基于FPGA的DDS波形信号发生器的设计
2012-01-18郑黄婷赖万昌
郑黄婷,赖万昌,毛 伟
(成都理工大学 核技术与自动化工程学院,四川 成都 610059)
随着数字技术的飞速发展,使频率合成技术也跃上了一个新的台阶。传统的频率合成器,通常从一排晶体振荡器产生的各种频率通过开关进行频率混合,或者采用锁相(PLL)技术实现频率合成。与传统的频率合成器相比,DDS(Direct Digital Synthesizer)直接数字频率合成器具有低成本、低功耗、高分辨率和快速转换时间等优点,广泛使用在电信与电子仪器领域[1]。
DDS是一种可以将固定频率的时钟合成任意波形的频率合成器。其最基本的组成部分为:参考时钟源、数控振荡器与数模转换器[2]。DDS工作原理结构图如图1所示。参考时钟为整个系统提供稳定的时钟基准,且决定了DDS的频率精度。NCO(Numerically controlled oscillator)数控振荡器在时钟的控制下输出待生成波形的离散时间量化值。频率控制器通过改变频率字来改变波形周期。NCO生成的数字波形通过DAC后转化为模拟波形输出。最后将在数模转换过程中因零阶保持带来的频谱分量通过低通滤波器滤除,得到连续模拟波形。
NCO是DDS的核心部分,它是一个可以以离散值形式产生同步离散时间波形的数字信号发生器。相比其他振荡器来说,它具有准确度高、灵敏度高、稳定性好和可靠性高等特点。NCO由两部分组成:PA(phase accumulator)相位累加器与
1 DDS功能模块实现

图1 系统功能框图Fig.1 Function structure diagram of DDS
PAC(phase-to-amplitude converter)相幅转换器组成。PA在每个时钟采样点增加一定的频率控制值输出相位控制字。PAC使用PA输出的相位控制字索引波形查找表,输出对应采样点的幅度值。……
