1．目的及意义
　　信号发生器用于产生测试信号，在教学、科研、工业等领域中有着广泛的应用。传统的信号发生器是使用模拟电路或者专用芯片搭建而成，存在连线复杂，稳定性较差，且不易扩展和调试等缺陷。以现场可编程逻辑门阵列（FPGA）技术为核心的信号发生器的设计实现，提高了系统可靠性，实现了系统信息实时快速测量，使得信号发生器电路更加简单和精确。随着电子信息技术的发展，正弦信号广泛用于航空测控、通信系统、电子对抗、电子测量、科研等。
EDA技术是现代电子设计技术的核心，是指以计算机为工作平台，融合了应用电子技术、计算机技术、智能化技术的最新成果而研制成的电子CAD通用软件包。20世纪90年代，国际上电子和计算机技术较先进的国家一直在积极探索新的电子电路设计方法。在电子技术设计领域，可编程逻辑器件的应用已经广泛营及。这些器件为数字系统的设计带来了极大灵话性，它们可以通过软件编程商对其硬件结构和工作方式进行重构。从而使得硬件的设计可以像软件设计那样方便快捷，极大改变了传统数字系统的设计方法，过程与观念，促进了EDA技术的迅速发展。
随着微电子技术的迅速发展，集成电路设计和工艺技术水平有了很大的提高，逐渐转向以大规模FPGA等为物理载体的系统芯片的设计。FPGA是在PAL(可编程阵列逻辑) 、GAL(通用可编程阵列逻辑)、CPLD（复杂的可编程逻辑器件)等可编程器件的基础上进一步发展的产物，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。
利用FPGA技术设计的产品具有重量轻、体积小、速度快、保密程度高、功耗低等特点，极大地提高了产品的性价比和竞争力，并大大缩短了设计周期，减少了设计费用，降低了设计风险。FPGA解决了硬件逻辑可以任意编程而不需要改动硬件的问题,提高了硬件高速处理的能力,同时给ASIC前端验证提供了非常重要的手段。
一般的信号源设计采用频率合成技术，传统上采用锁相环(PLL)电路进行设计，随着直接数字频率合成(DDS)技术的发展，很多芯片公司都开发出了自己的DDS专用集成芯片，同D/A转换器和低通滤波器(LPF)一起便可以组成任意波形信号的发生器。但DDS专用芯片波形却是固定的，使用不灵活。而用FPGA设计DDS电路只需改变FPGA中的ROM数据，DDS就可以产生任意波形，而且FPGA芯片要比专用DDS专用芯片便宜很多倍。因此，采用FPGA来设计DDS系统具有很高的性价比。基于FPGA实现的直接数字频率合成器有着灵活的接口和控制方式较短的转换时间，较宽的带宽以及相位连续变化和频率分辨率较高等优点。
直接数字频率合成（DDS）是一种把一系列数字信号通过D/A转换器转换为模拟信号的合成技术，它的理论基础是“奈奎斯特采样定理”。这个理论20世纪70年代被提出，由于硬件技术的限制，DDS技术当时没能得到广泛应用。但是随着大规模集成电路的飞速发展，DDS技术的优越性已逐步显现出来。DDS在相对带宽、频率转换时间、相位连续性正交输出、分辨率以及集成化等一系列性能指标方面远远超过了传统频率合成技术所能达到的水平，为各种电子系统提供了优于模拟信号源发生器的高质量的频率源。今天DDS技术凭借其优越的性能已成为现代频率合成技术中的佼佼者，广泛用于接收机本振、信号发生器、仪器、通信系统、雷达系统等，尤其适合跳频无线电通信系统。

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2. 研究的基本内容与方案

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基于FPGA的正弦信号发生器采用直接数字合成技术（DDS）实现波形的数字化处理。

DDS从相位概念出发，以奈奎斯特时域采样定理为基础，在时域中进行频率合成。

DDS电路一般包括系统时钟、相位累加器、相位调制器、ROM 查找表、D/A 转换器和低通滤波器 (LPF)。

它按一定的相位间隔，将产生的波形幅度的二进制数据存储于高速存储器（ROM），用参考频率源作为时钟，从ROM中取出波形数据，在通过D/A转换和滤波电路便可得到模拟波形。

研究与设计由FPGA、单片机控制模块、键盘、LCD液晶显示屏、DAC输出电路和末级放大电路组成的正弦信号发生器。

采用单片FPGA实现直接数字频率合成技术，产生稳幅正弦波，并实现AM、FM、ASK、PSK等四类调制信号，信号波形无明显失真，就是这次研究的基本内容和目标。

根据所研究的内容，我采取的技术方案及措施为：设计单片机小系统负责用户的交互和整个系统的控制。

由FPGA和DAC构成DDS及调制电路模块。

FPGA负责在数字域实现正弦波合成、并完成ASK、PSK的调制和FM、AM调制，然后控制DAC输出波形。

DDS正弦波发生器的设计思路为：首先按照一定采样点数将正弦波形一个周期的数据信息存于ROM表中。