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信号发生器的核心技术是频率合成技术,主要方法有:直接模拟频率合成、锁相环频率合成(PLL)、直接数字合成技术(DDS)。其中模拟频率直接合成技术的信号发生器电路复杂,缺乏灵活性、稳定性;PLL技术比较成熟,具有频率稳定度高、准确性好、价格低等特点,但输出信号频率只能以间隔步进调整;DDS是开环系统,无反馈环节,输出响应速度快,频率稳定度高。因此直接数字频率合成技术是目前频率合成的主要技术之一,其输出信号具有相对较大的带宽、快速的相位捷变、极细的相位分辨率和相位连续等优点,广泛应用于通信、雷达、导航等现代电子技术领域。目前国内基于DDS技术的信号发生器设计基本上都是采用国外专用DDS芯片进行的,实现一个系统往往需要额外的处理器进行控制。本课题在研究DDS原理的基础上,利用SOPC(可编程片上系统)技术,在一片FPGA芯片上实现了整个信号发生器的硬件集成,取得了以下主要成果:采用同步电路设计原则,在降低组合电路毛刺对系统影响的同时,也提高了系统的易调试性。课题还采用流水线技术对DDS信号合成模块进行了优化,模块实现阶段通过添加时序约束以及采用静态时序分析(STA)的验证技术,使得所设计的DDS频率合成模块工作频率达到了170Mhz。采用数字键控技术实现的调制模块,不但提高了数字基带信号的调制响应速度,还大大降低了系统硬件资源的开销。所设计的调制模块工作时钟达到182Mhz。利用固定频率载波对基带二进制信号进行键控调制,基带序列信号可以是随机二进制序列码,码速率范围为0~2Mbps。课题采用VHDL/Verilog混合编程仿真技术进行了系统设计。嵌入式信号发生系统通过了综合、时序仿真验证,并在Xilinx公司的XC4VFX12型FPGA芯片上进行了硬件验证。所设计的信号发生器,不但可以输出脉冲信号、频率可调的正(余)弦信号、数字噪声模拟等常用信号,还可以输出线性调频信号(LFM)以及AM调制、幅移键控调制ASK、频移键控调制FSK和幅度正交调制QAM等信号。