文獻(xiàn)綜述與開題報(bào)告(樣例)

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1、蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）文獻(xiàn)綜述與開題報(bào)告1.文獻(xiàn)綜述1.1頻率合成技術(shù)簡(jiǎn)介頻率合成是指從一個(gè)高穩(wěn)定的參考頻率，經(jīng)過(guò)各種技術(shù)處理，生成一系列穩(wěn)定的頻率輸出。頻率合成的概念就是由一個(gè)或幾個(gè)參考頻率通過(guò)一些轉(zhuǎn)換，產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)頻率信號(hào)的過(guò)程。頻率合成技術(shù)一般分為直接式(DS)、間接式(PLL)和直接數(shù)字式(DDS)三種基本形式。早期的頻率合成采用直接式的方式，是由一個(gè)或多個(gè)晶體震蕩器經(jīng)分頻、倍頻、混頻對(duì)一個(gè)或幾個(gè)基準(zhǔn)頻率進(jìn)行加、減、乘、除運(yùn)算產(chǎn)生所需要的頻率信號(hào)，并通過(guò)濾波器產(chǎn)出，這是最早的頻率合成信號(hào)源的方法。目前該方法仍在使用，主要是因?yàn)樗l率轉(zhuǎn)換速度、相位噪聲低，比較容易實(shí)現(xiàn)。但

2、是該方式涉及的合成器體積過(guò)于龐大，而且成本較高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、產(chǎn)生任意波形的可控性較低。間接合成式是基于鎖相環(huán)的原理，即PLL。它與前者相比，輸出頻率的穩(wěn)定度和準(zhǔn)確度都有明顯的提高，頻譜純度等性能也有較大改善。主要是因?yàn)樾盘?hào)源的振蕩頻率被固定在頻率計(jì)數(shù)器的時(shí)基上，也就是說(shuō)以穩(wěn)定度高的振蕩器為基準(zhǔn)。因此，鎖相環(huán)的輸出頻率就與基準(zhǔn)頻率一致，振蕩器輸出信號(hào)和參考信號(hào)之間的相位差為固定的常數(shù)，而且鎖相環(huán)的突出優(yōu)點(diǎn)是能夠抑制疊加到輸入信號(hào)上的噪糾。這是直接式頻率合成方法所不能達(dá)到的。PLL還有體積小、性價(jià)比較高等一系列優(yōu)點(diǎn)。但是PLL技術(shù)也有明顯的缺點(diǎn)，采取閉環(huán)控制，系統(tǒng)的輸出頻率改變后，重新達(dá)到穩(wěn)定

3、的時(shí)間也就比較長(zhǎng)，一般為毫秒級(jí)，很難滿足高頻率分辨率與快速轉(zhuǎn)換率同時(shí)具備的要求，因此也有明顯瑕疵。直接數(shù)字頻率合成技術(shù)從原理上實(shí)現(xiàn)了突破。前兩種方法都是通過(guò)對(duì)基準(zhǔn)頻率進(jìn)行運(yùn)算得出，而DDS技術(shù)則是從相位的概念進(jìn)行頻率合成。它按一定的相位間隔，將待產(chǎn)生的波形幅度的二進(jìn)制數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于高速存儲(chǔ)器作為查找表，用參考頻率源(一般為晶體振蕩器)作為時(shí)鐘，用頻率控制字決定每次從查找表中取出波形數(shù)據(jù)的相位間隔，以產(chǎn)生不同的輸出頻率，對(duì)取出的波形數(shù)據(jù)通過(guò)高速D／A轉(zhuǎn)換器來(lái)合成出存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器內(nèi)的波形。直接數(shù)字頻率合成技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)是輸出相位連續(xù)、相對(duì)帶寬較大、頻率分辨率很高、可編程、準(zhǔn)確度和穩(wěn)定度都比較高。D

4、DS技術(shù)是利用查表法來(lái)產(chǎn)生波形，而通過(guò)修改存儲(chǔ)在ROM里的數(shù)據(jù)，就可以產(chǎn)生任意波形。所以它不僅能產(chǎn)生正弦、余弦、方波、三角波和鋸齒波等常見波形，而且還可以根據(jù)需要利用各種編輯手段，產(chǎn)生傳統(tǒng)函數(shù)發(fā)生器所不能產(chǎn)生的真正意義上的任意波形。7蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）所以，在這里選擇DDS技術(shù)。1.2DDS基本結(jié)構(gòu)DDS(DirectDi西talSynthesis)技術(shù)設(shè)計(jì)思想是基于數(shù)值計(jì)算信號(hào)波形的抽樣值來(lái)實(shí)現(xiàn)頻率合成的。它包括數(shù)字器件與模擬器件兩部分，主要有相位累加器、ROM波形查詢表、數(shù)模轉(zhuǎn)換器組成。其基本框圖如下相位累加器函數(shù)表ROMD/A低通濾波器時(shí)鐘K頻率控制字輸出圖1(1)相位

5、累加器是DDS的核心部分。一般是由數(shù)字全加器和數(shù)字寄存器組成，一般DDS的累加器都采用二進(jìn)制，線性數(shù)字信號(hào)通過(guò)相位累加器實(shí)現(xiàn)逐級(jí)的累加。假設(shè)累加器字長(zhǎng)為N，頻率控制字為K，控制時(shí)鐘頻率為fc，系統(tǒng)在同一個(gè)時(shí)鐘下工作，每個(gè)時(shí)鐘周期加法器做一次累加計(jì)算。因?yàn)槔奂悠鞯臐M偏是2Ⅳ，所以累加一次，相當(dāng)于做一次2Ⅳ模的運(yùn)算。得到的和作為相位值。(2)波形函數(shù)存儲(chǔ)在ROM中。根據(jù)累加器輸出的相位值，作為地址，尋找存儲(chǔ)在ROM中的波形函數(shù)的幅度量化值，完成相位到幅值的轉(zhuǎn)換，輸出相對(duì)應(yīng)的序列。(3)數(shù)模轉(zhuǎn)換器DAC是DDS中的重要部分。經(jīng)過(guò)查表以后得到的是離散的脈沖信號(hào)，通過(guò)數(shù)模轉(zhuǎn)換器將轉(zhuǎn)換成為連續(xù)平滑的

6、信號(hào)。DDS輸出的最高頻率主要跟DAC的性能有關(guān)。因?yàn)橐粋€(gè)正弦周期內(nèi)采樣點(diǎn)越少，越容易發(fā)生失真現(xiàn)象。為了獲得較為理想的信號(hào)，一般DAC之后都會(huì)接一平滑濾波器。1.3DDS基本原理?一個(gè)純凈的單頻信號(hào)可表示為：????????????????????????????????????????（2-1）只要它的幅度U和初始相位不變，它的頻譜就是位于7蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的一條譜線。為了分析簡(jiǎn)化起見，可令U=1，=0，這將不會(huì)影響對(duì)頻率的研究。即：?????????????????????????????????????（2-2）如果對(duì)（2-2）的信號(hào)進(jìn)行采樣，采樣周期為（即采樣頻率為

7、），則可得到離散的波形序列：???????????????????????????????（2-3）相應(yīng)的離散相位序列為：???????????????????????????（2-4）式中：??????????????????????????????????????????????????（2-5）是連續(xù)兩次采樣之間的相位增量。根據(jù)采樣定理：?????????????????????????????????????????????