基于DDS技术的多通道波形产生的设计与验证
基于DDS和DSM的多通道信号源的设计与实现
基于DDS和DSM的多通道信号源的设计与实现陈洋;管国云;聂在平【摘要】Introduced is DDS and DSM-based multi-channel high-precision sine and cosine signal generator architecture. The FPGA direct digital frequency synthesis (DDS) technology is used to generate high quality multiple channel signal sources, which at the sametime effectively reduces the hardware resources consumption. The architecture includes TDM-based CORDIC sine and cosine waves generator, 1 bit Delta Sigma modulator (DSM) DAC and analog low-pass filter. To realize 14 bit precision, the CORDIC uses 16 stages of pipelined design, so the SNR is about 80 dB. The 5th-order 1 bit DSM is used to implement 1 bit DAC so as to ensure the final output signal precision. When the output frequency is 200 kHz, the measured SNR is 78. 6 dB, which meets the requirement of spectrum purity of the four-channel signal sources. The above design is particularly suitable for high-precision multi-channel sine and cosine signal source in the low frequency domain,and effectively simplifies the design of multi-channel signal while reducing the costs.%介绍基于DDS和DSM技术的多通道高精度正余弦信号发生器的实现架构.采用基于FPGA的直接数字频率合成(DDS)技术,实现高质量多路正余弦信号源的产生,有效降低硬件资源消耗.该架构时分复用(TDM)基于FPGA实现的旋转坐标数字计算机(CORDIC)算法的16级CORDIC流水线实现多路正余弦信号发生器,采用五阶1 bit Delta Sigma调制器(DSM)实现1 bit DAC以保证信号高精度的最终输出.当信号频率为200 kHz时,测量信噪比(SNR)为78.6 dB,完全可以满足测量系统中对信号源频谱纯度的要求.设计尤其适用于低频高精度多通道正余弦信号源的应用场合,可以有效简化多路信号的设计,降低实现成本.【期刊名称】《测井技术》【年(卷),期】2013(037)001【总页数】5页(P75-79)【关键词】直接数字频率合成;多通道信号源;旋转坐标数字计算机;Delta Sigma调制器【作者】陈洋;管国云;聂在平【作者单位】电子科技大学电子工程学院,四川成都611731【正文语种】中文【中图分类】P631.840 引言直接数字频率（DDS）技术由于具有频率分辨率高、工作带宽较宽、短的转换时间、相位连续变化、具有任意输出波形的能力以及调制能力等优点，广泛应用于测井信号源设计。
基于单片机的DDS多波形发生器的设计
关键词 ： 波形发生器 ； Ｓ； ＤＤ 频率合成 ； 控制字 中图分类号 ： Ｐ ６ ． Ｔ ３８ １ 文献标识码 ： Ｂ 文章编号 ：０ ３ ２ ｌ ０ １０ ０ ５ ０ １０ —７４ （ １ ）８ ０ ６ ５ ２
Ｄｅ ｉｎｏ ｓｇ ｆ ＤＤＳ ＭｕｔＷ ａ ｅｏ ｍ ｎ ｒｔ ｒ ａ ｅ ｎＭＣＵ ｌ－ ｖ ｆ ｒ Ｇｅ ｅａｏ ｓ ｄｏ ｉ － Ｂ
２
其 高 Ｌ位作为 波形存储器 ＲＯＭ 的地 址对 波形 ＲＯＭ 进 行寻址 ， 波形 ＲＯＭ 寻 址输出的 Ｄ位幅度码 Ｓ ｎ 经 Ｄ／ （） Ａ
３ 系统 方案 及 硬 件设 计
３ １ 系统 方案 ．
转换器变成 阶梯状波形 ｓｔ， 经过低通滤 波器（Ｐ ） （）再 Ｌ Ｆ 平
滑 后 即可 得到 合成 信 号 波形 输 出 。输 出 的合成 信 号 波 形形状 取决 于 ＲＯＭ 中存放 的幅度码 ， 相位控 制字 Ｐ和
微 、积分 电路 ， 种触 发器 等 ） 其转 换为 其他 所需 波 各 将 形 。此种 方法 电路复杂 ， 波形相 关参数 完全 由硬件 电路 完成 ， 组成 任意波 形几乎 不可 能实现 。频率 合成 技术 若 开创 了由软件运 算合 成频率 的先河 ， 它经历 了直接 频率
合 成 、锁 相 式频率 合 成 、直接 数 字频 率 合成 （ ｒ ｃ Ｄｉ ｅ ｔ Ｄ ｇｔｌＳ ｎ ｈ ｓ 简称 Ｄ Ｓ 三阶段 的发展 ， 今 Ｄ 技 ｉｉ ｙ ｔ ｅｉ ａ ｓ Ｄ） 如 ＤＳ
大输 出幅度 【。具体调 节方法 是 ： ６ 】 根据 公式
Ｒｓ ＝ ３ ． ／ ｏ 日 ９ ９ Ｉ 四
调节 ＲｓＴ 改变 Ｉ ｕ 。为适应 工业仪表 的标准 信 Ｅ来 ｏＴ 号（ ５～２０ ｍ ： 常情 况 下 Ｒ Ｔ范 围是 ８ （ 应 ） Ａ 通 对 Ｋ Ｉｕ ＝ ｍＡ）１ ０ Ｋ（ ｏｔ ５ ￣ ２ 对应 ２ ｍＡ） ］ ０ 。由于这种方法 无法 精
用DDS实现一个波形发生器实验报告
用DDS实现一个波形发生器1、实验课题：用DDS实现一个波形发生器，可以产生正弦波，方波，三角波三种周期性波形。
2、功能概述：用DDS实现一个波形发生器，可以产生正弦波，方波，三角波三种周期性波形。
3、总体结构：图3-1.总体结构图4、接口描述:相位累加器：在时钟的作用下，进行相位累加。
波形存储器：进行波形的相位—幅值转换。
频率预制与调节电路的作用：实现频率控制量的输入。
D/A转换器：把已经合成的正弦波的数字量转换成模拟量。
滤除生成的阶梯形正弦波中的高频成分，将其变成光滑的正弦波。
5、技术指标：模块代码：module dds_ver( clk_50MHz,fout,change,freq,key0 );input clk_50MHz; //输入50MHz的全局时钟input[1:0] change; //定义输入变量，用来切换输出波形，一共4个档位input [2:0] freq; //定义输入变量，用来改变输出信号的频率，一共8个档位output [7:0] fout; //输出8为rom的值，用来驱动DA转化芯片，输出波形input key0; //定义输入变量，用来改变幅值计数器的值，从而改变幅值//调用FPGA芯片集成的锁相环模块，让输出的波形相位更稳定pll pll_inst (.inclk0 ( clk_50MHz ),.c0 ( clk_pll ) );wire [7:0] fout; //分频功能，根据输入变量的不同实现不同的分频，用于读取rom的步长reg clk;reg [15:0] cnt;always @(posedge clk_pll) //利用计数器实现任意分频begin if(cnt==(50*(freq+1))) //设定频率控制字节begincnt=0;clk=~clk;endelsecnt=cnt+1;end //调幅功能，输入key0更变计数器cntvol的值，从而更变输出信号的幅度reg [2:0] cntvol;always@(negedge key0)beginif (cntvol>=1&&cntvol<7)cntvol<=cntvol+1'd1;else cntvol<=1'b1;end //地址累加器，实现地址的分段累加，从而实现四种不同波形的切换输出reg [5:0] addr;always @(posedge clk)beginbeginif(change==0)beginif(addr>=0&&addr<15) //切换正弦波addr=addr+1;elseaddr=0;endelse if(change==1)beginif(addr>=16&&addr<31) //切换方波addr=addr+1;elseaddr=16;endelse if(change==2)beginif(addr>=32&&addr<47) //切换正三角波addr=addr+1;elseaddr=32;endelse if(change==3)beginif(addr>=48&&addr<63) //切换反三角波addr=addr+1;elseaddr=48;endend end。
基于DDS技术的信号发生器的设计与实现
基于DDS技术的信号发生器的设计与实现DDS（Direct Digital Synthesis，直接数字合成）技术是一种通过数字方式产生任意波形信号的技术。
DDS信号发生器是一种能够产生可控频率、幅度和相位的信号的设备。
本文将介绍基于DDS技术的信号发生器的设计与实现。
首先，信号发生器的核心部件是DDS芯片。
DDS芯片是一种集成电路，能够通过数字方式产生任意波形信号。
它包含一个相位累加器和一个查找表。
相位累加器用于生成连续的相位值，而查找表则用于根据相位值输出相应的幅度值。
通过不断更新相位累加器的数值，就可以产生连续的信号。
然后，需要一个高性能的时钟源来提供DDS芯片所需的时钟信号。
一般使用晶振来提供稳定的时钟信号。
时钟信号的频率决定了DDS芯片所能产生的最高频率。
因此，选择合适的晶振对于信号发生器的性能和稳定性至关重要。
接下来，需要设计一个控制电路来控制DDS芯片的工作模式。
控制电路可以通过按键、旋钮或者电脑串口等方式与用户进行交互。
用户可以通过控制电路设定信号的频率、幅度和相位等参数。
控制电路接收用户输入的数据，并将数据传输给DDS芯片进行处理。
在实现过程中，还需要一块数模转换器（DAC）将DDS芯片输出的数字信号转换为模拟信号。
DAC负责将DDS芯片输出的数字信号转换为与之对应的模拟信号。
数模转换的精度直接影响信号发生器的性能，因此需要选择高性能的DAC。
最后，可以通过一个显示屏显示当前信号的频率、幅度和相位等参数。
显示屏可以直接与控制电路相连，通过控制电路获取当前信号的参数，并将参数显示在屏幕上。
这样用户可以直观地了解当前信号的状态。
总结起来，基于DDS技术的信号发生器的设计与实现包括选择合适的DDS芯片、时钟源和DAC，设计控制电路和显示屏，并将各部件进行连接。
通过这些步骤可以实现一个功能完善的信号发生器，能够产生任意波形信号，并提供简单的用户界面进行参数设置和显示。
基于dds的多波形发生器研究与设计毕业开题报告本科学位论文
毕业设计(论文)开题报告
题 目： 基于DDS 的多波形发生器研究与设计 学 院：
专 业：
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2015年03 月 10日
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dds波形发生器设计与仿真心得 -回复
dds波形发生器设计与仿真心得-回复DDS（Direct Digital Synthesis，即直接数字合成）波形发生器是一种采用数字技术实现波形发生的设备。
在设计与仿真过程中，我不仅学到了很多有关数字电路、信号处理以及嵌入式系统方面的知识，也锻炼了自己的动手能力和解决问题的能力。
下面是我在这次设计与仿真过程中的心得体会。
首先，在这次设计与仿真中，我学到了很多关于DDS波形发生器的理论知识。
DDS波形发生器的核心是相位累加器和查找表。
相位累加器用于累加相位增量，并将累加结果作为地址输入给查找表，查找表则输出对应的波形样本点。
在设计过程中，我学到了相位累加器的工作原理、查找表的结构以及波形发生的原理，这为我后续的设计与仿真提供了理论支持。
其次，在设计与仿真过程中，我掌握了VHDL（Very High-Speed Integrated Circuit Hardware Description Language，即高速集成电路硬件描述语言）的使用。
VHDL是一种硬件描述语言，广泛应用于数字电路芯片设计。
通过学习VHDL语言的语法和使用方法，我能够用VHDL 语言描述波形发生器的功能模块，包括相位累加器、查找表、数字控制模块等。
同时，我还能够使用Vivado等EDA（Electronic Design Automation，即电子设计自动化）工具对设计进行仿真和综合，验证设计的正确性和可行性。
此外，在本次设计与仿真中，我熟悉了Xilinx公司的FPGA（Field-Programmable Gate Array，即现场可编程门阵列）芯片的使用。
FPGA是一种可编程的集成电路芯片，具有高度的灵活性和可重构性。
我通过Vivado工具对设计进行综合和实现，将VHDL代码转换为可在FPGA 芯片上执行的二进制文件。
我在综合和实现过程中学到了如何选择合适的FPGA芯片型号、如何进行约束文件的编写以及如何进行时序约束的设置。
DDS任意波形发生器的设计与实现
DDS任意波形发生器的设计与实现DDS任意波形发生器的设计与实现近年来，随着电子技术的飞速发展，任意波形发生器在信号发生、测试、测量等领域扮演着重要的角色。
而Direct Digital Synthesis（DDS）任意波形发生器作为一种数字信号处理技术，由于其高精度、低失真、灵活性强等优点，成为了目前最为常用的任意波形发生器技术之一。
DDS任意波形发生器工作原理基于数字信号处理与相位累加器。
其主要组成部分包括振荡器、相位累加器、数字控制模块和DAC（数模转换器）模块。
其中，相位累加器用于产生一个累加的相位值，该相位值会被数字控制模块处理后再输入DAC模块进行数模转换，并输出到外部电路。
而该外部电路连接到输出端口，可以控制输出的幅值以及频率，从而生成所需的任意波形。
在DDS任意波形发生器的设计与实现过程中，需要考虑多个关键因素。
首先，选择合适的振荡器型号以及参考时钟。
振荡器的质量和稳定性直接影响到输出信号的频率稳定性。
而参考时钟的准确性则决定了相位累加器的性能。
其次，在相位累加器的设计中，需要合理选择累加的相位步进值以及相位累加位数。
过大的步进值可能导致相位分辨率降低，而过小的步进值会增加累加器的位数，增加系统的复杂度。
另外，数字控制模块的设计需要考虑到输入的频率、相位和幅度的变化。
最后，需要合理选择DAC模块以及输出电路，以确保输出信号的质量和稳定性。
在实际实现过程中，可以使用FPGA（Field-Programmable Gate Array）作为主要硬件实现平台，并利用VHDL（VHSIC Hardware Description Language）进行硬件描述，从而构建DDS任意波形发生器。
FPGA的高度灵活性使得其适用于DDS任意波形发生器的实现，并且其可重构的特点使得系统可以根据需要进行扩展和改进。
在软件方面，可以使用C语言编写相应的控制程序，以实现对DDS任意波形发生器的控制和调节。
基于DDS的波形发生器设计.
基于DDS的波形发生器设计0引言随着信息技术的发展及测试对象不断丰富，现代电子系统对波形发生器也提出了更高的要求。
传统的模拟信号发生器已经不能满足客观要求，急需能产生用户定义波形的仪器。
伴随电子测量技术与计算机技术的紧密结合，一种新的信号发生器——任意波形发生器应运而生，它可产生由用户定义的任意复杂的波形，因而具有广阔的应用发展前景。
目前设计波形发生器的方法通常有三种：(1)传统的直接频率合成技术(DS)。
该类方法能实现快速频率变0 引言随着信息技术的发展及测试对象不断丰富，现代电子系统对波形发生器也提出了更高的要求。
传统的模拟信号发生器已经不能满足客观要求，急需能产生用户定义波形的仪器。
伴随电子测量技术与计算机技术的紧密结合，一种新的信号发生器——任意波形发生器应运而生，它可产生由用户定义的任意复杂的波形，因而具有广阔的应用发展前景。
目前设计波形发生器的方法通常有三种：(1)传统的直接频率合成技术(DS)。
该类方法能实现快速频率变换，具有低相位噪声以及所有方法中最高的工作频率。
但由于采用大量的倍频、分频、混频和滤波环节，导致其结构复杂、体积庞大、成本昂贵，而且容易产生过多杂散分量。
(2)锁相环式频率合成器(PLL)。
该类技术具有良好窄带跟踪特性，可选择所需频率信号，抑制杂散分量，且省去大量滤波器，有利于集成化和小型化。
但由于锁相环本身是个惰性环节，锁定时间较长，因而频率转换时间较长，且由模拟方法合成的正弦波的参数(如幅度、频率和相位等)都难以定量控制。
(3)直接数字式频率合成器(Direct Digital Fre-quency，DDS)。
该类方法具有高频率稳定度、高频率分辨率以及极短的频率转换时间。
此外，全数字化结构便于集成，输出相位连续，频率、相位和幅度均可实现程控，而且理论上能够实现任意波形。
1 DDS基本原理和特点1．1 DDS基本原理直接频率合成技术实际上是通过将存储的波形数据，通过特定算法，经过高速D／A转换器转换成所需要模拟信号的数字合成技术。
基于DDS的多通道信号源设计
基于DDS的多通道信号源设计
本文通过C8051F020单片机实现对AD9959频率合成芯片的连接控制，结合少量外围电路即构成一个完整的低噪声、低功耗、高稳定度、高可靠性的频率合成器。
本信号源的直接频率合成器将通过对单片机C8051F020的标准SPI端口编程控制AD9959芯片的寄存器，从而实现单频点
12MHz，48MHz和带宽30MHz的线性调频3路相参信号输出。
1 系统方案设计与功能单元介绍
1.1 系统方案设计
本设计的主控芯片采用了新华龙公司的C8051F020单片机，信号产生芯片采用美国ADI公司的具有4路通道的DDS芯片AD9959，电源部分采用能提供5 V和3.3 V的稳压开关电源。
系统的设计框图如图1所示。
基于DDS的多种波形发生器的实现
这种直接式的数字频率合成方法具备以往频综所不具备的特点 ，主要有 ： 出频率分辨率 输 很高 ，达到微赫兹量级的频率分辨率 ：可达到纳秒级的频率转换时间；频率捷变时相位连
续 ；可 以合成 任意 波形 的信 号 ；具 有各 种数 字 调 制 的功 能 。另外 使 用 Ｄ Ｓ技术 可 大大 减 Ｄ 少产 品的体 积 和降 低产 品 的价格 ，同时 ，可 以获得 较 高 的 系统稳 定性 。所 以 Ｄ Ｓ在雷 达 Ｄ 波形 设计上 得到 了广泛 的应用 。 应用 Ｄ Ｓ技术 能合 成 出各种 复杂 信号 波形 ，通 过外 部 控制 电路 就 能对 Ｄ Ｓ输 出波 形 Ｄ Ｄ
◆ｌＯ ｚ８位 可编 程 的并行 口 Ｏ ＭＨ
◆３３ ． ｖ单 电源供 电
◆单 端 或差 分输 入基 准 时钟
◆小型的 ８ 脚 Ｌ Ｆ Ｏ Ｑ Ｐ封装 Ａ ９５ Ｄ ８ ８采 用先 进 的 Ｄ Ｓ技 术 ，结 合 高 速 ，高 性 能 Ｄ Ａ 转换 器 组 成 数 字 可 编程 ，高 Ｄ ／
维普资讯
１ ８
基于 Ｄ Ｓ 多种 波形发 生器的 实现 Ｄ 的
０八一科 技
基于Ｄ Ｓ Ｄ 的多种波形发生器的实现
祝群
朱 玉军
（ 兵装集 团火控 技 术 中心 电信 室 成都 ６ ｌ ３ ） ｌ ７ １ 摘 要 ：本文 讨 论 了直接 频 率合 成 （ ＤＤＳ ）在 多种 复 杂信 号 产 生 方 面 的应
Ｍ序 列ＤＤＳ 制产 生 复杂信 号 的一种 方法 。 Ｐ 控 关键 词 ：Ｄ ＤＳ 线性调 频
１ 概 述 现代雷达往往要求在传统雷达的基础上实现更多的功能 ，比如成像 、识别等。这就需
要 雷达 发射 的波形 有更 大 的带宽 ，以满足 获 取高 的距 离 分辨 力 和提 取 出 目标 的其 它特 征 。 要 实现 大的信 号带宽 可采用 现有 的增 大带 宽 的相 关 技术 ，如宽 脉冲 内线性 调 频 、相 位编码 信 号等 。由于 雷达信 号参数 之 间有着相 互制 约 的关 系 ，因 而雷达 指标 的设 计往 往是 相互制 约 的 。从 理论 和技术 角度讲 也不存 在理 想 的最佳 波形 。要 使所有 指标 都 达到最 佳并适 合各 种用 途 的波形是 不存在 的 ， 往需要 频综 产生 多种 不 同的发 射波形 以满足各 种特 定 的用途 。 往 目前 ，随着 高 速大 规模 集 成 电路 技 术 的发 展 ，出现 了 直 接式 频 率 合 成 （ Ｄ ）技 术 。 ＤＳ
基于DDS的多波形发生器设计【文献综述】
毕业论文文献综述电子信息工程基于DDS的多波形发生器设计摘要：随着信息技术的发展，现代电子系统对波形发生器提出了更高的要求。
直接频率合成技术(DDS)以其高分辨率等特点，得到越来越多的重视。
DDS同 DSP（数字信号处理）一样，是一项关键的数字化技术。
DDS是直接数字式频率合成器（Direct Digital Synthesizer）的英文缩写。
与传统的频率合成器相比，DDS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，是实现设备全数字化的一个关键技术。
本文主要是关于DDS技术的发展、特点及常用芯片的介绍。
关键词：DDS；波形发生器；频率合成器。
一、DDS技术简介：近年来，通信技术特别是无线电通信技术取得了迅速的发展，与此同时通信、雷达、电子对抗、导航、广播电视、遥控遥测、仪器仪表等各领域的专用信号源获得了长足的发展，表现为载波调制方式趋于多样化，从调幅、调频、调相到脉冲调制。
如果采用多台信号源获得所需要的信号显然是很不方便的。
因此需要研制一种新型的信号源，使其能够产生任意频率的载频信号和多种调制信号，这就要靠直接数字合成(DDS，Direct Digital Synthesize)【1】技术来实现。
DDS的核心部分是频率合成器，频率合成器一般分为直接式、间接式和直接数字式三种基本类型【2】。
直接数字频率合成(DDS)是近年来发展起来的一种新的频率合成技术，其主要优点是相对带宽很大，频率转换时间极短(可小于20 ns)，频率分辨率很高，全数字化结构便于集成，输出相位连续可调，且频率、相位和幅度均可实现程控．DDS能够与计算机技术紧密结合在一起，克服了模拟频率合成和锁相频率合成等传统频率合成技术电路复杂、设备体积较大、成本较高的不足，因此它是一种很有发展前途的频率合成技术【3-4】．DDS技术现已在接收机本振、信号发生器、通信系统、雷达系统等方面得到广泛应用．数字频率合成器作为一种信号产生装置己经越来越受到人们的重视，它可以根据用户的要求产生相应的波形，具有重复性好、实时性强等优点，己经逐步取代了传统的函数发生器。
dds波形发生器设计与仿真心得
dds波形发生器设计与仿真心得设计和仿真DDS（Direct Digital Synthesis）波形发生器是一个涉及信号处理、模拟电路和数字电路的复杂任务。
以下是设计和仿真DDS波形发生器时涉及的一些关键方面和心得：基本原理理解：首先，理解DDS的基本工作原理是关键的。
DDS 通过数字控制频率和相位，生成精确的输出波形。
核心组件包括相位累加器、频率寄存器和查找表（或正弦余弦表）。
相位累加器设计：相位累加器是DDS的核心。
了解如何设计一个高分辨率、高精度的相位累加器对于波形生成的准确性至关重要。
理解相位累加的溢出和截断是设计中的关键问题。
频率控制和分辨率：DDS的频率由一个或多个寄存器控制。
确定频率分辨率和动态范围，并理解如何通过适当的寄存器值来控制频率是设计中的关键考虑因素。
查找表设计：DDS通常使用查找表存储正弦和余弦值，以减少计算复杂度。
设计和优化这个查找表对于实现高质量波形至关重要。
相位累加器的时钟：DDS的性能与相位累加器的时钟精度有关。
稳定的时钟源对于准确的频率和相位控制至关重要。
数字模拟转换器（DAC）：DDS输出需要连接到DAC，将数字信号转换为模拟信号。
DAC的性能对于输出波形的质量和精度至关重要。
仿真工具的选择：使用仿真工具（如SPICE、MATLAB/Simulink 等）对整个系统进行仿真。
这有助于验证设计、调整参数并优化性能。
实际性能验证：在硬件上实现并验证设计，尤其是与实际的时钟源和DAC连接时，能够揭示一些仿真可能忽略的问题。
实测数据有助于调整设计以满足实际需求。
消除非线性失真：DDS系统中可能存在非线性失真，理解这些失真的来源并采取措施来最小化它们是设计中的一个重要方面。
持续学习：DDS技术和工具在不断发展，了解新的技术和工具，以及参与社区和论坛，有助于不断改进和优化设计。
最终，DDS波形发生器的设计和仿真是一个挑战性的任务，要求结合理论知识、工程实践和对电路性能的深入理解。
实验二 DDS波形发生器设计实验报告
实验二 DDS波形发生器设计实验报告一．实验任务及要求任务：利用FPGA+DAC，设计一个DDS信号发生器。
要求：（1）分辨率优于1Hz（2）ROM表长度8位、位宽10位（3）输出频率优于100kHz（每周期大于50个点）（4）显示信号频率/频率控制字二．实验设计方案用CPLD,FPGA实现DDS波形发生器设计⑴用QuartusII的原理图输入来完成系统的顶层设计。
⑵相位累加器调用用HDL编写。
⑶波形存储器通过调用lpm_rom元件实现，其LPM_FILE的值*.mif是一个存放波形幅值的文件。
⑷频率－频率控制字之间的转换，可用乘、除法模块（LPM）设计以及用VHDL语言编写。
其具体实现方案如下原理图输出频率：(1) 通过时钟频率, 改变输出波形的频率(2) 改变寻址的步长来改变输出信号的频率—DDS设：相位累加器为N位, Sin表的大小为2P，累加器的高P位用于寻址Sin表.时钟频率为f C,若累加器按步进为M地累加直至溢出，称M为频率控制字。
三．系统硬件设计1）DDS参数计算①相位寄存器每经过2N/M个时钟fc后回到初始状态，相应地正弦查询表经过一个循环回到初始位置，整个DDS系统输出一个正弦波。
则输出正弦波周期 To=Tc*2n／M即输出正弦波频率 f out=M×fc/2n②要求分辨率优于1Hz 则fc/2n<1③输出频率优于100kHz（每周期大于50个点）则f out=M×fc/2n >100KH2n/M>50由②、③可得输入频率fc>5MHZ,在实验中我们设脉冲频率为10MHZ。
2）在实验中采用24位相位累加器（即n=24），用VHDL创建功能模块。
原理：通过频率控制字控制相位累加，直至溢出，取其高8位作为查询sin表的地址，从而控制输出的波形。
3）频率控制字M的设置，用VHDL创建功能模块aa设置a1,a2,a3三个输入端，其不同的输入组合对应控制频率控制字M的各个位，确定控制位后，通过输入单脉冲控制其大小，直到输入所需控制字，同时设置了复位端rst1。
基于DDS的多波形发生器
０．引言在电子工程、通信工程、自动控制、遥测控制、测量仪器、仪表和计算机等技术领域，经常需要用到各种各样的波形发生器。
随着集成电路的迅速发展，用集成电路可很方便地构成各种波形发生器。
用集成电路实现的波形发生器与其它波形发生器相比，其波形质量、幅度和频率稳定性等性能指标，都有了很大的提高。
１．设计方案采用直接数字合成（ＤｉｒｅｃｔＤｉｇｉｔａｌＳｙｎｔｈｅｓｉｚｅｒ）ＤＤＳ技术，频率分辨率高，转换速度快，信号纯度高，相位可控，输出信号无电流脉冲叠加，输出可平稳过渡且相位可保持连续变化。
采用ＡＴ８９Ｓ５１单片机为控制器（灵活方便、功能强大、性价比高），控制ＤＤＳ芯片ＡＤ９８３３主电路产生波形，在控制中利用ＴＧ１２８６４Ｅ液晶显示出操作步骤，利用ＡＤ９８３３宽频带产生所需波形。
通过编程控制来实现上述功能，大大减少了硬件中所带来的不稳定因素及数据误差。
在调试中频率转换时间短、频率分辨率高、频率稳定度高、输出信号频率和相位可快速程控切换等，使得操作更加方便、高效。
利用数字电位器调幅更加精确。
２．系统总体设计框图（１）系统框图３．系统的硬件设计与实现３．１理论分析与公式计算载频参数计算本波形发生器输出频率范围是１０Ｈｚ～１ＭＨｚ，频率步进是１００Ｈｚ，频率稳定度优于１０－３，信号波形无明显失真，因此ｆＯＵＴ＝Ｍ（ｆＭＣＬＫ／２２８）其中，Ｍ为频率控制字，由外部编程给定，其范围为０≤Ｍ≤２２８－１。
Ｆｏｕｔ为输出频率，当Ｍ为最大时，ｆＯＵＴ＞１ＭＨｚ．从ＡＤ９８３３的资料知道主频时钟为２５ＭＨｚ时，精度为０．１Ｈｚ，主频时钟为１ＭＨｚ时，精度可以达到０．００４Ｈｚ。
而晶振的频率稳定度为１０－６量级，所以整体频率稳定度：１０－６×３×４＝１．２×１０－５，在１０－５量级，满足题目要求。
３．２系统实际电路设计用ＡＴ８９Ｓ５１单片机，控制ＤＤＳ芯片ＡＤ９８３３主电路产生波形，经过ＬＭ６１３１放大输出。
一种基于DDS的末制导雷达多目标波形生成技术
控制与制导图1 多目标任意波形调制原理图本文2003-12-17收到，作者分别系海军航空工程学院硕士研究生、教授、教授、硕士研究生一种基于DDS 的末制导雷达多目标波形生成技术凌 祥 姜永华 李相平 曲洪东摘 要 提出了一种基于DDS的末制导雷达多目标波形生成技术。
通过对DDS 原理的分析，给出了多目标任意波形调制的实现方案，并对高速DAC 器件的性能进行了分析。
主题词 DDS 多目标 波形生成引言末制导雷达信号源在模拟目标回波时，大都是采用矩形脉冲调制法，即认为目标回波幅度是无起伏的，这样有利于工程实现，但大量的目标细节却丢失了。
在实际情况中，形状复杂的物体，如舰船、飞机等，其回波幅度起伏大致上反应了目标的散射特征，特别是高分辨率雷达，回波的每个波峰对应着目标的一个散射中心。
为了更逼真地模拟目标回波，在设计末制导雷达多目标生成系统时，有必要建立各种类型目标的回波波形库，对模拟回波采用任意波形调制，这对雷达目标识别和制导智能化具有重要意义。
1 DDS 原理本文将利用直接数字频率合成（DDS ）技术来实现任意波形的产生，以下是DDS 的基本原理。
输出信号的一个完整周期的波形码顺序地放在RAM 中，使用相位累加技术来控制输出RAM 的地址，在每个时钟周期，存储于相位增量寄存器中的常数都被加到相位累加器的当前结果上。
当RAM 的地址顺序变化时，被读取的波形码通过DA 转换成模拟信号，经低通滤波后输出。
DDS 输出最高的频率f max 可由式（1）决定：f max =f cl 2M ·2N（1）其中：f cl 为时钟频率；M 为相位累加器的位数；N 为相位增量寄存器位数。
而频率的最小步进!f 可由式（2）决定：!f =f cl2M（2）DDS 技术的失真度除受DA 转换器本身的噪声影响外，还与离散点数N 和DA 字长有关系，设g 为均匀量化间隔，则失真度TDH 的近似数学关系为TDH =1+g 2[]6"/N Sin （"/N []）2-!1X 100（3）2 设计方案图1是多目标任意波形调制原理图。
基于DDS技术的波形发生器设计与仿真
基于DDS技术的波形发生器设计与仿真【摘要】本文介绍了基于FPGA技术的DDS波形发生器的原理与设计，并利用SignalTapII嵌入式逻辑分析仪对正弦波、三角波、方波、锯齿波进行仿真验证。
实验结果表明，利用FPGA能在很短时间内快速构建任意波形，提高了设计效率，具有实际应用价值。
【关键词】DDS；FPGA；波形发生器1.引言DDS频率合成器具有频率分辨率高[1]，输出频点多，可达2N个频点（假设DDS相位累加器的字长是N）；频率切换速度快，可达us量级；频率切换时相位连续的优点，可以输出宽带正交信号，其输出相位噪声低，对参考频率源的相位噪声有改善作用；可以产生任意波形；全数字化实现，便于集成，体积小，重量轻[2]。
本文介绍了DDS的基本原理，同时针对DDS波形发生器的FPGA实现进行了简要介绍，利用SignalTapII嵌入式逻辑分析仪对正弦波、三角波、方波、锯齿波进行仿真验证。
2.DDS波形发生器的FPGA实现FPGA的应用[3]不仅使得数字电路系统的设计非常方便，而且它的时钟频率已可达到几百兆赫兹，加上它的灵活性和高可靠性，非常适合用于实现波形发生器的数字电路部分。
使用FPGA设计DDS电路比采用专用DDS芯片更为灵活，只需改变FPGA中的ROM数据，DDS就可以产生任意波形，具有相当大的灵活性。
2.1 FPGA设计流程FPGA的设计框图如图1所示，FPGA的主要功能是：产生与外围电路的接口电路，使其能够接受外围逻辑控制信号；保存频率字，并构成相位累加器，产生与主时钟相同频率的RAM寻址字；用内部的存储块构成存放多种波形数据的ROM，并通过相应的控制线进行选择；构造出两个多波形选择输出的输出通道，其中的一路通道可具备移相功能；用内部的PLL倍频外部低频晶振，并输出与主时钟同频的时钟，驱动片外高速D/A。
2.2 时钟模块根据耐奎斯特采样定理要得到输出频率为10MHz的信号，其所输入的信号时钟频率必须达20MHz以上。
基于DDS技术的波形设计
基于DDS技术的波形设计佚名【摘要】针对数字基带信号的特点和通信系统对信号传输的要求，利用DDS数字频率合成技术进行波形设计。
采用了ADI公司的AD9958芯片为核心设计实现了全数字频率合成器，构建了具备FSK调制，PSK调制及线性扫描功能的全数字通信系统。
详细介绍了该通信系统的主要构成和实现全数字波形设计的软件控制方式，使其具备多种信号形式，较宽的工作频带、根据工作需要随时变换波形的功能。
该系统具有可重复编程和动态重构的优点，使其易于修改，灵活可控，可适用于通信工程实践中。
%In consideration of the characteristics of the digital baseband signal and requirements of communication system for signal transmission,the digital frequency synthesis technique of direct digital synthesizer(DDS)is utilized for waveform de⁃sign. ADI's AD9958 chip is used as the core to design and achieve all⁃digital frequency synthesizer. A digital communication sys⁃tem with FSK modulation,PSK modulation and linear scan function was built. The main components of the communication sys⁃tem and software control mode to implementall⁃digital waveform design are introduced in detail,so that the communication sys⁃tem has a variety of signal forms,wide operating frequency band,and waveform transform functions according to its needfor operation at any time. The system has the advantages of reusable programming and dynamic reconfiguration,which make the sys⁃tem easyto modify,flexible and controllable. It can be widely applied to communication engineering field.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2013(000)014【总页数】4页(P1-3,9)【关键词】DDS;波形设计;FSK;PSK;线性扫描调制;AD9958【正文语种】中文【中图分类】TN911-34目前在各类通信系统中的波形设计，通常是指调制波形的设计问题。
基于DDS技术的任意波形发生器研究与设计
1 DDS概述1．1 DDS基本原理直接数字合成技术(Direet Digital Synthesis，简称DDS)是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。
由图l看出，除了滤波器(LPF)之外，DDS系统都是以数字集成电路实现，因此DDS系统易于集成和小型化。
DDS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，整个系统的各个组成部分提供同步时钟。
频率字(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。
这样就可把存储在波形存储器内的波形抽样值(二进制编码)经查找表查出。
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。
1．2 DDS的基本参数及其计算在系统时钟脉冲的作用下，相位累加器不停累加，即不停查表，把波形数据送到D／A 转换器转换成模拟量输出，从而合成波形。
滤波器则进一步平滑D／A转换器输出的近似正弦波的锯齿阶梯波，同时衰减不必要的杂散信号。
设频率字(FSW)的值为d，系统时钟频率为f，相位累加器的字长为N，则系统的输出频率为：2 任意波形发生器的设计方案基于DDS技术的任意波形发生器主要由微处理器控制模块、键盘与显示模块、DDS通道的FPGA实现模块、D／A转换模块以及滤波器模块组成。
同时片外扩展了4 KB程序存储器SRAM和6 KB数据存储器ROM，分别用于存储波形抽样数据和3种标准输出波形抽样数据。
本系统设计原理如图2所示。
2．1 微处理器控制模块采用AT89C5l单片机完成数据处理和控制其他电路工作。
将键盘接收的数据通过特定算法转换成二进制码，再将处理后的控制字、波形参数和其他器件的控制信号发送出去。
基于DDS的多波形信号发生器设计
二○○七年・第二期研制与开发基于DDS 的多波形信号发生器设计姚小朋1 张 捷2(11西北工业大学软件与微电子学院 西安 710072)(21西北工业大学电子信息学院 西安 710072)摘 要 介绍DDS 基本原理,提出以DDS 芯片为核心,利用单片机控制的多波形信号发生器设计方法。
给出系统主要硬件电路及主控软件。
实验结果表明,硬件电路结构简单,软件控制灵活,输出信号频率稳定,分辨率高。
关键词 DDS 集成芯片 AD9951 信号发生器 高精度的信号源对通信系统、电子对抗以及各种电子测量技术十分重要〔1～3〕。
随着电子技术的发展,对信号源频率的稳定度、准确度,以及频谱纯度提出越来越高的要求。
直接数字频率合成技术(D i 2rect D igital Frequency Synthesis,即DDFS,一般简称DDS ),是从相位概念出发直接合成所需波形的一种新的频率合成技术。
和传统的频率合成技术相比,它具有频率分辨率高、频率转变速度快、输出相位连续、相位噪声低、可编程和全数字化、便于集成等突出优点,成为现代频率合成技术中的佼佼者,得到越来越广泛的应用,成为众多电子系统中不可缺少的组成部分。
1 DDS 基本原理DDS 以数控振荡器的方式产生频率、相位可控制的正弦波,主要由基准时钟f s 、相位累加器、幅度/相位转换电路、D /A 转换器和低通滤波器(LPF )组成。
它采用数字技术重复扫描存储器来获取数据,构筑出所希望的波形。
DDS 的结构有很多种,其基本的电路原理(见图1)。
图1 DDS 基本原理框图 DDS 工作原理〔1〕是基于相位和幅度的对应关系,通过改变频率转换字来改变相位累加器的累加速度,然后在固定时钟的控制下取样,对取样得到的相位值,通过相位幅度转换得到与相位值对应的幅度序列,幅度序列再通过数模转换得到模拟形式量化的正弦波输出。
其输出频率为: f 0=FT W ×f s /2N(1)其中N 为相位累加器的位数;FT W 为频率转换字,f s 为时钟频率。
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关键词 ： 波形产 生； 直接数 字频 率合 成 ； Ｔ ｏ ｐ — Ｄ ｏ ｗ ｎ 设 计 方 法
Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ａ ｎ ｄ ｖ ｅ ｒ ｉ ｉｃ ｆ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｍｕ ｌ ｔ ｉ － ｃ ｈａ ｎ ｎｅ ｌ
Ｄ Ｄ Ｓ来 产 生 雷 达 信 号 ， 可 以实 现 线性 调 频 、 非线 性
调频和相位编码等各种复杂雷达波形信号的产生 ， 实现发射波束在二维空间的任意调度 。
基 于 这 样 的 考 虑 ，本 文 采 用 自顶 向下 （ Ｔ ｏ ｐ —
Ｄ ｏ ｗ ｎ） 的设计 方 法设计 了基 于 Ｄ Ｄ Ｓ技术 的多 通道 波形 产 生 的 Ｉ Ｐ核 ，下面 将详 细 描述 此 Ｉ Ｐ核 的设计
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ： ｗａ ｖ ｅ ￣ｒ ｍ ｇ ｅ ｎ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ； ＤＤＳ ； Ｔ ｏ ｐ － Ｄｏ ｗｎ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｔ ｈ ｅ ｏ ｙ ｒ
１ 引言
直 接数 字 频 率 合 成 （ Ｄ Ｄ Ｓ） 技 术 是 当今 全 数 字 二 维 相控 阵 雷 达 得 以实 现 的 关 键 技 术 之 一 ，通 过
ｗａ ｖ ｅ ｆ ｏ ｒ ｍ ｇ ｅ ｎ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｉ ｎ ＤＤＳ． Ｉ ｔ ａ ｌ ｓ ｏ ｐ ｒ ｅ ｓ ｅ ｎｔ ｅ ｄ ｔ ｈ ｅ ｆ ｕｎ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ｃ ｏ ｖ ｅ ｒ ａ ｇ ｅ ａ ｎ ｄ ｓ ｉ ｍｕｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｗａ ｖ ｅ ｆ ｏ ｒ ｍ ｄｕ ｒ ｉ ｎｇ ｖ ｅ ｒ ｉ ｆ ｉ ｃ ａ — － ｔ ｉ ｏ ｎ ． Ｐｒ ｅ ｓ ｅ ｎ ｔ ｌ ｙ ， ｔ ｈ ｅ ｍｕ ｌ ｔ ｉ —ｃ ｈａ ｎｎ ｅ ｌ ｗａ ｖ ｅ ￣ｒ ｍ ｇ ｅ ｎ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ Ｉ Ｐ ｃ ｏ ｒ ｅ ｈ ａ ｄ ｂｅ ｅ ｎ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｅ ｄ ｉ ｎ ｔ ｈｅ ｄ ｉ ｇ ｉ ｔ ａ ｌ ａ ｒ ｒ ａ ｙ ｒ ａ ｄ ａ ｒ ， ｓ ｈｏ ｗｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ ｖ ａ ｌ ｉ ｄ ｉ ｔ ｙ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｅ ｎ ｇ ｉ ｎｅ ｒ ｒ ｉ ｎ ｇ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ．
ｗａ ｖ ｅ ｆ ｏ ｒ ｍ ｇ ｅ ｎ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｉ ｎ ＤＤＳ
Ｓ Ｏ Ｎ Ｇ Ｈｅ － ｊ ｕ ａ ｎ ， ＭＡ Ｑ ｉ ａ ｎ ｇ ， Ｐ Ａ Ｎ Ｇ Ｚ ｕ ｎ － ｌ ｉ ｎ
（ Ｅ ａ ｓ ｔ Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ Ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ， Ｉ Ｃ Ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ Ｃ ｅ ｎ ｔ ｅ ｒ ， Ｈｅ ｆ ｅ ｉ ２ ３ ０ ０ ３ １ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
Ｉ … Ｈ巾 国集 成 电 路
■●＿
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趣 上
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基于 ＤＤＳ技术 的多通道波彤产生 的 设计与验证
宋何 娟 ， 马强 ， 庞 遵林
（ 华 东电子 工程研 究所 集成 电路设计 中， ， 安徽 合 肥 ， ２ ３ ０ ０ ３ １ ）
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ａｃ ｃ ｏ ｒ ｄ ｉ ｎ ｇ ｔ ｏ Ｔ ｏ ｐ — Ｄ ｏ ｗ ｎ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｔ ｈ ｅ ｏ ｒ ｙ ｓ ｃ ｒ ｉ ｂ ｅ ｄ ｔ ｈ ｅ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ａ ｎ ｄ ｖ ｅ ｒ ｉ ｆ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｍｕ ｌ ｔ ｉ — ｃ ｈ ａ ｎ ｎ ｅ ｌ
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摘要 ： 本 文 采 用 自顶 向下 的 Ｔ ｏ ｐ － Ｄ ｏ ｗ ｎ设 计 方 法 ， 详 细描 述 了基 于 Ｄ Ｄ Ｓ 技 术 的 多通 道 波 形产 生 的设 计 与 验证 ， 并 给 出了验 证 过 程 中收 集 的功 能覆 盖 率 和仿 真 波形 ， 此 多通 道 波形 产生 Ｉ Ｐ 核 已成 功应 用 于数 字