数字通信信号模拟器的设计与实现技术

论文摘要

本文以ADI公司的DDS芯片AD9958为核心、ARM开发板作为上位机、ADI公司的DSP处理器作为DDS芯片的控制模块、ALTERA公司的FPGA芯片作为DDS芯片时序控制电路，开发研制了一套结构简便、性能优良的数字通信信号模拟器，可以产生15MHz-85MHz频带内的二进制和多进制的FSK、ASK、PSK信号。本文做的主要工作有：首先，分析DDS的工作原理，推导了DDS的数学表达式，在理想情况下分析了DDS的频谱特性，给出了DDS输出信号的时域表达式，并介绍了DDS基本特点。然后，本文对典型的数字通信信号进行数学建模，给出了信号的时域表达式，分析其时域特性和频域特性，并用matlab对数字通信信号进行时域仿真和频域仿真。接着，本文介绍以DDS芯片为核心进行通信信号模拟器的系统设计、硬件设计、软件设计。最后，本文介绍了对整个系统进行功能测试，给出了几个具有代表性信号测试结果以及分析。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 论文的研究背景和意义
• 1.2 直接数字频率合成技术的发展
• 1.3 论文的主要研究工作
• 第二章 直接数字频率合成技术简介
• 2.1 DDS 的工作原理
• 2.2 DDS 的内部基本结构介绍
• 2.3 DDS 的频谱分析
• 2.4 DDS 的基本特点
• 2.5 本章小节
• 第三章 典型数字通信信号分析
• 3.1 常规数字调制信号
• 3.2 二进制调制系统
• 3.2.1 二进制幅度键控（2ASK）信号
• 3.2.2 二进制频率键控（2FSK）信号
• 3.2.3 二进制相位键控（2PSK）信号
• 3.3 多进制调制系统
• 3.3.1 多进制幅移键控（MASK）信号
• 3.3.2 多进制调频键控（MFSK）信号
• 3.3.3 多进制相移键控（MPSK）信号
• 3.4 本章小结
• 第四章 数字通信信号模拟器系统设计
• 4.1 信号模拟器整体方案设计
• 4.2 DDS 芯片 AD9958
• 4.2.1 AD9958 介绍
• 4.2.2 DDS 相关寄存器功能及配置
• 4.2.3 幅度频率相位转换公式
• 4.2.4 控制字的写入与信号实现
• 4.3 上位机控制模块设计
• 4.3.1 控制模块的硬件连接
• 4.3.2 串口编程 API 函数介绍
• 4.3.3 控制模块流程
• 4.4 DDS 模块设计
• 4.4.1 DSP 控制器
• 4.4.2 FPGA 控制器
• 4.4.3 放大器与滤波电路
• 4.5 AD9958 的使用及典型信号的产生
• 4.5.1 二进制数字信号调制
• 4.5.2 多进制数字信号调制
• 4.6 本章小结
• 第五章 系统测试分析
• 5.1 测试仪器及条件
• 5.2 典型信号的测试及分析
• 5.2.1 码元宽度测试
• 5.2.2 ASK 信号测试
• 5.2.3 FSK 信号测试
• 5.2.4 PSK 信号测试
• 5.3 本章小结
• 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 在读期间的研究成果