基于FPGA的全数字锁相环开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

锁相环（pll）作为一种重要的频率合成和信号跟踪技术，广泛应用于无线通信、雷达系统、仪器仪表等领域。

传统的模拟锁相环存在体积大、功耗高、易受温度等环境因素影响等缺点，难以满足现代电子系统对高集成度、低功耗、高性能的要求。

而全数字锁相环（adpll）采用数字电路实现锁相环的所有功能模块，具有集成度高、功耗低、可编程性强、抗干扰能力强等优势，成为近年来研究的热点。

2. 本选题国内外研究状况综述

全数字锁相环(adpll)作为一种重要的频率合成与信号处理技术，近年来在国内外受到广泛关注和研究。

1. 国内研究现状

国内学者在全数字锁相环领域取得了一系列的研究成果。

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

本选题旨在研究基于fpga的全数字锁相环的设计与实现，并对其性能进行优化。

主要研究内容包括：
1.全数字锁相环的基本原理：深入研究锁相环的组成、工作原理以及关键性能指标，为后续设计提供理论基础。

2.数字鉴相器的设计：分析比较不同类型数字鉴相器的优缺点，选择合适的结构并完成veriloghdl设计，重点关注鉴相精度和速度。

4. 研究的方法与步骤

本课题将采用理论分析、仿真实验和实际测试相结合的研究方法，具体步骤如下：
1.文献调研阶段：查阅国内外关于全数字锁相环、fpga设计、veriloghdl语言等方面的相关文献，了解该领域的最新研究动态和技术发展趋势，为课题研究奠定理论基础。

2.方案设计阶段：根据研究目标和文献调研结果，确定全数字锁相环的总体方案，包括选择合适的fpga平台、数字鉴相器类型、数字环路滤波器算法等，并进行初步的理论分析和计算。

3.仿真验证阶段：使用veriloghdl硬件描述语言在modelsim、vivado等仿真软件中搭建全数字锁相环的仿真模型，并进行功能仿真和性能测试，验证方案的可行性和性能指标。

5. 研究的创新点

本课题的研究创新点主要体现在以下几个方面：
1.高精度数字鉴相器的设计：针对传统数字鉴相器存在精度不高、速度较慢的问题，本课题将研究基于新型算法的高精度数字鉴相器设计，例如基于cordic算法、基于脉冲相位检测等，以提高锁相精度和速度。

2.自适应数字环路滤波器的设计：针对不同应用场景下锁相环性能需求的差异性，本课题将研究基于自适应算法的数字环路滤波器设计，例如基于模糊控制、基于神经网络等，以实现环路参数的自适应调整，提高锁相环的动态性能和鲁棒性。

3.基于fpga的低功耗设计：针对全数字锁相环功耗较高的問題，本课题将研究基于fpga的低功耗设计方法，例如采用低功耗fpga芯片、优化电路结构、降低时钟频率等，以降低锁相环的功耗，延长其工作时间。

6. 计划与进度安排

第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲

第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文

7. 参考文献（20个中文5个英文）

[1] 刘亚军,王军,李国帅,等. 基于fpga的dds 锁相环频率合成器设计[j]. 电子技术应用,2020,46(06):8-12.

[2] 彭巍,李浩,王宏,等. 基于fpga的全数字锁相环设计与实现[j]. 微电子学与计算机,2019,36(04):62-66 71.

[3] 周宇,王伟,王建,等. 基于fpga的四倍频全数字锁相环设计[j]. 电子测量技术,2022,45(05):112-117.