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随着频率合成理论和高速大规模集成电路的发展,信号发生器作为一类重要的仪器,在通信、检测、导航等领域有着广泛的应用。特别是在高压电力系统的检测领域,常常需要模拟电网谐波的标准信号源对检测设备的性能进行校验,例如高压电力线路的相位检测,避雷器的性能检测,用户电能表的性能校验等。为此,本文围绕一种新型的参数可调谐波信号发生器进行了研究和设计,课题得到了常州市科技攻关项目的资助。 本文首先论述了频率合成技术的发展,并将直接数字频率合成技术与传统的频率合成技术进行了比较。然后深入研究了DDS的工作原理和基本结构,从频域角度分析了理想参数和实际参数两种情况下DDS的输出频谱。在此基础上,详细分析了引起输出杂散的三个主要因素,并对DDS的杂散抑制方法进行了仿真研究。最后对参数可调谐波信号发生器进行了软硬件设计。 在系统设计的过程中,本文以Altera公司的FPGA芯片EPF10K70RC240-2为核心,利用开发工具MAX+PLUSⅡ并结合硬件描述语言VHDL设计了一种频率、相位、幅度、谐波比例可调的谐波信号发生器。详细阐述了该信号发生器的体系结构,并进行了软硬件的设计和具体电路的实现。实验结果表明,系统的性能指标均达到了设计要求,且具有使用简单、集成度高等特点。