度、数模转换器的输出精度等因素，以保证信号发生器的性能和稳定性。

基于dds技术的信号发生器的设计与实现

文章标题：基于S技术的信号发生器的设计与实现 一、引言 在电子通信和信号处理领域，信号发生器是一种常见的设备，用于产 生各种类型的信号波形，包括正弦波、方波、三角波等。基于直接数 字合成（S）技术的信号发生器在现代电子设备中越来越受到重视，因为它具有频率稳定性高、频率分辨率高、频率和相位调制灵活等优点。本文将围绕基于S技术的信号发生器的设计和实现展开讨论。 二、S技术的基本原理 S技术是一种通过数字方式直接合成信号的技术，其基本原理是利用数字信号处理器（DSP）生成离散时间信号序列，再通过数模转换器将 其转换为模拟信号输出。S技术的核心在于其通过累加相位增量的方式来实现信号的频率合成，因此频率分辨率高，相位调制灵活，并且可 以实现快速切换频率和相位。 三、基于S技术的信号发生器的硬件设计 1. 时钟模块：基于S技术的信号发生器的时钟模块需要具有极高的稳 定性和精度，以确保合成信号的频率稳定性和精度。 2. 数字信号处理模块：数字信号处理模块是实现基于S技术的信号发 生器的关键，它需要具有高速的计算能力和精确的相位累加器，以实 现频率和相位的精确合成。 3. 数模转换模块：数模转换模块将数字信号处理模块生成的数字信号

转换为模拟信号输出，需要具有高精度和低失真的特性。 四、基于S技术的信号发生器的软件设计 1. 频率和相位控制算法：基于S技术的信号发生器的软件设计需要包 括频率和相位控制算法，以实现对合成信号频率和相位的灵活调节。2. 用户界面设计：为了方便用户操作和监控合成信号的参数，基于S 技术的信号发生器的软件设计还需要包括用户界面设计，以实现对信 号发生器的参数设置和监控。 五、基于S技术的信号发生器的实现 基于S技术的信号发生器的实现需要在硬件和软件两方面充分考虑， 确保其在频率稳定性、频率分辨率和相位调制灵活性等方面具有优秀 的性能。在实际应用中还需要考虑其输出功率、谐波失真等参数，以 满足不同场景的需求。 六、个人观点与展望 基于S技术的信号发生器在现代电子领域中具有广泛的应用前景，其 高稳定性、高频率分辨率和灵活的相位调制特性，使其在通信、雷达、医疗等领域都有着重要的地位。未来，随着数字信号处理和模拟电路 技术的不断发展，基于S技术的信号发生器将会在性能和功能上不断 提升，为电子领域的发展带来新的动力。 总结

毕业设计(论文)-基于fpga的函数信号发生器的设计与实现[管理资料]

基于FPGA的函数信号发生器的设计与实现 摘要 波形发生器己成为现代测试领域应用最为广泛的通用仪器之一，代表了信号源的发展方向。直接数字频率合成(DDS)是二十世纪七十年代初提出的一种全数字的频率合成技术，其查表合成波形的方法可以满足产生任意波形的要求。由于现场可编程门阵列(FPGA)具有高集成度、高速度、可实现大容量存储器功能的特性，能有效地实现DDS技术，极大的提高函数发生器的性能，降低生产成本。 本文首先介绍了函数波形发生器的研究背景和DDS的理论。然后详尽地叙述了用FPGA完成DDS模块的设计过程，接着分析了整个设计中应处理的问题，根据设计原理就功能上进行了划分，将整个仪器功能划分为控制模块、外围硬件、FPGA器件三个部分来实现。最后就这三个部分分别详细地进行了阐述。 本文利用Altera的设计工具QuartuSH并结合VeI’i1og一HDL语言，采用硬件编程的方法很好地解决了这一问题。论文最后给出了系统的测量结果，并对误差进行了一定分析，结果表明，，、三角波、锯齿波、方波，通过实验结果表明，本设计达到了预定的要求，并证明了采用软硬件结合，利用FPGA技术实现波形发生器的方法是可行的。 关键词:函数发生器，直接数字频率合成，现场可编程门阵列

The Design and Realize of DDS Based on FPGA Abstract Arbitrary Waveform Generator(AWG) is one of the most popular instruments in modern testing domains，Which represents the developing direction of signal sources· Direct Digital frequency Synthesis(DDS) advance dearly in full digital technology for frequency synthesis，its LUT method for synthes waveform .Adapts togenerate arbitrary Waveform· Field programable GateArray(FPGA)has the feature sof Iargeseale integration,high working frequency and ean realize lal’ge Memory,50FPGAeaneffeetivelyrealizeDDS. The of Corporation Altera ehosen to do the main digitalProcessing work，which based on its large sale and highs Peed. The 53C2440MCU ehosenasa control ehip· Inthisdesign,how to design the fpga chip and theInter faee between the FPGA and the control ehiP the the method of Software and hardware Programming,the design used the software Quartus11 and languageverilog一HDL solves ，the PrineiPle of DDS and Basis of EDA technology introdueed Problem is the design are analyzed and the whole fun into three Parts:masterehiP，FPGA deviee and PeriPheral three Parts are described indetail disadvantage and thing sneed toadv anceareal Of the dissertation,or asquare wave with in the frequency range to20MHz .Planed and the way to use software and hardware Programming method and DDS Technology to realize Functional Waveform Generatoravailable. Keywords:DDS;FPGA;Functional Waveform Generator 目录

基于DDS的任意信号发生器设计【开题报告】

毕业论文开题报告 电子信息工程 基于DDS的任意信号发生器设计 一、课题研究意义及现状 频率合成器是现代电子系统的重要组成部分，是决定电子系统性能的关键设备之一。随着现代通信技术的发展，系统对频率合成器提出了越来越高的要求。低相位噪声、高频谱纯度、高捷变速率和高频率分辨率的频率合成器已经成为频率合成技术发展的主要趋势。直接数字频率合成(DDS)是继直接频率合成(DS)和锁相环频率合成(PLL)之后出现的新的频率合成方法，它是近二十年新兴的一张频率合成技术，它具有分辨率高、切换速度快、相位连续等一系列优点，现已被广泛地应用于通信、雷达、电子对抗和仪器仪表等领域。 由于DDS的自身特点决定了它存在着以下两个比较明显的缺点:一是输出信号的杂散比较大,二是输出信号的带宽受到限制。DDS输出杂散比较大这是由于信号合成过程中的相位截断误差、D/A转换器的截断误差和D/A转换器的非线性造成的。当然随着技术的发展这些问题正在逐步的到解决。如通过增长波形ROM的长度减小相位截断误差。通过增加波形ROM的字长和D/A转换器的精度减小D/A量化误差。在比较新的DDS芯片中普遍都采用了12bit的D/A转换器。当然一味靠增加波形ROM 的深度和字长的方法来减小杂散对性能的提高总是有限的。国内外学者在对DDS输出的频谱做了大量的分析以后,总结出了误差的频域分布规律建立了误差模型,在分析DDS频谱特性的基础上又提出了一些降低杂散功率的方法:可以通过采样的方法降低带内误差功率,可以用随机抖动法提高无杂散动态范围(在D/A转换器的低位上加扰打破DDS输出的周期性,从而把周期性的杂散分量打散使之均匀化)。此外随着集成电路制造工艺的逐步提高,通过采用先进的工艺和低功耗的设计，数字集成电路的工作速度已经有了很大的提高。现在最新的DDS芯片工作频率已经可以达到1GHz。这样就可以产生频带比较宽的输出信号了。为了进一步提高DDS的输出频率，产生了很多DDS与其他技术结合的频率合成方法。如当输出信号是高频窄带信号的时候可以用混频滤波的方法扩展DDS的输出，也可以利用DDS的频谱特性来产生高频信号，如输出它较高的镜像频率。DDS和PLL(频率锁相环)相结合的方法也是一种有效的方法。这种方法兼顾了两者的优点，既有较高的频率分辨率，又有较高的频谱纯度。DDS和PLL相结合一般有两种实现方法:DDS激励PLL的锁相倍频方式和PLL内插DDS方式。DDS不仅可以产生正弦波同时也可以产生任意波，这是其他频率合成方式所没有的。任意波在各个领域特别是在测量测试领域有着广泛的应用。通过DDS这种方法产生任意波是一种简单、低成本的方法，通过增加波形点数可以使输出达到很高的精度，这都是其他方法所无法比拟的。 二、课题研究的主要内容和预期目标

SRD建模及其在无芯片RFID系统中的应用

SRD建模及其在无芯片RFID系统中的应用 张精华;郭海燕;邹传云 【摘要】通过对SRD的模型的研究,提出了一种能够减弱该模型非线性特性的模型.利用此模型设计了一款可重构的超宽带皮秒级脉冲发生器.SRD为脉冲产生的核心器件,使用PIN二极管和可调的RC微分电路提供两种不同脉冲波形的输出,并用射频仿真软件ADS对其改变脉冲宽度和波形的机理进行了分析和仿真.理论计算和仿真研究表明,该脉冲发生器能够很容易地同时产生脉冲宽度分别为330 ps和670 ps的高斯脉冲和单周期脉冲.所提出的脉冲发生器能够有效地重构,并且能够产生更加复杂的脉冲形状,例如多周期脉冲.这种脉冲产生方法简化了无芯片射频识别系统的电路结构. 【期刊名称】《微型机与应用》 【年(卷),期】2018(037)002 【总页数】4页(P100-103) 【关键词】无芯片射频识别;脉冲发生器;单周期脉冲;阶跃恢复二极管;可重构 【作者】张精华;郭海燕;邹传云 【作者单位】西南科技大学信息工程学院,四川绵阳621010;西南科技大学信息工程学院,四川绵阳621010;西南科技大学信息工程学院,四川绵阳621010 【正文语种】中文 【中图分类】TP925-7

0 引言 随着物联网技术的蓬勃发展，无芯片射频识别技术逐渐成为了一种非常有应用前景的技术，预计在2020能够替代传统的光学条形码技术[1-3]。在无芯片射频识别 系统中，射频识别(Radio Frequency Identification, RFID)阅读器发送(Ultra-WideBand, UWB)射频查询信号，并且监听标签结构的发射回波，通过对回波信 号特征的检测，实现标签标识码的检索。超宽带脉冲信号的类型主要有阶跃脉冲、高斯脉冲、单周期脉冲和多周期脉冲，这四种脉冲都具有宽的频谱。其中阶跃脉冲和高斯脉冲含有较大的直流分量而不容易通过天线发射出去，因此适用于接收机中。单周期脉冲由于具有不含有直流分量和低频分量少的特点，经常用于发射机电路当中[4]。在本文中脉冲发生器应用于无芯片RFID系统中，采用的脉冲是单周期脉冲信号和高斯脉冲信号。能够实现脉冲信号的核心器件有很多，如雪崩晶体三极管、隧道二极管、阶跃恢复二级管(Step Recovery Diodes，SRD)等。 本文主要通过对无芯片RFID系统关键器件中SRD的建模分析，提出了一种基于SRD的可重构脉冲发生器方案，并对电路进行分析和仿真。仿真结果表明脉冲的 宽度和波形可分别由RC微分电路和PIN二极管所调控，为实现复杂的多周期脉 冲信号提供了良好的调制基础。 1 SRD计算机模型 在计算机辅助设计(Computer Aided Design,CAD)软件技术的发展过程中，人们提出了一些SRD模型。其中，参考文献[5]介绍了一种基于器件传输过程的模型，但是不能用于仿真软件中；Goldman[6]提出一种基于p-n结的模型，但不能体现出SRD的非线性的电容特性；在此基础上，文献[7]提出了一种基于p-n结和非线性电容的CAD等效电路模型，这种模型不仅能完整的呈现SRD的显著的非线性 特性，而且能应用在脉冲的仿真设计中。

L频段高稳梳状谱电路设计与实现

L频段高稳梳状谱电路设计与实现 韩鹏飞 【摘要】利用阶跃恢复二极管的强非线性特点,设计了一个输入信号频率100 MHz、输出信号频率0.9～ 1.4 GHz的梳状谱电路,经开关滤波器电路处理后可以实现6个单频点输出.梳状谱电路经优化设计和调试,以较低的驱动功率实现了模块高稳定输出.在-55℃～+85℃工作温度范围内、输入信号功率0～+3 dBm条件下,梳状谱电路驱动功率为20 dBm左右,测试模块输出信号功率变化小于1.5 dB,附加相位噪声劣化小于1 dB. 【期刊名称】《电讯技术》 【年(卷),期】2012(052)008 【总页数】5页(P1340-1344) 【关键词】滤波器;梳状谱电路;阶跃恢复二极管;低附加相位噪声;高幅度稳定性【作者】韩鹏飞 【作者单位】中国电子科技集团公司第十三研究所,石家庄050051 【正文语种】中文 【中图分类】TN702 某项目中需要用到分频段滤波器模块，要求输入信号频率100 MHz，功率0～+3 dBm；输出0.9 GHz、1.0 GHz、1.1 GHz、1.2 GHz、1.3 GHz、1.4 GHz共6个频点；工作温度-55℃～+85℃，输出信号幅度-10±1.5 dBm；附加相位噪声恶化小于3 dB。需要说明的是，该组件对可靠性有明确要求，用户不希望使用温补

衰减器降低输出信号功率波动。 整个模块由梳状谱电路和开关滤波器两部分组成。其中开关滤波器电路中的开关、滤波器高温时插损增大，低温时插损降低，放大器高温时增益降低，低温时增益增大，因此开关滤波器具有高温时幅度降低，低温时幅度增大的变化特性，并且这种变化是固有的，只能通过选择合适的器件将变化控制在一定范围，无法通过调试消除或改善。输入信号有3 dB的功率波动，具有的很宽工作温度范围，不利于控制输出幅度变化；另外，考虑到组件输出信号多达6个频点，各频点输出幅度变化 的不一致性和用于调整幅度的衰减器衰减量的不连续性，在不使用温度补偿衰减器的前提下，要求与之配套的梳状谱电路本身必需具备很高的输出幅度稳定性，是性能实现的关键电路。设计思路：一是梳状谱电路形式要简单，易于实现；二是理论设计和实际试验相结合，通过试验对电路参数进行优化调整，使之达到最佳整体效果。 新设计了一种梳状谱电路，利用阶跃恢复二极管（SRD）制作梳状谱发生器。经优化设计和调试后，最终结果表明，整个分频段滤波器全部电性能指标满足要求，并且通过了SJ 20527A-2003《微波组件通用规范》规定的试验，达到了设计预期。本文重点说明梳状谱电路部分的设计与实现，开关滤波部分实现相对容易，不展开叙述。 根据要求，梳状谱电路输入信号频率100 MHz，功率0～+3 dBm；输出信号：0.9～1.4 GHz。 脉冲发生器是梳状谱电路的重要组成部分，由于SRD脉冲发生器不需要空闲电路，电路具有简单、紧凑的特点，利于提高可靠性，本文梳状谱电路采用了SRD脉冲 发生器。脉冲发生器理论参考了文献［1-2］，设计上主要参考了文献［3］给出 的电路结构，该文献未给出参数设计和最终结果，本设计具体电路上与之也不相同，是一种全新的设计。

基于共面波导的NVNA相位参考设计及应用

基于共面波导的NVNA相位参考设计及应用 徐清华;林茂六 【摘要】该文设计了一种基于共面波导的皮秒级脉冲发生器,该脉冲发生器利用阶跃恢复二极管(SRD)及片上短路延迟线来产生窄脉冲信号.测试证明此器件可产生半幅宽度为80ps,且幅度相位特性稳定的脉冲信号.该脉冲发生器的相位可重复性优于±1.75 °,可用作非线性矢量网络分析仪(NVNA)的相位参考和谐波相位绝对校准的标准组件.实验表明它还可作为相位传递标准,对带宽小于20 GHz的采样示波器及其他电子设备的复频率响应进行校准. 【期刊名称】《自动化与仪表》 【年(卷),期】2014(029)005 【总页数】5页(P52-56) 【关键词】脉冲发生器;非线性矢量网络分析仪;共面波导;相位参考 【作者】徐清华;林茂六 【作者单位】中国计量科学研究院,北京100013;哈尔滨工业大学电子与信息工程学院,哈尔滨150001 【正文语种】中文 【中图分类】TN98 在过去的30年里，人们习惯用传统S参数来表征被测器件（系统）的传输特性。而S参数的一个重要的前提假设是器件（系统）为线性时不变的。但随着电子工

程应用向更大功率的推进，器件（系统）越来越多的工作在其非线性区域 [1]。这样传统的S参数越来越不能满足当代电子测量技术的要求，为此Agilent推出了 新一代的非线性矢量网络分析仪（NVNA）。其与传统的线性矢量网络分析仪（VNA）的不同之处在于，它可以更加全面的表征被测器件（系统）的传递函数。Agilent推出的基于混频器NVNA是在传统的多端口矢量网络分析仪的基础上的 升级换代产品。这种结构的测试系统具有很高的无寄生动态范围（SFDR），通常优于100 dBc。并且由于自身强大的计算能力，其甚至可以被当做一台本底噪声 极低的超宽带示波器来使用。 其中相位参考组件是这种非线性矢量网络分析仪的关键组成部分。其相位校准件又称谐波相位参考标准或梳状波发生器，对应的时域为周期性的超窄脉冲信号源，因此在频域能产生一系列离散的谐波即梳状谱。这种发生器目前是使用非线性器件来实现，例如阶跃恢复二极管（SRD）和非线性传输线（NLTL）等[2-3]。 本文利用SRD在共面波导上设计了超窄脉冲发生器，其谐波相位可重复性优于 ±1.75°。并利用此窄脉冲发生器作为哈工大与中电集团41所共同研制的NVNA 原型样机的相位参考以及相位校准组件对NVNA进行了相位校准。此外运用此窄脉冲发生器，作为相位传递标准对Tektronix公司的实时采样示波器进行了复频率响应校准。 1 窄脉冲发生器的设计与仿真 利用阶跃恢复二极管（SRD）的传输特性和一个短路线，使SRD生成的信号180°移相并反射后与原信号进行叠加，生成窄脉冲序列。具体原理如图1所示[4]。 图1 脉冲序列产生过程Fig.1 Schematic of pulse sequence generated 具体原理及设计仿真方案在这里不再赘述[19]。在ADS仿真的基础上设计了两种 封装形式（90°及180°）的窄脉冲信号发生器的电路，分别如图2和图3所示。 选用超宽带合成扫频信号发生器AV148作为激励信号源，经功率放大器保证输入