DDS正弦波发生器设计

VHDL课程报告

基于DDS的波形发生器原理及应用

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学 号： 日 期： 自动化（工控） 2007级1班 羊银 2007073023 2010年06月15日

基于DDS的波形发生器原理及应用

摘要

详细介绍了DDS技术的基本原理，分析了DDS的性能特点，给出一种波形发生的改进方案，举例说明基于FPGA和DDS芯片AD9851设计波形发生器设计方法。

关键字：DDS，FPGA，波形发生器

The principles and application of waveform generator based

on DDS technology

Abstract

Direct digital the basic principles of DDS technology, analysis performance and features of DDS, Provide a improvement program of waveform generator, list two design methods of waveform generator based on FPGA and AD9851.

Key words: MATLAB; AIC Criterion; Recursive Least Squares; white noise

目录

报告总页数：6页

1 引言 .............................................................................................................................................. 1

2 DDS基本原理 ............................................................................................................................... 1

2.1 DDS技术的含义 ............................................................................................................... 1

2.2 DDS技术的基本原理 ....................................................................................................... 1

3 DDS的特点 ................................................................................................................................... 2

3.1 输出频率相对带宽较宽................................................................................................... 2

3.2 频率转换时间短............................................................................................................... 2

3.3 频率分辨率极高............................................................................................................... 3

3.4 相位变化连续................................................................................................................... 3

3.5 输出波形的灵活性........................................................................................................... 3

4 DDS的改进方案 ........................................................................................................................... 3

5 DDS波形发生器的设计举例 ....................................................................................................... 3

5.1 基于FPGA 的波形发生器的设计.................................................................................... 3

5.1.1 波形发生器的设计与实现 ................................................................................... 3

5.1.2 相位字输出电路的设计与实现 ........................................................................... 4

5.1.3 频率控制字生成电路 ........................................................................................... 5

5.2 基于AD9851的DDS设计 ................................................................................................ 5

5.1.1 正弦信号产生部分 ............................................................................................... 5

5.2.2 调幅信号产生电路 ............................................................................................... 5

5.2.3 功率放大电路实现 ............................................................................................... 6

结 论 .......................................................................................................................................... 6

参考文献 .......................................................................................................................................... 6

1 引言

作为电子系统必不可少的信号源,在很大程度上决定了系统的性能, 因而常称之为电子系统的“心脏”。传统的信号源采用振荡器, 只能产生少数几种波形,自动化程度较低,且仪器体积大,灵活性与准确度差。而现在要求信号源能产生波形的种类多、频率高,而且还要体积小、可靠性高、操作灵活、使用方便及可由计算机控制。为此可采用直接数字频率合成技术,把信号发生器的频率稳定度、准确度提高到与基准频率相同的水平,并且可以在很宽的频率范围内进行精细的频率调节。采用这种方法设计的信号源可工作于调制状态,可对输出电平进行调节,也可输出各种波形。现在我们又可以采用FPGA /CPLD 作为控制器, 利用其丰富的I /O 资源, 并行处理数据。并且具有高密度、高速度、多功能、低功耗、设计灵活方便、可无限次反复编程等特点, 由FPGA /CPLD完成信号的产生、频率控制、L ED 显示等。该方案的系统方框图如图1 所示, 其优点在于系统结构紧凑, 可以实现复杂的测量与控制。

2 DDS基本原理

2.1 DDS技术的含义

DDS是直接数字频率合成(Direct Digital Synthesis)技术。在频率合成（FS, Frequency Synthesis）领域中，常用的频率合成技术有模拟锁相环、数字相环、小数分频锁相环（fractional-NPLL Synthesis）等，直接数字合成(Direct Digital Synthesis－DDS)是近年来新的FS 技术。单片集成的DDS 产品是一种可代替锁相环的快速频率合成器件。DDS 是产生高精度、快速变换频率、输出波形失真小的优先选用技术。DDS 以稳定度高的参考时钟为参考源，通过精密的相位累加器和数 …… 此处隐藏：6079字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……