1．目的及意义
电子信息技术发展日新月异，新技术、新方法不断涌现，各项技术指标也在不断突破。信号源技术是电子信息技术的重要分支。随着新技术的应用，和重难点技术的突破，电子信息技术得到了更加广泛的应用，如通信、军工、宇航、医疗、农业等等，尤其在通信领域应用最为广泛，我国通信技术正在高速发展。我国5G通信建设走在了世界前沿，华为等通信设备制造商，攻克难关，制造出了领先世界的5G通信设备，工信部大力推进5G部署，国内三大运营商也已经基本完成5G通信基础设施建设，将在2020年实现5G商用。在通信领域中，信号源扮演着极其重要的角色。DDS的典型应用包括现代通信系统（包括调频和扩频系统），混频器，调制器和测量仪器^[1]。

通信技术的进一步发展，对信号源的各项指标提出了新的要求。在卫星通信中，对信号的相噪和杂散要求较高^[2]。传统信号发生器，采用晶体震荡的方式产生各种频率，可输出频率高，信号杂散较小，但是输出频率较为单一，调频、调相不方便，限制了它在某些场合的应用。DDS（Direct Digital Synthesizer）即直接数字合成器，具有频率切换时间短、频率分辨率高、较宽的输出频带等特点^[3]。DDS可方便的进行调幅、调频、调相，弥补了传统滤波器的不足，DDS输出频率与工作时钟相关，伴随着高速电子器件的发展，如：高速FPGA（现场可编程逻辑器件）、高速DAC等，电子电路的工作时钟飞跃性提升，使得DDS信号发生器输出更高频率的信号成为可能。

在某些特定的应用场合中，对信号的纯度有较高的要求。然而，DDS信号发生器由于其结构特点，导致其合成的信号存在较多的杂散，影响了信号的频谱纯度。DDS技术合成信号的杂散主要来源于相位截断误差、幅度量化误差和DAC非线性特征^[4]。这在一定程度上限值了DDS的应用。如何减小DDS信号的杂散，提高频谱纯度，提高输出频率是目前研究的热点问题。

针对相位截断带来引入杂散的问题，国外较早的提出了相应的改进方法，相位抖动注入法可以有效的分散杂散信号的功率谱，在经过滤波可去除大量的杂散，从而有效的抑制相位截断带来的杂散。国外高速器件发展迅速，Altera公司、Xilinx公司研制的FPGA/CPDL芯片的工作时钟频率越来越高，内部存储资源越来越丰富，芯片集成度越来越高；TI（德州仪器）公司、ADI（亚德诺半导体）公司生产的D/A芯片精度越来越大，转换速率越来越快。使得DDS可实现更高的输出率，频率转换时间也越来越小，频带宽度提升明显，信号频谱质量也越来越好。

我国对频率合成技术的研究，相比国外，起步相对较晚。但是，由于国家对电子技术的高度重视，和大力发展。我国在高速、高精度芯片研制上取得明显进步，这促进了频率合成技术的发展。国内许多高校和研究所，都在大力研究，取得的进步显著，可实现的信号频率也极高，杂散很小。

{title}

2. 研究的基本内容与方案

{title} （1）基本内容：

频率合成技术分为三代，第一代为直接频率合成，第二代为间接频率合成，第三代为直接数字频率合成^[5]。直接数字频率合成（DDS）是一种全数字技术的频率合成方法，从相位角度出发合成波形。本次毕业设计将选用的核心硬件平台为FPGA（现场可编程逻辑器件），采用硬件描述语言Verilog,搭建出高速接口电路，控制高速DAC输出模拟波形，最后通过低通滤波处理完成最后的信号输出。

相位截断误差、幅度量化误差、DAC的非线性特征会导致DDS输出的信号出现杂散^[5]。由于DDS采用全数字化技术，相位是离散的，幅度也是离散的，这就是出现杂散的根源；其中，相位截断误差引入的杂散是最明显的。本次设计将实现DDS的功能，及研究杂散的来源和减小杂散的措施。

（2）目标:

①输出较高的频率。

②可输出多种波形，如：正弦波、方波、三角波等。

③输出频带较宽。