基于FPGA的DDS基本信号发生器的设计

赵丽娜，郭宝增，刘少鹏，马 韬

（河北大学 电子信息工程学院，河北 保定 071002）

DDS（Direct Digital Frequency Synthesis）即直接数字式频率合成，是从相位概念出发直接合成所需波形的一种频率合成技术[1]。与传统信号源所采用的用模拟方式生成信号不同，它是将先进的数字信号处理理论与方法引入信号合成领域。DDS技术在精确度、灵活度等方面都超过模拟信号发生器。并且DDS可实现相位连续变化，且具有良好频谱的信号，这是传统方法无法实现的。

FPGA的迅速发展为DDS提供了更加优良的技术手段，它具有处理速度快、可靠性高等特点。SOPC（System On Programmable Chip，片上可编程系统）是一种灵活、高效的SOC解决方案[2]。它以IP Core为基础，将处理器、存储器、IO口等系统设计需要的功能模块集成到一个FPGA器件上，构建成一个可编程的片上系统，具有灵活的设计方式。本设计综合以上软硬件可编程协同设计技术，使得DDS电路在灵活性，可行性，精确性等方面得到很大提高。

1 DDS的基本原理

DDS信号发生器是由：频率控制字、相位累加器、ROM表、D／A转换器以及模拟低通滤波器LPF组成.原理框图如图1所示。

图1 DDS原理图Fig.1 DDS schematic

首先对波形的一个周期进行连续采样，通过计算得到每一点对应的幅度值，然后以二进制格式存放在数据文件中。在时钟脉冲fclk驱动下，每个时钟周期内频率控制字与相位累加器累加一次，产生ROM查找表的地址值，随后通过查表变换，地址值被转化为信号波形的数字幅度序列，即可得到幅度上离散的波形，再由数模变换器（D/A）将表示波形幅度的数字序列转化为模拟量。……