基于FPGA的调制信号发生器的设计
基于FPGA的调制信号发生器设计研究
基于FPGA的调制信号发生器设计研究摘要直接数字频率合成技术在通信系统中被广泛采用。
在研究直接数字频率合成技术的基本原理的基础上，利用FPGA的DSP开发工具DSP Builder对直接数字频率合成器进行了建模设计，仿真结果显示该DDS频率及相位可灵活调整，具有较高的频率分辨率，能够实现频率及相位的快速切换，并将其应用在模拟调制和数字调制系统中。
通过仿真分析证明设计方法的正确性和实用性。
本文对通信信号中的AM信号、FM信号、ASK信号、FSK信号、PSK信号等根据DDS的基本原理，利用Matlab/DSP Builder进行建模,然后用Altera公司提供的Signal Compiler工具对其进行编译，产生Quartus II能够识别的VHDL 源程序，并且给出了采用Altera公司的Cyclone系统的FGPA芯片EP1C3T144C8进行仿真，并用ModelSim进行功能仿真及用Quartus II进行时序仿真,以验证所设计的信号满足要求，通过仿真分析设计方法的正确性和实用性，并用EDA 实验设备实现,在示波器上观测所设计的信号。
文中还简单应用了DSP Builder 设计中的层次化设计来完成调制集成系统的研究，有助于设计复杂的DSP Builder模型。
关键字现场可编程门阵列，直接数字频率合成，模拟调制，数字调制，DSP BuilderABSTRACTDirect digital synthesizer technology is widely applied in communication system. Based on studying the basic theory of direct digital synthesizer technology, this passage makes model design of DDS with DSP Builder of FPGA and applies DDS to digital modulation system. This DDS’s parameters can be adjusted flexibly, simulation result shows DDS has high resolution and fast setting time. The correctness and feasibility of DDS will be proved through simulation analysis.This article to signals in the signal corresponds which is AM、FM、ASK、FSK、PSK signal is according to the DDS basic principle, established the DDS basic model using Matlab/DSP Builder, then the Signal Compiler tool which provided using the Altera Corporation to it carries on the translation, has VHDL source program which Quartus II could distinguish and produce uses Altera Corporation cyclone series FPGA chip EP1C3T144C8 carries the simulation. Using ModelSim makes the simulation of function, and using Quartus II makes the simulation of order when carries on verify the signal design meet the requirement. Correctness and practicality to design method is analyzed by the simulation And test with EDA the equipment realize and observe and analyze on the oscilloscope signal design. In the article also simply applied DSP Builder design hierarchical design to complete the modulation integrative system's research. it was helpful in design complex DSP the Builder model.Keywords FPGA，DDS，Analog Modulation，Digital Modulation，DSP Builder目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1 绪论 (1)1.1 课题背景 (1)1.2 设计要求 (2)2 DDS的基本原理 (4)3 设计工具 (7)3.1 FPGA性能结构 (7)3.2基于EDA工具的FPGA设计流程 (9)3.2.1 EDA技术 (9)3.2.2 基于EDA的FPGA开发流程 (10)3.3 基于FPGA的DSP系统设计流程 (12)3.4 DSP Builder及其设计流程 (12)3.4.1 DSP Builder概述 (12)3.4.2现代DSP Builder设计流程 (13)3.5 QuartusII简述 (16)4 模拟调制信号发生器设计 (18)4.1 DDS模块设计 (18)4.2幅度调制（AM）信号发生器的设计 (19)4.2.1 AM的调制原理 (19)4.2.2 AM设计模型 (20)4.2.3 Simulink仿真 (20)4.2.4 使用Modelsim实现功能仿真 (21)4.2.5 使用QuartusII实现时序仿真 (22)4.3 频率调制信号（FM）的设计 (22)4.3.1 调频信号（FM）的原理 (22)4.3.2 FM设计模型 (23)4.3.3 仿真 (23)5 数字调制信号发生器设计 (25)5.1振幅键控（ASK）信号发生器的设计 (25)5.1.1 振幅键控（ASK）的基本原理 (25)5.1.2 ASK设计模型 (26)5.1.3 仿真图 (26)5.2 频移键控（FSK）信号发生器的设计 (27)5.2.1 FSK调制基本原理 (27)5.2.2 FSK设计模型 (28)5.2.3 仿真结果 (28)5.3 相移键控（PSK）信号发生器设计 (29)5.3.1 PSK调制基本原理 (29)5.3.2 PSK设计模型 (30)5.3.3 仿真 (30)6 调制集成设计 (33)6.1 DSP Builder的子系统 (33)6.1.1 模拟调制集成系统 (33)6.1.2 数字调制集成系统 (34)6.2 调制集成系统 (34)7 结束语 (35)参考文献 (36)致谢 (38)1 绪论1.1 课题背景无线电技术进行信息传输在现代电子应用中占有及其重要的地位,无线电通信,电视,雷达,遥控遥测等,都是利用无线电技术传输各种不同信息的方式。
基于FPGA的函数信号发生器设计毕业设计(论文) 精品
基于FPGA的函数信号发生器设计摘要函数信号发生器是各种测试和实验过程中不可缺少的工具，在通信、测量、雷达、控制、教学等领域应用十分广泛。
随着我国经济和科技的发展，对相应的测试仪器和测试手段也提出了更高的要求，信号发生器己成为测试仪器中至关重要的一类。
本文在探讨函数信号发生器几种实现方式的基础上，采用直接数字频率合成（DDS）技术实现函数信号发生器。
在对直接数字频率合成（DDS）技术充分了解后，本文选择以Altera公司生产的FPGA芯片为核心，以硬件描述语言Verilog HDL为开发语言，设计实现了可以产生任意波形（以正弦波为例）和固定波形的（以方波和锯齿波为例）的函数信号发生器。
文中详细阐述了直接数字频率合成（DDS）、波形产生以及调幅模块的设计，并给出了相应的仿真结果。
本文最后给出了整个系统的仿真结果，即正弦波、方波、锯齿波的波形输出。
实验表明，用现场可编程门阵列（FPGA）设计实现的采用直接数字频率合成（DDS）技术的函数信号发生器，克服了传统方法的局限，实现了信号发生器多波形输出以及方便调频、调幅的功能。
关键词函数信号发生器；直接数字频率合成；现场可编程门阵列；Verilog HDLAbstractFunction Generator is an indispensable tool in a process of various tests and experiments. It is widely used in communication, measurement, radar, control, teaching and other fields. With the development of China's economic and technological, the corresponding test equipment and test methods are also put forward higher requirements, and the signal generator has become a vital test instrument.The article examines the several implementations of the function generator. And it has achieved the function generator which is completed by direct digital frequency synthesis (DDS) technology . Through understanding the direct digital frequency synthesis (DDS) technology, this paper chose to the Altera Corporations’ FPGA chips as the core of design. The function generator which can produce sine, square wave, sawtooth wave was designed. It also used hardware description language Verilog HDL as development language. The paper described the design of the main module, such as direct digital synthesizer (DDS), waveform generation and modulation module. And the corresponding simulation results were also presented.At last, the simulation results of the whole system were presented, that is, sine, square, sawtooth waveform has been carried out. Experiments show that the function generator based on FPGA and direct digital frequency synthesis (DDS)technology has overcame the limitations of traditional methods and achieved a signal generator which can generate multiple waveforms and has facilitate FM, AM function.Keywords Function Genenrator Direct Digital Freguency Synthesizer FPGA Verilog HDL目录1绪论 (1)1.1背景及意义 (1)1.2波形发生器研究现状 (1)1.2.1波形发生器的发展状况 (1)1.2.2国外波形发生器产品介绍 (2)1.3本设计的主要工作 (2)2系统基本原理 (4)2.1函数信号发生器的几种实现方式 (4)2.1.1程序控制输出方式 (4)2.1.2 DMA输出方式 (4)2.1.3可变时钟计数器寻址方式 (4)2.1.4直接数字频率合成方式 (4)2.2频率合成器简介 (5)2.2.1频率合成技术概述 (5)2.2.2频率合成器主要指标 (6)2.3 DDS原理 (6)2.3.1相位累加器 (7)2.3.2波形ROM (8)2.3.3 DDS频率合成器优缺点 (8)2.4现场可编程门阵列(FPGA) (9)2.4.1 FPGA简介 (9)2.4.2 FPGA特点 (9)2.4.3 FPGA工作状态 (10)2.4.4 FPGA的编程技术 (10)2.4.5 FPGA器件配置方式 (10)2.4.6使用FPGA器件进行开发的优点 (11)2.5 Verilog HDL语言简介 (11)3系统软件设计 (13)3.1编程软件的介绍 (13)3.1.1 Quartus II简介 (13)3.1.2 Quartus II设计流程 (13)3.2 Quartus II系统工程设计 (14)3.2.1创建工程 (14)3.2.2新建Verilog源文件 (15)3.2.3工程编译 (15)3.2.4生成模块电路 (15)3.2.5新建Block Diagram/Schematic File并添加模块电路 (16)3.2.6设计Vector Waveform File (16)3.3函数信号发生器的系统设计 (17)3.3.1系统总体设计 (18)3.3.2 FPGA系统设计流程 (18)3.3.3 FPGA系统模块设计 (19)4系统模块设计及仿真 (21)4.1频率寄存器模块设计 (21)4.2 DDS模块设计 (22)4.2.1 32位加法器 (22)4.2.2相位寄存器 (23)4.3波形产生模块设计 (24)4.3.1正弦波形ROM (24)4.3.2方波模块 (26)4.3.3锯齿波模块 (27)4.4调幅模块设计 (28)5系统调试 (30)5.1调试 (30)5.2仿真结果 (30)结论 (32)致谢 (33)参考文献 (34)附录 (35)附录1系统整体设计图 (35)附录2各模块源程序 (35)1绪论1.1背景及意义函数信号发生器是各种测试和实验过程中不可缺少的工具，在通信、测量、雷达、控制、教学等领域应用十分广泛。
基于FPGA的信号发生器设计
基于FPGA的信号发生器设计1 引言电子产业瞬息万变,越来越多的设计开始以ASIC转向FPGA(现场可编程门阵列)，FPGA正以各种电子产品的形式进入了我们日常生活的各个角落。
随着新一代FPGA芯片工艺和设计方法的进步及新的应用领域和市场需求的变化, EDA技术有了突飞猛进的发展，数字系统设计也有了革命性的变化。
芯片的复杂程度越来越高，人们对数万门乃至数百万门设计的需求也越来越多，采用硬件描述语言VHDL的设计方式就应运而生，设计工作从行为、功能级开始，并向着设计的高层次发展。
VHDL具有多层次描述系统硬件功能的能力，支持自顶向下和基于库的设计的特点，从系统设计入手，在顶层进行系统方框图的划分和结构设计，在方框图一级用VHDL对电路的行为进行描述，并进行仿真，然后在系统一级进行验证，最后再用逻辑综合优化工具生成具体的门级逻辑电路的网表，下载到具体的FPGA器件中去，可以实现可编程的专用集成电路(ASIC)的设计。
在电子技术飞速发展的今天，信号发生器在工业、农业、生物医学等领域内，如高频感应加热、熔炼、淬火、超声诊断、核磁共振成像等，或者电路实验和设备检测中具有十分广泛的用途。
基于FPGA的信号发生器的设计，以简单、廉价的元器件构筑，能够产生高精度的正弦波、方波、三角波、锯齿波，同时可以实现波形自由选择。
本设计以花费小、集成度高、性能稳定、使用方便为指导，在功能上力求完善实用，同时兼顾商业价值与应用价值的体现。
2 设计方案2.1 方案介绍正弦波和方波使用MegaWizard Plug-In Manager定制宏功能模块，然后在顶层文件中例化。
锯齿波和三角波采用VHDL语言编程的文本输入方式。
使用分频器将输入的高频脉冲降频得到各模块所需的低频脉冲，使用四选一数据选择器选择波形的输出。
对程序进行编译仿真，成功后下载文件到FPGA实验箱来测试。
通过FPGA软件扫描方式将波形数据读出传输给DAC0832，通过外接示波器显示波形输出。
基于FPGA的信号发生器设计..
2013年全国大学生电子设计竞赛基于FPGA的信号发生器设计题目：信号发生器班级： xxxxxxxxxxxx成员： xxx指导老师： xxx2013年7月30日目录一、设计要求 (4)1. 基本要求 (4)二、设计方案 (4)三、系统基本原理 (5)3.1函数信号发生器的几种实现方式 (5)3.1.1程序控制输出方式 (5)3.1.2 DMA输出方式 (6)3.1.3可变时钟计数器寻址方式 (6)3.1.4直接数字频率合成方式 (7)3.2频率合成器简介 (7)3.2.1频率合成技术概述 (7)3.2.2频率合成器主要指标 (8)2.3 DDS原理 (9)3.3.1相位累加器 (9)3.3.2波形ROM (11)3.3.3 DDS频率合成器优缺点 (11)四、单元模块设计 (12)4.1系统框图 (12)4.2相位累加器与相位寄存器的设计 (13)4.3波形ROM的设计 (14)4.4频率控制模块的设计 (17)4.5 D/A转换器 (18)4.6滤波模块 (20)五、系统源程序 (20)5.1 Verilog HDL 源程序： (20)5.2 STM32 源程序： (24)摘要直接数字频率合成DDS(Direct Digital Synthesizer)是基于奈奎斯特抽样定理理论和现代器件生产技术发展的一种新的频率合成技术。
与第二代基于锁相环频率合成技术相比，DDS具有频率切换时间短、频率分辨率高、相位可连续变化和输出波形灵活等优点，因此，广泛应用于教学科研、通信、雷达、自动控制和电子测量等领域。
该技术的常用方法是利用性能优良的DDS专用器件，“搭积木”式设计电路，这种“搭积木”式设计电路方法虽然直观，但DDS专用器件价格较贵，输出波形单一，使用受到一定限制，特别不适合于输出波形多样化的应用场合。
随着高速可编程逻辑器件FPGA的发展，电子工程师可根据实际需求，在单一FPGA上开发出性能优良的具有任意波形的DDS系统，极大限度地简化设计过程并提高效率。
基于FPGA的信号发生器设计
基于FPGA的函数信号发生器设计摘要在信号发生器的设计中,传统的用分立元件或通用数字电路元件设计电子线路的方法设计周期长,花费大,可移植性差。
本设计是利用EDA技术设计的电路,该信号发生器可以输出四种信号，分别是正玄波、方波、三角波、锯齿波，可以通过外部的按键选择波形并调节波形的幅度、相位和频率。
侧重叙述了用FPGA来完成直接数字频率合成器(DDS)的设计,通过调用四个ROM 里面的数据来实现，这里需要一个加法器和一个累加器来产生 ROM 的地址。
通过不断让地址累加，从而不断地从 ROM 中读取波形数据，然后将数据送往 DACTLC5615的驱动模块中，这样最终便输出模拟的波形，最后通过示波器演示仿真结果。
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FPGA器件的高性能、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DDS系统。
关键词：FPGA；函数信号发生器；DDS；DAC；The design of function generator based on FPGAAbstractIn the signal generator design , the traditional method of using discrete long design cycle components or general purpose digital circuit component design of electronic circuits , expensive, poor portability . This design is the use of EDA technology designed circuit , the signal generator can output four signals , which are sine wave, square wave , triangle wave , sawtooth wave, you can select and adjust the waveform amplitude, phase and frequency of the waveform by an external button.Emphasis describes the use of FPGA to complete direct digital frequency synthesizer (DDS) design , by calling four ROM inside the data to achieve here need an adder and an accumulator to generate ROM address. By constantly make address accumulate, thereby continuously reads the waveform data from the ROM , and then the data is sent to DACTLC5615 drive module , so that the final output will be analog waveforms, and finally through the oscilloscope display simulation results.Compared with the conventional method of frequency synthesis , DDS frequency synthesized signal having a short switching time , high frequency resolution, and many other advantages of continuous phase change . FPGA devices using high-performance, highly integrated combination of design can overcome the shortcomings of traditional DDS , which designed and developed the excellent performance of the DDS system .Keywords: FPGA; function signal generator; DDS; DAC;目录第一章绪言 (1)1.1 课题背景 (1)1.2 课题研究的目的和意义 (1)1.3 国内外的研究状况 (2)1.3.1波形发生器的发展状况 (2)1.3.2 国内外波形发生器产品比较 (3)1.3.3 本课题在国内外的研究现状 (3)第二章信号发生器的方案设计 (4)2.1硬件组成部分 (4)2.1.1 FPGA实验板 (4)2.2外围电路 (6)2.2.1TLC5615芯片 (6)2.2.2 TLC5615工作原理 (8)2.3 RC低通滤波电路 (9)第三章直接数字合成技术（DDS） (11)3.1 直接数字合成技术（DDS） (11)3.2 DDS 的基本原理 (11)3.3 DDS 的性能分析 (12)3.3.1 DDS理想抽样频谱 (12)3.4 DDS 杂散频谱分析 (13)3.4.1相位截断对输出信号频谱的影响 (13)3.4.2 D/A 非理想特性及参考时钟相位噪声对输出信号频谱的影响 (13)3.5基于DDS的信号函数发生器 (14)3.5.1 整体框图及其说明 (14)3.5.2 按键消抖模块 (14)3.5.3 按键编码 (16)3.5.4 DDS 信号发生器 (18)3.5.5 RTL电路图 (20)第四章实验分析 (21)4.1 实验过程 (21)4.1.1 程序调试 (21)4.2 实验结果 (23)4.3 实验总结 (24)致谢 (24)参考文献 (25)第一章绪言1.1 课题背景在一些电子设备的电路板故障检测仪中，往往需要频率、幅度都能由计算机自动调节的信号源。
基于FPGA的信号发生器的设计
的飓 风 系列 ｃｃ ｎ ｙｌ ｅ可 编程 门 阵列 芯 片 和 Ａ 公 司的 Ａ ８ ７Ｄ／ 转 换 器） 实现 了信 号发 生 器 的设 计 ， 针 对 工 程 设 计 容 易 出现 的 问题 ， 出 ｏ Ｄ Ｄ７４ （ Ａ ， 并 给 了解决 的 思路 。
【 关键词 ｌ 现场 可编程逻辑 门阵列； 数模转换器
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在 仪 表 着陆 系 统 （ ｓ是 引 导 飞 机 自动 着 陆 的重 要 系 统 ， 设计 机 ｉ） ｔ 为
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基于FPGA的脉冲宽度调制信号发生器
基于FPGA的脉冲宽度调制信号发生器郝建卫【摘要】摘要:为了产生各种不同形式的脉冲宽度调制(PWM)信号，提出一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的脉冲宽度调制信号发生器。
采用硬件描述语言Verilog设计底层模块，并在FPGA芯片内部嵌入一个NiosII软核处理器，使用软硬件协同的工作方式产生多路PWM信号。
实验结果表明，该信号发生器的频率输出范围为1 Hz～4 MHz，占空比可调范围为1%～99%，任意两路信号间的相位差范围为1°～180°，达到预期效果。
【期刊名称】计算机工程【年(卷),期】2013(039)002【总页数】6【关键词】关键词:脉冲宽度调制；占空比；NiosII软核；压控放大器；相位累加器1 概述脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation, PWM)是一种利用数字信号控制模拟电路的控制技术，广泛应用于电源、电机控制、通信系统、伺服系统、功率控制等电子设备[1]。
PWM技术也是变频调速技术的核心，其实现方法正在不断地被改进和发展，在这些应用领域和产品设计中，比较关键的共同问题是如何提高带宽和稳定度，产生各种不同形式的PWM信号[2]。
本文设计和实现一种基于现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)的脉冲宽度调制信号发生器。
2 信号发生器总体设计本文采用自顶向下逐级细化的设计方法，结合嵌入式可配置微处理器技术，对信号发生器进行模块化设计[3]。
顶层采用图形设计方式，底层模块由Verilog 硬件描述语言描述，利用QuartusII9.0软件完成仿真及综合，并在ALTERA公司的CycloneII系列现场可编程门阵列芯片上进行了实现。
芯片内嵌NiosII软核处理器，实现了处理器与PWM信号产生模块的无缝连接，提升了信号发生器内部的处理速度和稳定性，降低了功耗和成本。
该信号发生器由PWM信号产生模块、键盘模块、LCD显示模块、程控衰减与放大模块及电源模块共5个模块构成。
基于某FPGA的信号发生器的设计
前言信号发生器是实验室的常用仪器之一，设计信号发生器具有实际应用的意义。
而采用FPGA的方法设计信号发生器可以产生频率比较高的信号，例如频率为几M的正弦波。
通常正弦波产生的方法是采用MCU+DDS的方法，但是由于DDS 的造价比较高，所以在指标要求不高的情况下，可以使用FPGA来实现DDS频率合成的原理来产生较高频率的正弦波，任意波形的信号也是如此。
课题《基于FPGA的信号发生器的设计》主要研究容为DDS基数及其FPGA 的实现。
其目的在于让设计者能掌握DDS的原理及其设计思路，具体的了解EDA 技术流程，熟悉硬件描述语言设计功能电路，并最终检验设计的设计能力。
随着我国的经济日益增长，社会对电子产品的需求量也就越来越大，目前，我国的电子产品市场正在迅速的壮大，市场前景广阔。
FPGA(Field Programmable Gate Array,现场可编程门阵列)在现代数字电路设计中发挥着越来越重要的作用。
FPGA/CPLD(Complex Programmable Logic Device)所具有的静态可重复编程和动态在系统重构的特性，使得硬件的功能可以像软件一样通过编程来修改，这样就极大地提高了电子系统设计的灵活性和通用性，缩短了产品的上市时间并降低可电子系统的开发成本，且可以毫不夸地讲，FPGA/CPLD能完成任何数字器件的功能，从简单的74电路到高性能的CPU。
它的影响毫不亚于20世纪70年代单片机的发明和使用。
现在随着电子技术的发展，产品的技术含量越来越高，使得芯片的复杂程度越来越高，人们对数万门乃至数百万门设计的需求也越来越多，特别是专用集成电路（ASIC）设计技术的日趋进步和完善，推动了数字系统设计的迅速发展。
仅靠原理图输入方式已不能满足要求，采用硬件描述语言VHDL的设计方式应运而生，解决了传统用电路原理图设计大系统工程时的诸多不便，成为电子电路设计人员的最得力助手。
设计工作从行为、功能级开始，并向着设计的高层次发展。
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的设计基于FPGA的调制信号发生器调制信号发生器的设计学生专业：学生姓名：指导教师：摘要直接数字频率合成技术在通信系统中被广泛采用。
在研究直接数字频率合成技术的基本原理的基础上，利用FPGA的QuartusⅡ开发工具，对调制信号进行了建模设计，仿真结果显示该载波和基带信号及相位可灵活调整，具有较高的频率分辨率，能够实现频率及相位的快速切换，通过仿真分析证明设计方法的正确性和实用性。
本设计结合直接数字频率合成(Direct Digetal Synthesis，DDS)技术，借助FPGA可编程逻辑器件实现调制信号发生器的设计，通过此设计更好的掌握和使用Matlab软件，并用来研究分析数据的结构，并在Matlab中产生正弦信号的离散数据；在QuartusⅡ软件中编写verilog功能模块，调用加法器、乘法器、LPM_ROM、锁相环等Altera公司提供的LPM宏功能模块来生成原理图，并且设计系统的总的原理图。
联合modelsim进行仿真，对于整体的框架进行仿真，验证设计系统的功能，得到设计成果。
通过仿真分析设计方法的正确性和实用性，并用EDA实验设备实现,在示波器上观测所设计的信号。
关键字现场可编程门阵列；直接数字频率合成；模拟调制；数字调制AbstractDirect digital synthesizer technology is widely applied in communication system. Based on studying the basic theory of direct digital synthesizer technology,this passage makes model design of DDS with DSP Builder of FPGA and applies DDS to digital modulation system.This DDS’s parameters can be adjusted flexibly,simulation result shows DDS has high resolution and fast setting time.The correctness and feasibility of DDS will be proved through simulation analysis.Combining with the Direct digital frequency Synthesis(Direct Digetal Synthesis,DDS) technology,with the aid of FPGA programmable logic devices realize modulation signal generator design,through the design better control and use of Matlab software,and used to study the structure of data analysis,and in Matlab produce sine signal of discrete data;In QuartusⅡsoftware writing verilog function module,call adder on time-multiplier,LPM_ROM,phase lock loop,such as company of Altera provide LPM macro function module to generate principle diagram,and design the system of general principle diagram.United modelsim,and simulation for the overall framework,and simulation test design system function,get the design results. Correctness and practicality to design method is analyzed by the simulation And test with EDA the equipment realize and observe and analyze on the oscilloscope signal design.K eywords FPGA DDS Analog Modulation Digital Modulation第1章绪论1.1课题背景无线电技术进行信息传输在现代电子应用中占有及其重要的地位,无线电通信,电视,雷达,遥控遥测等,都是利用无线电技术传输各种不同信息的方式。
在这些信息的传递过程中,都要用到调制技术。
所谓调制是在传送信号的一方将所要传送的信号“附加”在高频振荡波上,再由发送装置进行传送。
本设计对通信信号中的AM信号、FM信号进行设计,在设计中选用ALTERA公司现场可编程门阵列CYCLONE系列的器件。
通过近20年的发展，通信己成为市场最活跃、份额最高的产业，也成为国际上市场竞争最激烈的部分[1]。
目前不断发展的数字信号处理(DSP，Digital Signal Processing)技术迅速地扩展到了其应用领域，如3G移动通信、网络会议、多媒体系统、雷达卫星系统、医学仪器、实时图像识别与处理、联合战术无线电系统、智能基站以及民用电器等。
所有这一切在功能实现、性能指标与成本方面都在不断增加其要求。
在过去很长一段时间，DSP处理器(如TI的TMS320系列)是DSP应用系统核心器件的惟一选择。
尽管DSP处理器具有通过软件设计能适用于实现不同功能的灵活性，但面对当今迅速变化的DSP应用市场，特别是面对现代通信技术的发展，DSP处理器早已显得力不从心。
例如其硬件结构的不可变性导致了其总线的不可改变性，而固定的数据总线宽度，已成为DSP处理器一个难以突破的瓶颈。
DSP处理器的这种固定的硬件结构特别不适合于当前许多要求能进行结构特性随时变更的应用场合，即所谓面向用户型的DSP系统，或者说是用户可定制型，或可重配置型的DSP应用系统(Customized DSP或Reconfigurable DSP等)，如软件无线电、医用设备、导航、工业控制等方面。
至于在满足速度要求方面，由于采用了顺序执行的CPU架构，DSP处理器则更加不堪重负[3]。
FPGA器件集成度高、体积小，具有通过用户编程实现专门应用的功能。
使用FPGA器件可以大大缩短系统的研制周期，减少资金投入，更吸引人的是，采用FPGA器件可以将原来的电路板级产品集成为芯片级产品，从而降低了功耗，提高了可靠性，同时还可以很方便地对设计进行在线修改，因此有时人们也把FPGA称为可编程的ASIC在这些FPGA中，一般都内嵌有可配置的高速RAM、PLL、LVDS、LVTTL以及硬件乘法累加器等DSP模块。
今天大容量、高速度的FPGA的出现，克服了上述方案的诸多不足。
它允许电路设计者利用基于计算机的开发平台，经过设计输入、仿真、测试和校验，知道达到预期的结果。
用FPGA 来实现数字信号处理可以很好地解决并行性和速度问题，而且其灵活的可配置特性，使得FPGA构成的DSP系统非常易于修改、易于测试及硬件升级。
在利用FPGA进行DSP系统的开发应用上，已有了全新的设计工具和设计流程。
随着数字技术在仪表和通信系统中的广泛应用，一种从参考频率源生成多种频率的数字控制方法应运而生，这种技术就是DDS(即直接数字合成)。
DDS技术是一种从相位概念出发直接合成所需波形的一种新的全数字频率合成技术。
目前，各大芯片制造厂商都相继推出采用先进CMOS工艺生产的高性能、多功能DDS芯片，为电路设计者提供了多种选择。
然而在某些场合，专用DDS芯片在控制方式、置频速率等方面与系统的实际要求存在很大差距，这时可以采用高性能FPGA来设计符合具体需要的DDS电路。
1.2基于EDA工具的FPGA设计流程1.2.1EDA技术现代电子技术的核心是EDA(Electronic Design Automation电子设计自动化)技术。
EDA技术就是依赖功能强大的计算机，在EDA工具软件平台上，对以硬件描述语言HDL(Hardware Description Language)为系统逻辑描述手段完成的设计文件，自动地完成逻辑编译、逻辑化简、逻辑分割、逻辑综合、结构综合(布局布线)以及逻辑优化和仿真测试，直至实现既定的电子线路系统功能。
EDA技术使得设计者的工作仅限于利用软件的方式，即利用硬件描述语言和EDA软件来完成对系统硬件功能的实现[4]。
EDA技术在硬件实现方面融合了大规模集成电路制造技术：IC版图设计技术、ASIC测试和封装技术、FPGA/CPLD编程下载技术、自动测试技术等[6]。
在计算机辅助工程方面融合了计算机辅助设计(CAD),计算机辅助制造(CAM)、计算机辅助测试(CAT)、计算机辅助工程(CAE)技术以及多种计算机语言的设计概念，而在现代电子学方面则容纳了更多的内容，如电子线路设计理论、数字信号处理技术、数字系统建模和优化技术及长线技术理论等等。
因此EDA技术为现代电子理论和设计的表达与实现提供了可能性。
当然，这里的所谓EDA主要是指数字系统的自动化设计，因为这一领域的软硬件方面的技术已比较成熟，应用的普及程度也比较高。
而模拟电子系统的EDA正在进入实用，其初期的EDA工具不一定需要硬件描述语言[5]。
此外，从应用的广度和深度来说，由于电子信息领域的全面数字化，基于EDA的数字系统的设计技术具有更大的应用市场和更紧迫的需求性。
EDA技术的发展历程同天规模集成电路设计技术、计算机辅助工程、可编程逻辑器件以及电子设计技术和工艺的发展是同步的。
20世纪80年代，集成电路设计进入了CMOS(互补场效应管)时代，复杂可编程逻辑器件已进入商用阶段，而在80年代末，出现了FPGA(Field programmable Gate Array现场可编程门阵列)和CPLD(Complex Programmable Logic Device复杂可编程逻辑器件)，其特点是直接面向用户，具有极大的灵活性和通用性，使用方便，硬件测试和实现快捷，开发效率高，电子系统设计工程师可以在实验室中设计出专用的IC,实现系统的集成，从而大大缩短了产品上市时间，降低了开发成本[7]。
进入20世纪90年代，集成电路设计工艺步入了超深亚微米阶段，百万门以上的大规模可编程逻辑器件陆续面世，促进了FDA技术的形成。