基于FPGA的DDS信号发生器的研究之文献综述
基于FPGA的DDS信号发生器设计
基于FPGA的DDS信号发生器设计0 引言信号发生器又称信号源或振荡器，在生产实践和科技领域中有着广泛的应用。
能够产生多种波形，如三角波、锯齿波、矩形波(含方波)、正弦波的电路被称为函数信号发生器。
函数信号发生器的实现方法通常是采用分立元件或单片专用集成芯片，但其频率不高，稳定性较差，且不易调试，开发和使用上都受到较大限制。
随着可编程逻辑器件(FPGA)的不断发展，直接频率合成(DDS)技术应用的愈加成熟，利用DDS 原理在FP-GA 平台上开发高性能的多种波形信号发生器与基于DDS 芯片的信号发生器相比，成本更低，操作更加灵活，而且还能根据要求在线更新配置，系统开发趋于软件化、自定义化。
本文研究了基于FPGA 的DDS 信号发生器设计，实现了满足预定指标的多波形输出。
1 DDS 基本原理DDS 建立在采样定理基础上，首先对需要产生的波形进行采样，将采样值数字化后存入存储器作为查找表，然后通过查表读取数据，再经D／A 转换器转换为模拟量，将保存的波形重新合成出来。
DDS 基本原理框图如图1 所示。
除了滤波器(LPF)之外，DDS 系统都是通过数字集成电路实现的，易于集成和小型化。
系统的参考时钟源通常是一个具有高稳定性的晶体振荡器，为各组成部分提供同步时钟。
频率控制字(FSW)实际上是相位增量值(二进制编码)作为相位累加器的累加值。
相位累加器在每一个参考时钟脉冲输入时，累加一次频率字，其输出相应增加一个步长的相位增量。
由于相位累加器的输出连接在波形存储器(ROM)的地址线上，因此其输出的改变就相当于查表。
这样就可以通过查表把存储在波形存储器内的波形抽样值(二进制编码)查找出来。
ROM 的输出送到D／A 转换器，经D／A 转换器转换成模拟量输出。
基于FPGA的DDS调频信号的研究与实现
基于FPGA的DDS调频信号的研究与实现摘要随着我国调频信号技术的不断发展，现如今对信号频率的整形采用的是基于FPGA中DDS的调制技术，实现了由模拟信号逐步转向数字化信号，并且信号传输的通信容量大、保密性能好、时延小。
另外，这项技术对硬件系统要求低，软件系统采用的是大规模集成电路，在传输线路中加入了累加器，增强了系统的安全性能，这种信号的调制技术在一定程度上加强了内部调制系统的稳定性。
关键词FPGA；DDS；调制技术；模拟信号；数字信号0引言当前国内市场通信电子行业发展尤为迅速，随着技术的不断发展，现如今的调制信号逐步采用的是基于FPGA中DDS的调制信号，这种调制技术在频率切换程度上十分准确，对于在其传输通道中频率的分辨率与传统相比而言，现已能达到了对屏幕960*1024解析的能力范围。
在调制技术上系统的硬件设施要求较低，采用的大部分都是单片数字化编程器件，大大降低了生产成本。
在技术工艺中，软硬件设施都是采用的是当今最先进的设施，硬件设施采用的是残留边带调制的编码器，对其要求技术工艺的信息量大。
硬件设施的整体布局规划也十分复杂，软件设施中对于信号内部的整形，由连续、有限正余弦的模拟信号通过信源编码器转化为间断、无限的数字信号，在转化过程中还需要对信号进行抽样、量化、编码。
对于已经转化的数字信号，信源编码器起到的作用是提高数字信号的编码程度，确保系统的整合效率。
1 频率合成器中的技术指标在频率合成器中包含的技术指标很多，但是根据不同的工作性质以及所用到的参数，其中主要包含以下技术参数指标。
1.1工作频率范围合成器在正常工作状态下，最高频率与最低频率的范围界限，成为合成器的工作频率范围。
在此范围内，合成器在传输信道中会间隔一定时间内，输出众多的离散等频率的信号，信号在传输过程中基于一定的频率范围，并且在系统允许的范围界限内，调制振荡频率的间隔，对于抽样频率要满足fm>2f，在正常传播信号的频率一般在3400Hz，所以fm抽样频率为8000Hz。
基于FPGA的DDS型数字信号发生器设计
／
图 ２ 数字 信 号发 生 器 结 构 图
储 器 的 地 址 ， 这 个 地 址 读 取 波 形 用 存 储 器 的 内 容 ，送 到 Ｄ Ａ 转 换 器 ／
图 Ｓ控 制 电路 结 构 框 图 中进 行 数模 转 换 ， 可 以获 得 所 需 １ ＤＤ 就
ｗａ ｅ ｆｒｔｅ ｆｕ ｉｎ ｌ，ｎ ａ ｄｕ ｔｂｅ ｆ ｑ ｅ ｃ ｕ ｃｉｎ ｖ ｏ ｈ ｏ ｒｓ ａｓａ ｄ ｈ ｓ ａ ｊｓａ ｌ ｒ ｕ ｎ ｙ ｆｎ ｔ ｇ ｅ ｏ
Ｋｅ ｗｏｒｓ： ＧＡ， ｙ ｄ ＦＰ ＤＤＳ， ｇｉ ｌ ｉ ｌ ｅｎ ａｔ ｄｉ ｔ ｓｇｎａ ｇ ｅｒ ｏｒ ａ
依 据 图 ２中 各 个 单 元 的 功 能 ，使 用 Ｑｕ Ｒ ｓ ｌ ａ ｕ ｌ 软 件 完 成 Ｖ Ｄ 程 序 设 Ｈ Ｌ
计 。 源程 序 如 下 ：
／
形 发生 器 、 ／ 转换 器 和滤 波器 。 ＤＡ 相 位 累 加 器 对 代 表 频 率 的 输 入 步
进 数 值 进 行 累加 运 算 ， 给 定 相 位 在
关 键 词 ：Ｐ Ｆ ＧＡ， Ｓ， 字信 号发 生 器 ＤＤ 数
Ａｂｓｒ ｔ ｔａｃ
Ｄｉ ｔ ｓｉ ａｌ ｎ ａｏｒ ｓ ｆｅ ｅｎ ｌ ｕ ｅ ｇｉ ａｌ ｇｎ ｇｅ ｅｒ ｔ ｉ ａ ｒ ｑｕ ｔ ｙ ｓ ｄ ｔｏｌ ｎ ｎｅ ａ ｅ ｃｉ ｕｉ ｏ ｉ ｉｔ ｇｒ ｔ ｄ ｒ ｔ ｃ ｄｅ ｇｎ ｎｄ ｓｉ ａ ｄｅ ｇｇｉｇ ｂｕ ｎ ｐｒ ｃ ｓＢａｓ ｄ ｏ ｅｓ ｅ ｏｎ ＰＧＡ Ｆ
时 ， 字 信 号 发 生 器 所 产 生 数 的信 号 最 高 频 率 为 １ １ ６ ｘＯ ／ １ ８ ７３ Ｈ ， 幅 度 精 度 为 ２ ＝ ．ｋ ｚ
基于FPGA的DDS信号发生器设计分析
基于FPGA的DDS信号发生器设计分析摘要：随着现代电子技术的飞速发展，直接数字频率合成DDS 技术逐渐被广泛使用，DDS 是目前数据调度常用的数据分发技术，此技术能够有效结合数据服务质量要求，完成数据分发操作。
为此提出基于FPGA的DDS信号发生器设计，以提升信号发生器精度效果。
关键词：FPGA；DDS；信号发生器；设计；1 DDS数据分发模型设计网络层云服务器采用的DDS数据分发模型结构如图1所示。
DDS数据分发模型中，将数据库云平台中的数据发送端看作为发布者，数据写入者为数据采集端，而订阅者与读入者即为云平台中的数据接收端。
DDS数据分发模型的身份主要是通信数据库云平台中，通信网络的中间件，此模型能够为通信数据库云平台提供通信数据分发服务，让通信数据可以快速分发传输，从而避免出现数据拥塞问题。
图 1 基于 DDS 的通信数据库云平台2系统硬件设计2.1硬件整体方案函数信号发生器的硬件系统主要包括MCU控制电路，FPGA构成的DDS发生器、DAC转换和低通滤波电路，及一些用于输入输出的器件等。
按键输入和LCD输出显示主要由MCU负责控制，MCU然后将输入的信号运算处理后发送给FPGA，FPGA根据输入的各种参数在ROM表中寻址，同时输出对应控制的波形、频率和幅度的数字信号，最后经过DA转换为对应的模拟电压信号，在经过一个低通滤波器使得模拟电压信号变得平滑。
2.2硬件模块电路系统的硬件电路主要分为两个部分，一是系统主控电路，二是DDS信号发生器电路。
系统主控电路包括以STM32F103C8T6为主控的最小系统板、四路用户按键输入、OLED显示屏输出（SPI）、UART通信连接上位机、硬件SPI连接FPGA负责信号数据传输。
DDS信号发生器电路，其中的FPGA模块的核心芯片为LatticeLCMXO2-4000HC-4MG132，其模块上内置8路输出LED指示灯、4路按键输入、4路拨码输入和两位数码管输出灯资源。
基于FPGA的DDS信号发生器的设计
基于 FPGA 的 DDS 信号发生器的设计发布时间：2022-11-15T12:38:52.851Z 来源：《中国科技信息》2022年第7月14期作者：陈慰安[导读] DDS是一种新的频率合成技术，陈慰安广东省博罗县质量技术监督检测所广东省惠州市 516100摘要：DDS是一种新的频率合成技术，也是一种新的信号生成技术。
该方法具有频率分辨率高、频率转换快、相位变化时能保持相位连续，易于实现频率、相位、振幅等数字调制。
因此，DDS在现代电子设备尤其是通信领域中得到了广泛的应用。
关键词：FPGA；DDS信号发生器；设计1FPGA和DDS相关概述FPGA(FieldProgrammableGateArray）是一种高集成度、高速度、高存储能力的器件。
该方法能够有效地实现DDS技术，极大地改善了功能信号发生器的工作效率，并大幅度降低了电子设备的制造成本。
传统的信号源电路采用模拟电路、单片机或DDS专用的芯片。
尽管其应用领域广泛，但是仍然有很多缺点，例如：设计方案成本高，输出波形类型少，输出信号频率控制不灵活，系统升级困难等。
传统的信号源存在两大问题。
一种是调节电压调节器来调节输出的频率，使其难以调节到一个固定的数值；另外，脉冲的工作周期是不能调节的。
DDS技术是目前世界上最主要的一种数字技术，它有很多优势。
DDS技术是一种低功耗、低成本、高转换频率和高分辨率的频率合成技术。
通常，DDS技术有如下几种产生信号的方法：①集成电路功能信号发生器通常能用于产生信号，但是它的功能不全、可用性低、精度低、不能满足高频信号的需要。
②利用MCU的功能产生器来完成：MAX038的优势在于生成高频信号并生成不同的波形，但是MAX038的输出频率是由模拟信号控制的。
该方法既要实现对信号的变换，又要对其进行控制。
由于步长的增大，导致了频率的精确度下降，使得电路变得更为复杂。
DDS技术是一种新的频率合成技术，它与前面所说的信号产生方式相比，可以直接进行DDS芯片的合成，具有操作简单、节约资源等优点。
(完整word版)基于FPGA的DDS信号发生器设计
基于FPGA的DDS信号发生器设计摘要：利用FPGA芯片及D/A转换器,采用直接数字频率合成技术，设计并实现了一个频率、幅值可调的信号发生器，同时阐述了该信号发生器的工作原理、电路结构及设计思路。
经过电路调试，输出波形达到技术要求，证明了该信号发生器的有效性和可靠性。
0 引言信号发生器作为一种基本电子设备广泛的应用于教学、科研中，因此从理论到工程对信号的发生进行深入研究，有着积极的意义.随着可编程逻辑器件(FPGA)的不断发展，直接频率合成（DDS）技术应用的愈加成熟,利用DDS原理在FPGA平台上开发高性能的多种波形信号发生器与基于DDS芯片的信号发生器相比,成本更低，操作更加灵活，而且还能根据要求在线更新配置，系统开发趋于软件化、自定义化。
本文研究了基于FPGA 的DDS信号发生器设计,实现了满足预定指标的多波形输出。
可产生不同频率、幅度的正弦波、三角波、矩形波信号，仿真和实测结果均证实了其灵活性和可靠性。
1 函数信号发生器的原理和设计1.1 函数信号发生器的结构图1为DDS信号发生器系统结构框图.系统以FPGA芯片为信息处理核心，主要完成数字频率合成、D/A转换、选择滤波、功率放大、LCD显示等功能。
频率控制字M送入32位的累加器进行累加运算，截取32位累加器的第24到第30位作为ROM的地址,ROM在累加器的控制下，输出8位的数字波形数据,经过DAC0832转换为模拟量，因为DAC0832输出的是电流的形式,所以通过电压转电流电路转换为电压形式的模拟波形,但其中还含有大量的高频成分，为了输出频率纯净的信号波形，再通过一个二阶的有源低通滤波器。
最后为了调节输出信号的峰峰值，再引入一个幅度调节电路。
根据直接数字频率合成理论将系统的频率分辨率及输出频率写为：其中fclk和N为系统时钟和位宽，M为频率控制字，利用信号相位与时间成线性关系的特性，直接对所需信号进行抽样、量化和映射，输出频率可调的信号波形。
基于FPGA的DDS信号发生器的设计
设计与分析・Sheji yu Fenxi基于F P GA 的DDS 信号发生器的设计蒋小军(湖南铁道职业技术学院，湖南株洲412001)摘要:直接数字频率合成器(DDS )广泛应用于航空控制、通信、电子测量及研究等领域。
现提出一种DDS 信号发生器，釆用EDA 自顶向下的设计方法，在Q-artus 3集成开发环境中利用原理图和调用PLM 宏功能模块完成软件设计,并通过FPGA 进行硬件测试。
关键词:FPGA ；直接数字频率合成器(DDS) ； PLM引言直接数字频率合成器(DDS), 一种 的频率合成技术和信号生方法，的频率 率， 实现频率的快速切换，并且在变能 ，实现频率、 和 的数控调制。
，在现代电子 及设的频率源设计中，在通信领域,DDS 的应用 广泛。
1系统的整体设计方案设计的一个DDS 信号发生器，如图1所示，它器、 调制器、 ROM 和D/A 换模块 成。
1ROM 中的mif 数件， 生 、方、 等 信号。
器 DDS 的核心，完成 的功能， 器的量！又由于！与输出频率血的B3=2g 血,器的频率字输入。
当系忌2$时等于尤频率字 在图1中 ：过了一 器， 频率字改变加器的。
系统时钟图1 DDS 信号发生器结构调制器接 器的 出，在 一, 用于信号的 调制，如PSK (相移键控)等，在 用 ， 一个固定的字数 S 字 最好也用步 器 步。
注意，字输入的数 宽 &与频率字$往往 不相等的，波数字储ROMG表)完成仏(凤)的换，也 理解成 到 的换，的 调制器的输出，事实上就是ROM 的地址出送往D/A ，转化模拟信号。
于 调制器的出数 宽&也ROM 的地址宽，因此在实际的DDS 结构中$往往很大,而&为10位左右。
2电路设计DDS 信号发生器电路原理图图2所示，法器ADDER32、 器REG32、数据波形ROM 三大功能子模块组成。
图2电路原理图(1) 32位加法器ADDER32。
基于FPGA的DDS信号源设计小论文
基于FPGA的DDS信号源设计孙铭凯(东北电力大学电气工程学院电子信息科学与技术专业09级毕业生,吉林吉林 132012)摘要：本文系统的分析了DDS技术的基本组成、工作原理及其输出信号的频谱特性，给出了改善合成信号频谱纯度的方法，为信号源的设计与实现提供了理论指导。
DDS直接数字合成器，是一种新型的频率合成技术，具有较高的频率分辨率，可以实现快速的频率切换，并且在改变时能保持相位的连续，很容易实现频率、相位和幅度的数控调制。
本课题从总体上规划了信号发生器的硬件结构，结合DDS输出信号的频谱特性，开发了硬件平台。
以Quartus II软件作为开发工具，对FPGA芯片EP1K30实现的DDS结构中的数字部分进行了设计，并实现了波形的调幅、调频及多种数字调制。
关键词：现场可编程逻辑门阵列（FPGA)，直接数字频率合成(DDS)，正弦信号发生器，硬件描述语言（VHDL）１引言随着现代电子技术的发展，在通讯、雷达、宇航、电视广播、遥控遥测和电子测量等使用领域，对信号源的频率稳定度、频谱纯度、范围和输出频率提出了越来越高的要求，为了提高频率稳定度，经常采用晶体振荡器等方法来解决，但已不能满足众多应用场合的要求，许多应用领域对信号频率的稳定性要求起来越高，而且不仅需要单一的固定频率，还需要多点频率。
为了解决这个问题，于是产生了频率合成技术。
频率合成就是将具有低相位噪声、高精度和高稳定度等综合指标的参考频率源经过电路上的混频、倍频或分频等信号处理以便对其进行数学意义上的加、减、乘、除等四则运行，从而产生大量具有同样精度的频率源，实现频率合成的电路叫频率合成器。
２系统整体设计下图为整个设计的结构原理图，它由键盘、1602显示屏、FPGA芯片、DDS系统、放大器、示波器组成。
整个DDS系统的设计采用层次结构,采用VHDL与原理图输入相结合的方法,下面就各个部分的设计分别介绍。
DSS基本结构如框图2-2所示图2-2 DDS基本结构相位累加器由N位加法器与N位累加寄存器级联构成，每来一个时钟脉冲Fc，N位加法器将频率控制数据K与累加寄存器输出的累加相位数据相加，把相加后的结果Y送至累加寄存器的输入端。
基于FPGA的DDS正弦波信号发生器设计【开题报告】
开题报告电气工程及其自动化基于FPGA的DDS正弦波信号发生器设计一、课题研究意义及现状这些年来随着我国对超大规模集成电路的重视，也发表了许多关于DDS技术的论文，逐步走上了发展的道路，但是在这之中主要是利用DDS技术去实现功能的改进和对性能指标的提高，几乎是没有关于DDS芯片的设计和研发，因此我国在DDS的研究上与国际水平还是有很大的差距。
近几年来我国芯片产业的快速发展，对DDS的研究已经有了突破性的进展从而推动数字信号处理器的飞速发展，使微处理器具有先进的数字信号处理技术，能实现多种功能，对正弦波发生器而言，随着DDS技术的诞生，使波形发生器技术得到进一步的飞跃。
相对与其他频率合成技术，DDS技术产生的正弦波具有全数字化、输出频率精度高、波形失真小、频率稳定度高、分辨率高、输出相位连续可调、控制灵活方便、可产生宽带正交信号及其他多种调制信号以及等特点。
本次研究课题是基于FPGA的DDS正弦波发生器设计，现在FPGA的主流发展趋势就是在FPGA中嵌入可编程的低功耗、高速收发器，具有嵌入式高速收发器的FPGA为数据传输提供了可行的单芯片解决方案，能够快速地解决协议和速率的变化问题，以及为了提高性能和为产品增加新功能时所做的设计修改所需的重新编程问题。
本课题采用FPGA设计实现DDS电路的可行性和可靠性，也更为灵活，可以根据不同的需要对控制方式和接口进行相应的修改，要想使DDS电路产生正弦波形，只要对FPGA中ROM表的数据进行修改。
另外FPGA设计还具有相对较宽的带宽、频率转换时间较短、相位连续变化、频率分辨率高等优点。
同时FPGA芯片还可以对体统进行现场修改和调试，性能也使用要求，所以将DDS设计嵌入到FPGA片所构成的系统中，将使系统具有很高的性价比。
本次研究主要利用的是Quartus Ⅱ软件进行DDS正弦波信号发生器功能的实现进行编译，仿真，培养了自己的动手能力把理论和实际结合起来。
二、课题研究的主要内容和预期目标1．主要内容本次课题的主要内容就是采用DDS技术设计一个正弦波发生器，主控要求用FPGA实现。
基于FPGA的DDS信号发生器设计
基于FPGA的DDS信号发生器设计一、引言随着科技的不断发展，数字信号处理（Digital Signal Processing，简称DSP）在各个领域得到广泛应用。
其中，一种常见的应用是通过数字直接合成（Digital Direct Synthesis，简称DDS）来生成各种信号。
DDS信号发生器能够快速准确地产生高质量的信号，被广泛应用于通信、电子测量、医疗器械等领域。
本文将阐述基于现场可编程门阵列（Field-Programmable Gate Array，简称FPGA）的DDS信号发生器设计。
二、FPGA的简介FPGA是一种可编程的逻辑器件，其内部包含了大量可编程的逻辑单元和存储单元。
FPGA具有灵活性高、可重构性强等特点，可以根据设计者的需求，灵活地实现各种数字电路。
因此，FPGA成为DDS信号发生器设计的理想平台。
三、DDS技术原理DDS技术通过数字控制相位累加器和振荡器来实现信号的直接合成。
其中，相位累加器用于控制振荡器输出频率的连续调节，振荡器则根据相位累加器的输出产生正弦波。
DDS信号发生器的主要步骤如下：1. 初始化相位累加器：将初始相位值存入相位累加器。
2. 累加相位值：相位累加器根据设定的增量值不断累加，得到一个新的相位值。
3. 查表获得振荡器的输出值：通过查表法，根据相位值获得振荡器的输出幅度。
4. 输出信号：根据振荡器的输出幅度，形成DDS信号。
四、1. 系统架构设计：本设计采用基于FPGA的硬件逻辑实现DDS信号发生器。
系统由相位累加器、振荡器、幅度调节模块和输出模块组成。
其中，相位累加器使用FPGA中的计数器实现，振荡器采用三角函数计算逼近的方式实现，幅度调节模块用于调节振荡器的输出幅度，输出模块将DDS信号输出到外部。
2. 相位累加器设计：相位累加器是DDS信号发生器的核心模块。
本设计采用基于FPGA的计数器实现相位累加器，通过控制计数器的计数速度来调节信号的频率。
应用FPGA技术和DDS技术的参考文献
本设计应用了FPGA技术和DDS技术，完成了4路信号发生器的仿真和实验测试。
信号发生器输出波形稳定，能满足低电压电泳芯片移动控制需求，较好地完成了信号源发生器的各种所需功能，且硬件电路简单，系统性能稳定。
参考文献:[1] 康信煌, 陈缵光, 李全文, 等. 毛细管电泳及芯片毛细管电泳的电容耦合非接触电导检测[J]. 分析科学学报, 2006, 22(4) : 471-477.[2] 李霞, 温志渝, 温中泉. 电泳芯片无接触电导检测器的理论研究[J]. 色谱, 2004, 22(5) :100-200.[3] 李全文, 王峻梅, 陈缵光. 毛细管电泳在核酸分析中的应用[J]. 现代医学仪器与应用,2005, 17(2): 16-19.[4] 王彦, 方艾, 张清明. 基于FPGA的数字波形发生器[J]. 机械与电子, 2004, (6): 14-17.[5] 高倩. 基于DDS的高性能信号源的设计[J]. 江苏技术师范学院学报, 2005, 11(6): 48-53.[6] 李威. 基于FPGA\DDS的谐波信号发生器的研究与设计[D]. 南京: 河海大学, 2007.[7] 徐建, 刘晓妤. 基于FPGA的信号发生器设计[J]. 湖北民族学院学报(自然科学版),2013, 31(3): 330-333.[8] Vankka J., Lindeberg J., Halonen K.. A direct digital synthesizer with tunable delta sigmamodulator[J]. Analog Integrated Circuits and Signal Processing, 2004, 38(1): 7-15.[9] Chen W., Gui P., Xiu L.M., et al. A digital-to-frequency synthesizer with clock dithering[J].Analog Integrated Circuits & Signal Processing, 2012, 74 (3): 533-543.[10] Chen S.G., Chih J.C., Chou J.Y.. Direct digital frequency synthesis based on a two-leveltable-lookup scheme[J]. Journal of Signal Processing Systems, 2006, 45(3): 153-160.。
基于FPGA的DDS信号发生器设计
基于FPGA 的DDS信号发生器设计摘要信号源作为一种基本电子设备，广泛应用于航空航天测控、通信系统、电子对抗、电子测量、科研等各个领域中。
直接数字频率合成技术（DDS）作为一种新的频率合成技术，在数字通信系统中被广泛采用，具有较高的频率分辨率，可以实现频率快速切换，并且在频率改变时能保持相位的连续，很容易实现频率、相位和幅度的数字调制。
可编程逻辑器件具有器件规模大、工作速度快及可编程的硬件特点，非常适合用来实现DDS。
本文介绍DDS的基本原理，在理解DDS原理的基础上，利用现代DSP技术设计基本方法，采用Altera公司的FPGA开发工具DSP Builder对基本DDS建模并进行算法仿真，用ModelSim进行功能仿真及Quartus II作时序仿真，设计频率、相位及幅度均可数控调制的DDS信号，并由该DDS模块实现数字移相信号发生器。
在硬件实现中，选取Altera公司的FPGA芯片EP1C3T144C8作为核心器件，配以必要的外围控制电路和数模转换电路，来实现基本DDS信号和数字移相信号。
基于FPGA芯片的相移合成信号源的设计与实现，该信号源的主要功能是实现输出信号相位的移动。
并采用直接数字频率合成技术来完成该信号源设计的整体思路。
关键词现场可编程门阵列，直接数字合成器，信号源，DDS信号，数字移相信号ABSTRACTAs basic electronic equipment, signal source is widely used in the domains of measurement and control of aeronautics and astronautics, communication system, electronic countermeasure, electronic measurement and scientific research etc.Direct Digital Frequency Synthesis (DDS) adopts a new technique of frequency synthesis, which is widely applied in digital communication system, which has high frequency resolution which may realize the frequency fast cut, maintain the phase continual and be very easily to realize digital modulation of frequency, phase and amplitude. The programmable logical device has big scale, quick working speed and is programmable which is extremely suitably used to realize DDS.This thesis introduced DDS’s principle, used the basic method of modern DSP technique design based on understanding the basic theory of DDS. The basic DDS is designed and arithmetic simulated based on DSP Builder of FPGA of Corporation Altera. It is functionality simulated with ModelSim and time-series simulated with QuartusII. Design DDS signal generator whose frequency, phase and amplitude may digital control modulation, and the Digital Phase Shift Signal Generator (DPSSG) is implemented using the DDS module.In implement hardware part, the EP1C3T144C8 of Corporation Altera is chosen as the main chip. Distributing necessary the realization of peripheral circuits and the DAC circuits, it is will implement the basic DDS signal and the DPSSG.The design and realization of signal source with phase shift and synthesizing based on FPGA. The main function of the signal source is to realize the phase shift of output waveform. And thesis gives the whole scheme of completing the design of the signal source by using DDS.Keywords Field Programmable Gate Array, Direct Digital Frequency Synthesis, signal source, DDS signal, Digital Phase Shift Generator目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1 绪论 (1)1.1 信号源概述 (1)1.2 本文研究意义及主要内容 (2)1.3 论文内容工作安排 (3)2 直接数字频率合成的基本理论 (4)2.1频率合成技术综述 (4)2.2 直接数字频率的原理及特点 (5)2.2.1 DDS的结构原理 (5)2.2.2 DDS特点 (8)2.2.3 DDS的杂散分析和抑制方法 (8)3 EDA技术与FPGA基础 (12)3.1 EDA技术 (12)3.2 FPGA结构与设计 (13)3.2.1基本结构 (13)3.2.2基于EDA工具的设计流程 (13)3.3常用EDA工具 (15)3.3.1 各类EDA工具 (15)3.3.2 Quartus II软件简介 (15)4 现代DSP技术基础 (18)4.1 DSP概述 (18)4.2 DSP实现方案及设计流程 (19)4.2.1基于FPGA的DSP设计流程 (19)4.2.2 DSP Builder及其设计流程 (20)5 数字移相信号发生器的实现 (23)5.1 DDS建模设计与仿真分析 (23)5.2数字移相信号发生器的研究意义及现状 (25)5.3移相技术的分析与实现 (26)5.4数字移相信号发生器建模设计与仿真结果分析 (26)6 硬件实现 (30)6.1 FPGA芯片在系统中的应用 (30)6.2 系统硬件结构图 (30)6.3 选用的FPGA 芯片简介 (31)6.4 硬件电路 (32)7 结论 (35)参考文献 (36)附录A：SOPC/DSP/EDA实验开发系统主板图 (37)致谢 (38)1 绪论1.1 信号源概述从宏观上测量仪器可分为两大类，即激励和检测。
基于FPGA的DDS信号发生器设计【文献综述】
毕业设计文献综述电子信息科学与技术基于FPGA的DDS信号发生器设计摘要：讨论了DDS信号发生器的原理及性能特点，简单介绍了实现该技术的几种方式，以及几种方案的比较。
关键字：直接数字频率合成器（DDS）；FPGA；0、引言传统的信号波形产生方法，如RC和LC振荡器或单片模拟集成函数发生器，尽管它们的电路实现比较简单，但产生的信号波形频率精度和稳定度并不是很理想，而使用锁相环技术，频率精度有了很大的提高，但工艺相对比较复杂，分辨率也不高，频率变换和实现计算机程序控制也不方便。
随着电子技术的迅速发展，一种全新的信号合成技术，即直接数字频率合成技术，将先进的数字信号处理理论与方法引入信号合成领域，实现了合成信号的频率转换和频率准确度之间的统一。
DDS以其优越的性能特点成为现代频率合成技术中的佼佼者，被广泛应用于跳频通信、雷达、导航、电子侦察、干扰和反干扰等电子技术领域，具有很高的研究价值。
1、DDS的原理及性能特点DDS是一种从相位概念出发直接合成所需波形的数字频率合成技术，主要通过查波形表实现。
由所学过的奈奎斯特抽样定理可知，当抽样频率大于被抽样信号的最高频率2倍时，通过抽样得到的数字信号可以通过一个低通滤波器还原成原来的信号。
DDS信号发生器主要由参考时钟、相位累加器、波形存储器、D／A转换器和模拟低通滤波器组成（如图1）。
图1 DDS原理结构图图2 相位累加器由图1可知，在参考时钟fs 的控制下，频率控制字k 与相位寄存器的输出反馈经累加器完成加运算，并把计算结果寄存于相位寄存器，作为下一次加运算的一个输入值。
而相位累加器输出高位数据作为波形存储器（即图中的ROM 表）的相位地址值，用于查找波形存储器中相对应单元的电压幅值，得到波形二进制编码。
波形二进制编码再通过D ／A 转换器，把数字信号转换成模拟信号。
低通滤波器可进一步滤除模拟信号中的高频成分，使输出的模拟信号更平滑。
在整个过程中，当相位累加器完成一次加运算并输出时，DDS 系统就完成一个周期输出任务，所以DDS 输出频率和频率分辨率为()s N o f kf 2= 输出频率 N s o f f 2=∆ 频率分辨率式中，k 为频率控制字；fs 为参考时钟，N 为相位累加器的位宽。
基于FPGA和DDS技术的信号发生器的设计
基于FPGA和DDS技术的信号发生器的设计1 引言直接数字频率合成DDS（Direct Digital Synthesizer）是基于奈奎斯特抽样定理理论和现代器件生产技术发展的一种新的频率合成技术。
与第二代基于锁相环频率合成技术相比，DDS具有频率切换时间短、频率分辨率高、相位可连续变化和输出波形灵活等优点，因此，广泛应用于教学科研、通信、雷达、自动控制和电子测量等领域。
该技术的常用方法是利用性能优良的DDS专用器件，“搭积木”式设计电路，这种“搭积木”式设计电路方法虽然直观，但DDS专用器件价格较贵，输出波形单一，使用受到一定限制，特别不适合于输出波形多样化的应用场合。
随着高速可编程逻辑器件FPGA的发展，电子工程师可根据实际需求，在单一FPGA上开发出性能优良的具有任意波形的DDS系统，极大限度地简化设计过程并提高效率。
本文在讨论DDS的基础上，介绍利用FPGA设计的基于DDS的信号发生器。
2 DDS技术工作原理DDS是一种从相位概念出发直接合成所需波形的数字频率合成技术，主要通过查波形表实现。
由奈奎斯特抽样定理理论可知，当抽样频率大于被抽样信号的最高频率2倍时，通过抽样得到的数字信号可通过一个低通滤波器还原成原来的信号。
DDS信号发生器，主要由相位累加器、相位寄存器、波形存储器、D／A转换器和模拟低通滤波器组成如图1所示。
fR为参考时钟，K为输入频率控制字，其值与输出频率相对应，因此，控制输入控制字K，就能有效控制输出频率值。
通常情况下，K值由控制器写入。
由图1可知，在参考时钟fR的控制下，频率控制字K与相位寄存器的输出反馈在相位累加器中完成加运算，并把计算结果寄存于相位寄存器，作为下一次加运算的一个输入值。
相位累加器输出高位数据作为波形存储器的相位抽样地址值，查找波形存储器中相对应单元的电压幅值，得到波形二进制编码，实现相位到电压幅值的转变。
波形二进制编码再通过D／A转换器，把数字信号转换成相应的模拟信号。
基于FPGA的DDS信号发生器
0 引言由于现代电子技术的飞速发展，信号发生器已成为现代测试领域应用非常广泛的仪器。
而数字技术在生产实践和科技领域中的广泛使用，电子测量工作对信号发生器的频率范围、精度、稳定度、分辨率以及输出电平的范围、精度、频谱纯度等性能有了更严格，更具体的要求。
传统的信号发生器具有成本高，操作不灵活等缺点已经远远满足不了现代电子测量的需要退出了历史舞台[1]。
所以，为了适应现代电子技术的不断发展和试产所需求的信号发生器，研究高性能信号发生器是极为必要的。
FPGA （现场可编程门阵列）具有高集成度、高速度、低费用、低风险。
低功耗等特性，能有效地实现 DDS [2-4] 技术，极大地提高函数信号发生器的性能，大大降低电子系统的生产成本[5]。
现研究的基于51单片机和FPGA 的信号发生器具有超高的频率稳定度和高精度，大大提高了信号发生器的性能，能很好满足电子测量工作的需求。
1 系统设计方案1.1 系统硬件设计本文中主要利用 FPGA(EP4CE10F17C8)桥接控制TFT 的 LCD、4×4 键盘和AD9708(AT89C51单片机和AD9708有一条基准电压信号)，系统硬件框图如图1所示。
本文中函数信号主要由FPGA(EP4CE10F17C8)产生；AT89C51单片机用作分析处理用户信息，给AD9708提供基准电压以及控制 FPGA(EP4CE10F17C8)产生需要用户的函数信号。
图1 系统硬件结构框图1.1.1 EP4CE10F17C8简介EP4CE10F17C8是ALTERA 公司推出一款嵌入式FPGA(现场可编程门阵列)芯片。
该芯片是极具功耗和性价比优势，它拥有10320个逻辑单元、414Kbits 的嵌入式存储资源、23个18×18的嵌入式乘法器、2个通用锁相环、10个全局时钟网络、8个用户IO BANK 和最大179个用户I/O，了解器件的整体硬件资源，有助于我们在设计时根据器件提供的资源，对设计进行合理的优化，以达到最佳的性价比。
基于FPGA的DDS信号发生器的研究之文献综述
基于FPGA的DDS信号发生器的研究之文献综述摘要：信号发生器又称信号源或振荡器，在生产实践和科技领域中有着广泛的应用。
能够产生多种波形，如三角波、锯齿波、矩形波(含方波)、正弦波的电路被称为函数信号发生器。
函数信号发生器的实现方法通常是采用分立元件或单片专用集成芯片，但其频率不高，稳定性较差，且不易调试，开发和使用上都受到较大限制。
随着可编程逻辑器件(FPGA)的不断发展，直接频率合成(DDS)技术应用的愈加成熟，利用DDS原理在FPGA平台上开发高性能的多种波形信号发生器与基于DDS芯片的信号发生器相比，成本更低，操作更加灵活，而且还能根据要求在线更新配置，系统开发趋于软件化、自定义化。
关键词：FPGA 、DDS、信号发生器1．概述频率检测是电子测量领域的最基本也是最重要的测量之一，频率信号抗干扰强，易于传输，可以获得较高的测量精度，所以频率方法的研究越来越受到重视[1]。
在频率合成领域中,直接数字合成(Direct Digital Synthesizer，简称：DDS)是近年来新的技术, 它从相位的角度出发直接合成所需波形。
它是由美国人J.Tierncy首先提出来的,是一种以数字信号处理理论为基础,从相位概念出发直接合成所需波形的一种新的全数字技术的频率合成方法[2]。
其主要优点有：频率捷变速度快、频率分辨率高、输出相位连续、可编程、全数字化便于集成等，目前使用最广泛的一种DDS频率合成方式是利用高速存储器将正弦波的M个样品存在其中，然后以查找的方式按均匀的速率把这些样品输入到高速数模转换器，变成所设定频率的正弦波信号[3]。
一个典型的直接数字频率合成器应该包含一个正弦波样品的RAM。
在限定相位跳跃的频率设置字的控制方式下来搜寻这些样本。
一个典型的频率设置字是32位宽，但48位合成器在较高的频率分辨率也可使用。
一个相位累加器产生连续的正弦查找表的地址，并生成一个数字正弦波输出。
DDS的数字部分，即相位累加器和查表，被称为数控振荡器（NCO）[4]。
基于FPGA的DDS波形发生器的设计论文
哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）摘要波形发生器己成为现代测试领域应用最为广泛的通用仪器之一，代表了波形发生器的发展方向。
随着科技的发展，对波形发生器各方面的要求越来越高。
近年来,直接数字频率合成器（DDS）由于其具有频率分辨率高、频率变换速度快、相位可连续变化等特点,在数字通信系统中已被广泛采用而成为现代频率合成技术中的佼佼者。
现场可编程门阵列（FPGA）设计灵活、速度快，在数字专用集成电路的设计中得到了广泛的应用，由于现场可编程门阵列(FPGA)具有高集成度、高速度、可实现大容量存储器功能的特性，能有效地实现DDS技术，极大的提高波形发生器的性能，降低生产成本。
本文首先介绍了DDS波形发生器的研究背景和DDS的理论。
然后详尽地叙述了用FPGA完成DDS模块的设计过程，利用Verilog-HDL硬件描述语言设计DDS波形发生器的各个模块，最后利用Altera的设计工具Quartus II并结合Modelsim软件对波形发生器进行电路设计功能仿真，并对仿真结果进行分析。
仿真结果表明，波形发生器可输出正弦波、三角波、方波、锯齿波，并且可通过改变频率控制字和相位控制字的大小来改变输出波形的频率和相位。
通过仿真结果表明，本设计达到了预定的要求，并证明了采用软硬件结合，利用FPGA技术实现DDS波形发生器的方法是可行的。
关键词：直接数字频率合成现场可编程门阵列波形发生器-I-哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）AbstractWaveform generator has become a modern field test one of the most widely used general-purpose equipment, on behalf of the waveform generator development. With the devel opment of technology in all aspects of the waveform generators have become increasingly demanding. In recent years, direct digital synthesizers (DDS) has a frequency resolution because of its high-frequency conversion speed, continuous changes in the phase characteristics in digital communication systems have been widely used in modern frequency synthesis technology to become the leader in . Field-programmable gate array (FPGA) design flexibility, high speed, in digital ASIC design has been widely used, due to field-programmable gate array (FPGA) with high integration, high-speed, large capacity memory can be realized functional characteristics, can effectively achieve DDS technology, which greatly improve the performance of waveform generator and reduce production costs. This paper introduces the DDS waveform generator of the research background and DDS theory. Then a detailed account of the completion of DDS module with FPGA design process, using Verilog-HDL Hardware Description Language Design DDS waveform generator for each module and finally the use of Altera's Quartus II design tool in conjunction with Modelsim software waveform generator circuit design features simulation, and simulation results analysis. Simulation results show that the waveform genera tor can output sine wave, triangle wave, square wave, sawtooth wave, and can be controlled by changing the frequency and phase control words words to change the size of the output waveform of the frequency and phase. The simulation results show that this d esigned to meet the scheduled requirements and proof of use of hardware and software combination of the use of FPGA technology to achieve DDS waveform generator approach is feasible.Keywords：DDS FPGA Waveform Generator-II-哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）目录摘要 (Ⅰ)Abstract (Ⅱ)第1章绪论 (1)1.1 课题背景 (1)1.2 国内外波形发生器发展现状 (2)1.2.1 波形发生器的发展现状 (2)1.2.2 国内外波形发生器产品比较 (4)1.2.3 研究波形发生器的目的及意义 (5)1.3本文研究主要内容 (5)第2章DDS波形发生器理论介绍 (6)2.1 频率合成技术 (6)2.1.1频率合成技术的发展和分类 (6)2.1.2频率合成技术的技术指标 (7)2.1.3直接数字频率合成技术的现状及应用 (8)2.2 DDS的原理及性能特点 (9)2.2.1 DDS的基本原理 (9)2.2.2 DDS的优点 (11)2.2.3 DDS的缺点 (12)本章小结 (12)第3章 FPGA及其开发环境简介 (13)3.1现场可编程门阵列（FPGA）简介 (13)3.2 Quartus II 8.1集成开发环境简介 (15)3.3 ModelSimHDL语言仿真软件简介 (16)3.4 Verilog-HDL语言简介 (17)3.5 FPGA开发流程 (19)本章小结 (19)第4章DDS波形发生器的FPGA实现 (20)4.1 DDS波形发生器的FPGA设计流程 (20)4.2 DDS波形发生器模块划分 (22)4.2.1 DDS波形发生器顶层模块 (22)-III-哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）4.2.2 DDS波形发生器测试模块 (23)4.2.3 DDS波形发生器ROM模块 (25)4.3 DDS波形发生器功能仿真 (25)本章小结 (27)结论 (28)致谢 (29)参考文献 (30)附录1 译文 (31)附录2 英文参考资料 (33)-IV-哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）第1章绪论1.1 课题背景直接数字频率合成(Direct Digital Synthesizer，简称：DDS)技术是一种新的全数字的频率合成原理，它从相位的角度出发直接合成所需波形。
基于FPGA的信号发生器的文献综述
燕山大学本科毕业设计（论文）文献综述课题名称：基于FPGA的信号发生器学院（系）：里仁学院年级专业：12级电子信息工程学生姓名：侯晓闻指导教师：肖丽萍完成日期：2016年3月22日一、课题国内外现状随着现在工业和技术的不断提高，传统的分立元件式模拟信号发生器频率稳定性低、可靠性差，已经不能满足实际应用的需要，所以就必须有频率稳定性、精确度更高的信号发生器解决这个问题。
为了避免传统通信信号发生器的信号发生技术带来的诸多不便，同时随着数字信号处理和集成电路技术的发展，为了迎合大部分普通用户以及适应市场需求，绝大多数的数字频率集成芯片只能产生传统正弦波、矩形波、三角波等常用周期波形。
在传统的模拟调制系统实现中，大多数是采用模拟乘法器加滤波器的方法来实现，这样就造成了精度低、可控性差、抗干扰能力弱的特点。
虽然，现有的一些主流上用数字频率合成也提供某些模拟调制的功能，但是，这种专用数字频率合成芯片把所有功能集中在一块芯片上，必然导致可控性不够灵活，而且性能会受到影响，这是如果能充分利用现场可编程门阵列（FPGA）的可重复编程性、资源的丰富性以及高速等性能，除了能产生专用数字频率合成芯片所具备的单品连续波、非连续波、各种形式的线性调频信号以外，还可以轻松实现各种复杂的非线性调频信号、模拟调制信号这些灵活性能和现场可编程时数字频率合成芯片所不能达到的。
进而说现场可编程门阵列器件的高速、高可靠性和现场可编程等优点，已开始广泛应用与数字电路设计、微处理器系统、数字信号处理、通信及等不同的科技领域。
因此利用可编程门阵列其设计信号发生器具有相当高的优越性和非常广阔的应用前景。
FPGA函数信号发生器用直接数字频率合成技术，使之具有以下特点：1频率切换速度快；2输出相位噪声低；3可以产生任意波形；4全数字化实现，便于集成，体积小，重量轻；5灵活的接口和控制方式6比专用芯片功耗也低。
、基于FPGA的函数信号发生器是实现正弦波、三角波、矩形波的生成、步进调制并且在液晶显示屏上实时显示频率值、波形类型、输出电压有效值的系统。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
基于FPGA的DDS信号发生器的研究之文献综述摘要：信号发生器又称信号源或振荡器，在生产实践和科技领域中有着广泛的应用。
能够产生多种波形，如三角波、锯齿波、矩形波(含方波)、正弦波的电路被称为函数信号发生器。
函数信号发生器的实现方法通常是采用分立元件或单片专用集成芯片，但其频率不高，稳定性较差，且不易调试，开发和使用上都受到较大限制。
随着可编程逻辑器件(FPGA)的不断发展，直接频率合成(DDS)技术应用的愈加成熟，利用DDS原理在FPGA平台上开发高性能的多种波形信号发生器与基于DDS芯片的信号发生器相比，成本更低，操作更加灵活，而且还能根据要求在线更新配置，系统开发趋于软件化、自定义化。
关键词：FPGA 、DDS、信号发生器1．概述频率检测是电子测量领域的最基本也是最重要的测量之一，频率信号抗干扰强，易于传输，可以获得较高的测量精度，所以频率方法的研究越来越受到重视[1]。
在频率合成领域中,直接数字合成(Direct Digital Synthesizer，简称：DDS)是近年来新的技术, 它从相位的角度出发直接合成所需波形。
它是由美国人J.Tierncy首先提出来的,是一种以数字信号处理理论为基础,从相位概念出发直接合成所需波形的一种新的全数字技术的频率合成方法[2]。
其主要优点有：频率捷变速度快、频率分辨率高、输出相位连续、可编程、全数字化便于集成等，目前使用最广泛的一种DDS频率合成方式是利用高速存储器将正弦波的M个样品存在其中，然后以查找的方式按均匀的速率把这些样品输入到高速数模转换器，变成所设定频率的正弦波信号[3]。
一个典型的直接数字频率合成器应该包含一个正弦波样品的RAM。
在限定相位跳跃的频率设置字的控制方式下来搜寻这些样本。
一个典型的频率设置字是32位宽，但48位合成器在较高的频率分辨率也可使用。
一个相位累加器产生连续的正弦查找表的地址，并生成一个数字正弦波输出。
DDS的数字部分，即相位累加器和查表，被称为数控振荡器（NCO）[4]。
2．DDS的基本原理直接数字频率合成是基于奈奎斯特抽样定理和数字波形合成原理，而发展起来的一种数字化的频率合成技术。
根据该定理，对于1个周期的连续正弦波信号，可以沿着其相位轴方向，以等量的相位间隔对其进行相位与幅度采样，得到1个周期性的正弦信号的离散相位的幅度序列，并对模拟幅度进行量化，对量化后的幅度采用相应的二进制数据进行编码。
这样就可以把1个周期性的连续正弦信号转换成1系列离散的二进制序列，最后把它存储在只读存储器中，每个存储单元的地址就是相位取样地址，而存储单元的内容即是量化的正弦波的幅度值。
这样的1个只读存储器构成1个与2π周期内相位取样相对应的正弦函数查找表。
由于其存储的是1个周期的正弦波波形的幅度值，所以又称其为正弦波波形存储器[5]。
一个完整DDS的基本结构包括：相位累加器、正弦查询表、数模转换器(DAC)及低通滤波器等[6]。
除了滤波器(LPF)之外，DDS系统都是通过数字集成电路实现的，易于集成和小型化。
系统的参考时钟源通常是一个具有高稳定性的晶体振荡器，为各组成部分提供同步时钟。
频率控制字(FSW)实际上是相位增量值(二进制编码)作为相位累加器的累加值。
相位累加器在每一个参考时钟脉冲输入时，累加一次频率字，其输出相应增加一个步长的相位增量。
由于相位累加器的输出连接在波形存储器(ROM)的地址线上，因此其输出的改变就相当于查表。
这样就可以通过查表把存储在波形存储器内的波形抽样值(二进制编码)查找出来。
ROM的输出送到D/A转换器，经D/A转换器转换成模拟量输出[7]。
3．FPGA的DDS信号发生器的研究历史信号发生器是能够产生大量的标准信号和用户定义信号，并保证高精度、高稳定性、可重复性和易操作性的电子仪器[8]。
在70年代前，信号发生器主要有两类：正弦波和脉冲波，而函数发生器介于两类之间，能够提供正弦波、余弦波、方波、三角波、上弦波等几种常用标准波形，产生其它波形时，需要采用较复杂的电路和机电结合的方法。
这个时期的波形发生器多采用模拟电子技术，而且模拟器件构成的电路存在着尺寸大、价格贵、功耗大等缺点，并且要产生较为复杂的信号波形，则电路结构非常复杂。
同时，主要表现为两个突出问题，一是通过电位器的凋节来实现输出频率的调节，因此很难将频率调到某一固定值；二是脉冲的占空比不可调节[9]。
在70年代后，微处理器的出现，可以利用处理器、A/D和D/A，硬件和软件使波形发生器的功能扩大，产生更加复杂的波形。
这时期的波形发生器多以软件为主，实质是采用微处理器对DAC的程序控制，就可以得到各种简单的波形。
90年代末，出现几种真正高性能、高价格的函数发生器。
但是HP公司推出了型号为HP770S的信号模拟装置系统，它由HP8770A任意波形数字化和HPl776A波形发生软件组成。
HP8770A实际上也只能产生8种波形，而且价格昂贵。
不久以后，Analogic公司推出了型号为Data-2020的多波形合成器，Lecroy 公司生产的型号为9100的任意波形发生器等。
到了二十一世纪，随着集成电路技术的高速发展，出现了多种工作频率可过GHZ的DDS芯片，同时也推动了函数波形发生器的发展，2003年，Agilent 的产品33220A能够产生17种波形，最高频率可达到20M，2005年的产品N6030A 能够产生高达500MHZ的频率，采样的频率可达1.25GHZ。
4．国内外波形发生器发展现状直接数字频率合成是一种新的频率合成技术，同传统的直接频率合成(DDS)、锁相环间接频率合成(PLL)方法相比。
它具有很多优点：频率切换时间短、频率分辨率高、相应变化连续、容易实现对输出信号的多种调制等[10]。
最近几年来，随着集成电路技术和器件水平的提高，国外一些公司先后推出各种各样的DDS专用芯片，如Qualcomm公司的Q2230、Q2334，AD公司的AD9955、AD9850、AD9851、AD9852等[11]。
函数波形发生器发展很快近几年来，国际上波形发生器技术发展主要体现在以下几个方面：1. 过去由于频率很低应用的范围比较狭小，输出波形频率的提高，使得波形发生器能应用于越来越广的领域。
波形发生器软件的开发正使波形数据的输入变得更加方便和容易。
波形发生器通常允许用一系列的点、直线和固定的函数段把波形数据存入存储器。
同时可以利用一种强有力的数学方程输入方式，复杂的波形可以由几个比较简单的公式复合成V:f(t)形式的波形方程的数学表达式产生。
从而促进了函数波形发生器向任意波形发生器的发展，各种计算机语言的飞速发展也对任意波形发生器软件技术起到了推动作用。
目前可以利用可视化编程语言（如Visual Basic，Visual C等等）编写任意波形发生器的软面板，这样允许从计算机显示屏上输入任意波形，来实现波形的输入。
2. 与VXI资源结合。
目前，波形发生器由独立的台式仪器和适用于个人计算机的插卡以及新近开发的VXI模块。
由于VXI总线的逐渐成熟和对测量仪器的高要求，在很多领域需要使用VXI系统测量产生复杂的波形，VXI的系统资源提供了明显的优越性，但由于开发VXI模块的周期长，而且需要专门的VXI 机箱的配套使用，使得波形发生器VXI模块仅限于航空、军事及国防等大型领域。
在民用方面，VXI模块远远不如台式仪器更为方便瞄圳。
3. 随着信息技术蓬勃发展，台式仪器在走了一段下坡路之后，又重新繁荣起来。
不过现在新的台式仪器的形态，和几年前的己有很大的不同。
这些新一代台式仪器具有多种特性，可以执行多种功能。
而且外形尺寸与价格，都比过去的类似产品减少了一半。
5．研究波形发生器的目的及意义波形发生器是信号源的一种，主要给被测电路提供所需要的己知信号(各种波形)，然后用其它仪表测量感兴趣的参数[12]。
多功能波形发生器采用FPGA器件作为核心控制部件，精度高稳定性好，得到波形平滑，特别是犹豫FPGA的高速度，能实现较高频率的波形[13]。
目前我国己经开始研制波形发生器，并取得了可喜的成果。
但总的来说，我国波形发生器还没有形成真正的产业。
就目前国内的成熟产品来看，多为一些PC仪器插卡，独立的仪器和VXI系统的模块很少，并且我国目前在波形发生器的种类和性能都与国外同类产品存在较大的差距，因此加紧对这类产品的研制显得迫在眉睫。
6．函数信号发生器的发展趋势频率合成器被誉为电子系统的“心脏”，频率源的发展直接关系到电子系统性能的发展。
信号发生器是一种常用的信号源，广泛应用于通信，雷达，测控，电子对抗以及现代化仪器仪表等领域，是一种为电子测量工作提供符合严格技术要求的电信号设备，和示波器、电压表、频率计等仪器一样是最普通、最基本也是应用最广泛的电子仪器之一，几乎所有电参量的测量都要用到波形发生器[14]。
随着现代电子技术的飞速发展，现代电子测量工作对波形发生器的性能提出了更高的要求，不仅要求能产生正弦波、方波等标准波形，还能根据需要产生任意波形，且操作方便，输出波形质量好，输出频率范围宽，输出频率稳定度、准确度及分辨率高，频率转换速度快且频率转换时输出波形相位连续等。
可见，为适应现代电子技术的不断发展和市场需求，研究制作高性能的任意波形发生器（Arbitrary Waveform Generator，简称AWG）十分有必要，而且意义重大。
一般传统的信号发生器都采用谐振法，即用具有频率选择性的回路来产生正弦振荡，获得所需频率。
这种信号发生器虽然具有输出信号频率范围宽，结构简单等优点，但输出波形单一，不能产生任意波形，且频稳定度和准确度较差，频率准确度一般在0.5%以下，对于作为精密测量用的信号发生器，其频率稳定度是不够的。
因此传统的信号发生器已经越来越不能满足现代电子测量的需要，正逐步退出历史舞台。
而基于频率合成技术制成的信号发生器，由于可以获得很高的频率稳定度和精确度，因此发展非常迅速，尤其是最近随着现代电子技术的不断发展，其应用更是有了质的飞跃。
同时随着VLSI技术的进步，将FPGA应用到DDS技术中对其进行控制和实现的做法也得到了广泛的推崇[15]。
参考文献[1] 徐金龙,刘宇红,刘桥. 基于DDS原理的任意波形信号发生器的设计[J].现代机械,2006(4)：74—76.[2] 唐亚平.基于FPGA与DSP的等精度数字频率计设计[J].微计算机信息,2007,1-2:249-250.[3] 赵洪华.基于DDS技术的数字频率信号发生器的设计[J].客机创新导报，2010(24):96-97.[4] 彭文标, 黄悦华. 基于DDS技术的信号源设计与实现[J]. 微计算机信息,2007（20）：271-272.method of precise frequency by the aid of a DDS.[6] 殷雷, 金海军, 李映雪, 余水宝. 基于DDS的高精度函数信号发生器的研制[J].现代电子技术,2009(1):68-73.[7] 高士友, 胡学深, 杜兴莉, 刘桥. 基于FPGA的DDS信号发生器的设计[J].现代电子技术,2009（16）:35-40.[8] 赵晶亮,曲双如,陈娟,吕晶晶.运动目标射频特征信号模拟器设计[J].伺服控制，2011（03）:62-63.[9] 翁木云,FPGA设计与应用[M].西安:西安电子科技大学出版社，2003.[10]张厥盛，曹丽娜．锁相与频率合成技术[M]．西安：电子科技大学出版社，1995.[11] Nicholas H T,III H. Samulei, Kim B. The opt Imization of Direct DigitaFrequency Synthesizer Performance in the Presence of Finite WordLengtheffects, IEEE Proc 42th AFCS, 1988 357～363.[12]胡晓燕. 基于FPGA和MCU的函数波形发生器设计[J].电子测试,2008(12):49-53.[13]黄小翰. 基于FPGA的多功能波形发生器的设计[J].价值工程，2010（9）：232-233.[14]孙超, 林占江. 基于DDS的雷达任意波形信号源的研究[J].电子测量与仪器学报,2008,22(2):31-36.[15]陈楠. FPGA在DDS技术中的应用[J].广西轻工业,2011(7):61-62.。