基于DDS与FPGA的信号产生器设计与实现

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基于FPGA的DDS型数字信号发生器设计

ｉ控制读取数据间隔，整频：调率；ｑｏｔ输出数据。 — ｕ：
／
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ＤＡ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１ＤＤ就
ｗａｅｆｒｔｅｆｕｉｎｌ，ｎａｄｕｔｂｅｆｑｅｃｕｃｉｎｖｏｈｏｒｓａｓａｄｈｓａｊｓａｌｒｕｎｙｆｎｔｇｅｏ
Ｋｅｗｏｒｓ：ＧＡ，ｙｄＦＰＤＤＳ，ｇｉｌｉｌｅｎａｔｄｉｔｓｇｎａｇｅｒｏｒａ
依据图２中各个单元的功能，使用ＱｕＲｓｌａｕｌ软件完成ＶＤ程序设ＨＬ
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：ＰＦＧＡ，Ｓ，字信号发生器ＤＤ数
Ａｂｓｒｔｔａｃ
ＤｉｔｓｉａｌｎａｏｒｓｆｅｅｎｌｕｅｇｉａｌｇｎｇｅｅｒｔｉａｒｑｕｔｙｓｄｔｏｌｎｎｅａｅｃｉｕｉｏｉｉｔｇｒｔｄｒｔｃｄｅｇｎｎｄｓｉａｄｅｇｇｉｇｂｕｎｐｒｃｓＢａｓｄｏｅｓｅｏｎＰＧＡＦ
时，字信号发生器所产生数的信号最高频率为１１６ｘＯ／１８７３Ｈ，幅度精度为２＝．ｋｚ

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。

【毕业设计】基于FPGA的DDS信号发生器

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
generators have become increasingly demanding. In recent years, direct digital
synthesizers (DDS) has a frequency resolution because of its high-frequency
I
基于FPGA的DDS波形发生器姓名:张怡专业班级:电子2班指导教师:易诗
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、
analyzer on the results of observation and analysis. By analyzing the results, it show
that the design meets the requirements intended to.
And Proved that using Flex way to programming the FPGA to produce a
technology to become the leader in . Field-programmable gate array (FPGA) design

基于FPGA的DDS信号发生器设计

基于FPGA的DDS信号发生器设计随着数字信号处理（DSP）技术的发展，直接数字频率合成器（DDS）逐渐取代了传统的频率合成器，成为一种高性能的信号发生器。

DDS信号发生器通过数字信号直接产生模拟信号，具有频率精度高、可编程性强和快速调频等优点。

本文将通过FPGA实现DDS信号发生器的设计。

首先，我们需要了解DDS信号发生器的基本原理。

DDS信号发生器的核心是相位累加器、查找表和数模转换器（DAC）。

通过累加器产生相位累积，将相位累积的结果通过查找表得到对应的振幅值，并经过数模转换器输出模拟信号。

1.确定需要生成的信号的参数，包括输出频率、相位步进精度、振幅等。

根据这些参数，计算累加器的增量值，即每个时钟周期累加器需要累加的值。

2.在FPGA中设计相位累加器。

相位累加器的宽度取决于相位步进精度，一般为32位或64位。

通过在每个时钟周期加上增量值，实现相位的累加。

3.设计查找表。

查找表的大小取决于数字信号的分辨率，一般为2^N 位。

通过输入相位值查找对应的振幅值。

4.设计数模转换器（DAC）。

通过DAC将数字信号转换为模拟信号输出。

5.在FPGA中实现控制逻辑，包括控制相位累加器和查找表的读写操作，使其按照设定的参数进行相位累加和振幅输出。

6.将设计好的FPGA模块进行综合、布局和时序约束，生成比特流文件。

通过以上步骤，基于FPGA的DDS信号发生器的设计就完成了。

设计好的FPGA模块可以实现高精度、高稳定性的信号发生器，广泛应用于通信、雷达、医疗设备等领域。

需要注意的是，在设计过程中需要考虑到FPGA的资源限制，包括LUT资源的利用、频率分辨率和输出频率的限制等。

此外，还可以通过增加相位累积周期、使用多路查找表和多路DAC等方法进一步优化设计。

综上所述，基于FPGA的DDS信号发生器设计是一个较为复杂的过程，需要对DDS原理有深入的理解，并结合FPGA的特点进行设计。

通过合理的设计和优化，可以实现高性能的DDS信号发生器。

基于FPGA和DDS的数字调制信号发生器设计与实现

第２１卷第６期
Ｖ０１．２ｌ
Ｎｏ．６
电子设计程
ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＤｅｓｉｇｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
２０１３年３月
Ｍａｒ．２０１３
基亏ＦＰＧＡ和ＤＤＳ的数字调制信号发生器设计与实现
ａｎｄｉｍｐｌｅｍｅｎｔｅｄａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｂａｓｉｃｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｔｈｅｄｉｇｉｔａｌｍｏｄｕｌａｔｉｏｎｓｃｈｅｍｅｉｎａｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ，ａｎｄｂｙｔｈｅ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ａｄｅｓｉｇｎｍｅｔｈｏｄｏｆｄｉｇｉｔａｌｍｏｄｕｌａｔｉｏｎｓｉｇｎａｌｇｅｎｅｒａｔｏｒｂａｓｅｄＯＨＦＰＧＡａｎｄＤＤＳｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｓ
和二进制幅移键控（２ＡＳＫ）３种基本的二进制数字调制。所得仿真结果表明设计方法的正确性和实用性。
关键词：数字调制信号；直接数字频率合成器；ＦＰＧＡ；ＤＳＰＢｕｉｌｄｅｒ中图分类号：仲３９文献标识码：Ａ文章编号：１６７４ — ６２３６（２０１３）０６ — ００９０ — ０４

基于FPGA的并行DDS信号发生器的设计与实现

的容量，常取相位累加器输出Ｎ位二进制码中的高Ｍ位作通
通过解析来自ＮｏＩＣＵ的指令用于各个模块之间的控制与ｉｓＩＰ
调节。两路ＤＳ电路都包括由ＦＧ实现的相位累加器、ＤＰＡ波形存储器等电路，其中波形存储器采用ＦＧ片内的双端口ＰＡＲＭ来实现。Ａ本设计将各种标准波形的波形幅度值存储在Ｆａｈ的文ｌｓ件系统中，统运行时根据需要将相应的波形数据写入ＤＳ系Ｄ
储器的寻址；调制Ｄ用于产生内部调制信号，控制模块ＤＳ主
时钟Ｆｌ控制下以频率控制字Ｆｗ为步长做累加，加的ｃｋ的ｃ累
结果作为波形存储器ＲＭ的寻址，了减小波形存储器所需Ｏ为
妒ｆ＝２（）（）２
电路的波形存储器中。系统通过双ＤＳ电路产生两路波形Ｄ信号在双通道的模式下可作为双通道的信号输出，在做信而
号的调制时，ＤＳ电路产生的双路波形信号可以分别的作双Ｄ
ＤＥＮＧｕ —ｉｇＸＡＯｉｊｎＹｅｐｎ．ＩＴｅｕ－
（ｃｏｌｆｏｐｔｒｃｎｅｎｅｃｍｍｕｉｔｎｎｉｅｒｇｉｇｕＵｉｅｓｙＺｅｊｎ１０３Ｃｉ）ＳｈｏｏＣｍｕｅｉｃｄｌｏＳｅａＴｅｎｃｉｇｅｉ，Ｊｎｓｎｖｒｉ，ｈｎｉｇ２２１，ｈｎａｏＥｎｎａｔａａ

基于dds技术的信号发生器的设计与实现

文章标题：基于S技术的信号发生器的设计与实现一、引言在电子通信和信号处理领域，信号发生器是一种常见的设备，用于产生各种类型的信号波形，包括正弦波、方波、三角波等。

基于直接数字合成（S）技术的信号发生器在现代电子设备中越来越受到重视，因为它具有频率稳定性高、频率分辨率高、频率和相位调制灵活等优点。

本文将围绕基于S技术的信号发生器的设计和实现展开讨论。

二、S技术的基本原理S技术是一种通过数字方式直接合成信号的技术，其基本原理是利用数字信号处理器（DSP）生成离散时间信号序列，再通过数模转换器将其转换为模拟信号输出。

S技术的核心在于其通过累加相位增量的方式来实现信号的频率合成，因此频率分辨率高，相位调制灵活，并且可以实现快速切换频率和相位。

三、基于S技术的信号发生器的硬件设计1. 时钟模块：基于S技术的信号发生器的时钟模块需要具有极高的稳定性和精度，以确保合成信号的频率稳定性和精度。

2. 数字信号处理模块：数字信号处理模块是实现基于S技术的信号发生器的关键，它需要具有高速的计算能力和精确的相位累加器，以实现频率和相位的精确合成。

3. 数模转换模块：数模转换模块将数字信号处理模块生成的数字信号转换为模拟信号输出，需要具有高精度和低失真的特性。

四、基于S技术的信号发生器的软件设计1. 频率和相位控制算法：基于S技术的信号发生器的软件设计需要包括频率和相位控制算法，以实现对合成信号频率和相位的灵活调节。

2. 用户界面设计：为了方便用户操作和监控合成信号的参数，基于S技术的信号发生器的软件设计还需要包括用户界面设计，以实现对信号发生器的参数设置和监控。

五、基于S技术的信号发生器的实现基于S技术的信号发生器的实现需要在硬件和软件两方面充分考虑，确保其在频率稳定性、频率分辨率和相位调制灵活性等方面具有优秀的性能。

在实际应用中还需要考虑其输出功率、谐波失真等参数，以满足不同场景的需求。

六、个人观点与展望基于S技术的信号发生器在现代电子领域中具有广泛的应用前景，其高稳定性、高频率分辨率和灵活的相位调制特性，使其在通信、雷达、医疗等领域都有着重要的地位。

基于FPGA的DDS基本信号发生器的设计

ＤｅｉｎｆＤＤＳｂａｉｉｎｌｇｎｒｔｒｂｓｄｏｓｇｏｓｃｓｇａｅｅａｏａｅｎＦＰＧＡ
ＺＨＡＯｉａＬ — ，ＧＵＯＢｏｚｎ，ＬＵＳａ・ｅｇ，ＭＡＴｏｎａ —ｅｇＩｈｏｐｎａ
ＤＳＤｒｃＤｇａＦｅｕｎｙＳｎｅｉ）Ｄ（ｉｔｉｉｌｒｑｅｃｙｔｓ即直接数字式频ｅｔｈｓ
ｌ时五ｋ基准钟１ｌ
．
率合成，从相位概念出发直接合成所需波形的一种频率合是成技术ｌ。传统信号源所采用的用模拟方式生成信号不同，ｌ与ｌ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。
据依次全部存储在ＲＭ波形表里，过外接设备拨扭开关和键盘控制所需波形信号的输出．终将波形信息显示在Ｏ通最
ＬＤ液晶显示屏上。各硬件模块之间的协调工作通过嵌入式软核处理器Ｎｏ Ⅱ用编程实现控制。本设计所搭建的Ｃｉｓ
ｍｏｕｅＴｅＬＤ２６ｏｔｌｒｎｔｉｅｉｎｉｎＩｏｅｒａｉｅｙｐｏｒｍｍｉｇｄｌ．ｈＣ１８４ｃｎｒｌｓｄｓｇｓａｃｒｅｌｄｂｒｇａｏｅｉｈＰｚｎ．
Ｋｅｒｓｙｗｏｄ：ＤＤＳＰｅｈｏｏｙ；ｓｑｅｃｆｓｏａｅｗａｓ；ＦＧＡｔｃｎｌｇｅｕｎｅｏｔｒｇｙ；Ｎｉｓ；Ｉｏｅｏ Ⅱ Ｐｃｒ

基于DDS技术的信号发生器的设计与实现_毕业设计(论文)

毕业设计设计题目：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摘要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。

本设计采用单片机为核心处理器，利用键盘输入信号的参数，控制DDS的AD9850模块产生信号，信号的参数在LCD1602上显示，完成正弦信号和方波信号的输出，用示波器输出验证。

DDS是一种全数字化的频率合成器，由相位累加器、波形ROM、D/A转换器和低通滤波器构成。

时钟频率给定后，输出信号的频率取决于频率控制字，频率分辨率取决于累加器位数，相位分辨率取决于ROM的地址线位数，幅度量化噪声取决于ROM的数据位字长和D/A转换器位数。

与传统的频率合成方法相比，DDS合成信号具有频率切换时间短、频率分辨率高、相位变化连续等诸多优点。

使用单片机灵活的控制能力与AD9850的高性能、高集成度相结合，可以克服传统DDS设计中的不足，从而设计开发出性能优良的信号发生器系统。

关键词：单片机直接数字频率合成AD9850 DDSDesign and Implementation of the SignalGenerator Based on DDS TechnologyAbstractDDS is Direct Digital frequency Synthesizer (Direct Digital Synthesizer) English abbreviations. Compared with the traditional frequency synthesizer, with low cost, DDS low power consumption, high resolution and fast converting speed time and so on, widely used in telecommunications and electronic instruments field, is to realize equipment full digital a key technology.This design uses the single chip processor as the core, using a keyboard input signal parameters, control of DDS AD9850 module produce signals, the signal parameters in LCD1602 show that the complete sine signal and square wave signal output, the output with an oscilloscope validation.DDS is A full digital frequency synthesizer, by phase accumulators, waveform ROM, D/A converter and low pass filter composition. The clock frequency after A given, the output depends on the frequency of the signal frequency control word, the frequency resolution depends on accumulators digits, phase resolution depends on the ROM address line digits, amplitude quantization noise depends on the ROM data A word length and D/A converter digits. And the frequency of the traditional method than the synthesis, DDS synthesis signal has a frequency switching frequency of short time, high resolution and continuous phase changes, and many other advantages. Using single chip microcomputer control of the flexible ability and high performance, high level of integration of the AD9850 combination, can overcome the disadvantage of the traditional DDS design, to design the developed good performance of signal generator system.Key word:MCU; direct digital frequency synthesis;AD9850;DDS目录1 引言 (1)2DDS概要 (2)2.1DDS介绍 (2)2.1.1 DDS结构 (2)2.1.2典型的DDS函数发生器 (3)2.2DDS数学原理 (5)3 总体设计方案 (8)3.1系统设计原理 (8)3.2总体设计框图 (8)4 系统硬件模块的组成 (9)4.1单片机控制模块 (9)4.1.1 STC89C52主要性能 (9)4.1.2 STC89C52功能特性描述 (9)4.1.3 时钟电路 (11)4.1.4复位电路 (11)4.2AD9850模块 (12)4.2.1 AD9850简介 (12)4.2.2 AD9850的控制字与控制时序 (14)4.2.3单片机与AD9850的接口 (15)4.3滤波电路设计 (15)4.4键盘控制模块 (16)4.5LCD显示模块 (16)4.5.1液晶显示器显示原理 (16)4.5.2 1602LCD引脚与时序 (17)4.6A/D转换模块 (20)5 软件设计与调试 (21)5.1程序流程图 (21)5.2软件调试 (22)5.2.1 keil编程工具介绍 (22)5.2.2 STC-ISP下载工具介绍 (23)6 硬件电路制作 (24)6.1原理图的绘制 (24)6.2电路实现的基本步骤 (24)6.3硬件测试波形图 (25)7 结论 (27)谢辞 .............................................................................................. 错误！未定义书签。

基于FPGA的DDS信号发生器设计

基于FPGA的DDS信号发生器设计随着现代科技的不断发展，数字信号发生器（DDS）已成为各种电子设备中常用的一种功能模块。

使用DDS技术可以生成高质量、高稳定性的各种频率和波形的信号。

而FPGA（Field Programmable Gate Array）作为一种可编程逻辑器件，具有高集成度、高速度和灵活性等优势，逐渐成为了实现DDS信号发生器的主要选择之一一、DDS技术概述DDS（Direct Digital Synthesis）技术是一种基于数字直接合成的方法，通过计算机算法精确地合成期望的波形。

它的工作原理是将时钟信号分频得到一系列的离散相位值，再通过查表和插值的方法得到对应的幅值，最后通过一个DAC（Digital to Analog Converter）将数字信号转换为模拟信号输出。

二、基于FPGA的DDS信号发生器设计步骤1.系统架构设计根据DDS信号发生器的要求，确定所需的系统架构。

一般包括时钟模块、相位累加器、查找表、插值器、DAC和控制逻辑等模块。

2.时钟模块使用FPGA内部的资源或外部时钟源生成所需的系统时钟信号。

可以通过时钟分频和PLL（Phase-Locked Loop）锁相环技术来实现对系统时钟的精确控制。

3.相位累加器利用FPGA的寄存器或分频模块实现相位累加功能。

通过周期性地累加相位增量，可以得到DDS信号的相位。

4.查找表利用FPGA内部的RAM（Random Access Memory）存储相位对应的幅值。

根据相位的大小来查找对应的幅值，存储在RAM中。

5.插值器可以通过线性插值或差值的方法对相位查找表的输出进行插值，以提高输出信号的精度和稳定性。

6.DAC将插值器输出的数字信号转换为模拟信号，通过FPGA的IO端口或专用的DAC芯片输出到外部电路。

7.控制逻辑设计合适的控制逻辑，可以通过外部接口或FPGA内部的控制模块来控制DDS信号发生器的频率、幅值、相位偏移等参数。

DDS原理及基于FPGA的实现

DDS原理及基于FPGA的实现DDS（Direct Digital Synthesis）全称直接数字合成，是一种数字合成功能信号发生器的工作原理。

它是通过根据一些固定的参考信号，加上一个可控的数字增量，形成一个频率可调的数字信号。

DDS工作原理及路线图：DDS的核心是一个数字控制的累加器和一个查找表。

其具体实现如下所示：1.预先存储波形表：首先，需要在DSP处理器或FPGA中事先存储好波形表（一般是一个周期的波形值），该波形表由特定的设计方法生成，例如正弦函数合成、加窗等。

2.相位累加器：DDS在每个时钟周期内累加相位增量。

具体来说，它将前一周期的相位值与当前周期的相位增量相加，并将结果存储在一个相位累加器中。

3.相位查找：相位查找操作通过查找表来实现。

在每个时钟周期中，DDS从查找表中根据相位累加器的值来获取对应的波形数值。

4.数字输出：DDS将查找表中获取的波形数值直接转换为模拟输出信号的幅度。

基于FPGA的DDS实现：DDS在FPGA上实现具有以下优点：灵活性高、资源利用率高、功耗低、随机存取等。

基于FPGA的DDS实现主要包括以下几个关键步骤：1.数字波形表生成：使用FPGA的片上RAM（BRAM）或外部存储器存储一个周期的数字波形表。

2.相位累加器：DDS的核心是一个相位累加器，可以使用FPGA的片上计数器或者DSP48E资源实现，实现相位的累加。

3.查找表选择：DDS使用查找表来获取波形数值，可以根据需求选择合适的查找表，如ROM、LUT等，FPGA提供了不同的资源来实现查找表。

4.数字输出：DDS通过数字转模拟转换器（DAC）将输出信号转换为模拟信号。

FPGA通常具有丰富的IO资源，可直接与DAC连接。

5.控制接口：DDS通常需要提供一些控制接口，允许外部调整频率、相位、振幅等参数。

FPGA可以提供适当的接口，如基于UART或SPI的串行接口、基于GPIO的并行接口等。

总结：DDS是一种基于数字合成的信号发生器原理，通过累加器和查找表实现信号的频率可调。

基于DDS的信号发生器设计

基于DDS的信号发生器设计一、引言信号发生器是电子测量仪表中常见的一种设备，用于产生具有不同特性的信号，以便在各种实验、测试和校准工作中使用。

传统的信号发生器通常通过模拟电路来实现，但由于其受到尺寸、可调性和稳定性等限制，逐渐被数字信号发生器（DDS）所取代。

DDS信号发生器利用数字技术直接生成信号，具有调频范围广、频率稳定度高、精度高等优点。

二、DDS技术原理DDS技术（Direct Digital Synthesis，直接数字合成）是一种通过数字信号直接合成模拟信号的技术，它将数字信号与时钟同步，并通过数模转换得到模拟信号。

DDS技术的实现核心是相位累加器、数控振荡器和数模转换器。

相位累加器用于累加相位值，数控振荡器通过相位值生成相应频率的信号，而数模转换器将生成的数字信号转换为模拟信号。

基于DDS的信号发生器可以通过使用FPGA（Field Programmable Gate Array）和AD（Analog Devices）公司的AD9854芯片来实现。

使用FPGA实现相位累加器和控制逻辑，AD9854负责生成模拟信号。

下面是基于DDS的信号发生器的设计步骤：1.系统架构设计DDS信号发生器可分为控制模块、相位累加模块、频率累加模块和数模转换模块。

控制模块负责接收用户输入的参数，并控制相位、频率等；相位累加模块负责相位的累加和输出；频率累加模块负责频率的累加和输出；数模转换模块负责将数字信号转换为模拟信号。

2.相位累加模块设计相位累加器使用FPGA中的计数器模块实现。

设置计数器的位宽，根据所需的相位分辨率来确定。

通过改变计数器的初始值和计数步长，可以实现相位的变化。

3.频率累加模块设计频率累加器使用FPGA中的加法器模块实现。

根据所需的频率范围和分辨率，对加法器的输入信号进行控制，实现频率的变化。

4.数模转换器设计AD9854芯片负责将数字信号转换为模拟信号。

将FPGA中的数字信号输入AD9854中，经过数模转换后输出模拟信号。

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。

FPGA基于DDS的移相调频调幅信号发生器

《EDA》课程设计报告实验题目：基于DDS的数字移相信号发生器基于DDS的数字移相信号发生器一、课程设计目的1、进一步熟悉Quartus Ⅱ的软件使用方法；2、熟悉利用VHDL设计数字系统并学习LPM ROM的使用方法；3、学习FPGA硬件资源的使用和控制方法；4、掌握DDS基本原理，学习利用此原理进行信号发生器的设计。

二、设计任务1、完成8位输出数据宽度的频率可调的移相正弦信号发生器。

2、完成8位输出数据宽度的频率可调的移相三角波、方波信号发生器。

3、以上三种波形使用一个按键依次切换。

4、波形发生器实现幅度可调。

5、信号发生器的原始数据存储在外部存储器里，由FPGA进行读取，经过D/A转换输出，由示波器观察最终结果。

三、基本原理直接数字频率合成器（DDS）是通信系统中常用到的部件，利用DDS可以制成很有用的信号源。

与模拟式的频率锁相环PLL相比，它有许多优点，突出为（1）频率的切换迅速；（2）频率稳定度高。

一个直接数字频率合成器由相位累加器、波形ROM、D/A转换器和低通滤波器构成。

DDS的原理框图如下所示：图 1 直接数字频率合成器原理图其中K为频率控制字， fc为时钟频率，N为相位累加器的字长，D为ROM数据位及D/A 转换器的字长。

相位累加器在时钟 fc的控制下以步长K作为累加，输出N位二进制码作为波形ROM的地址，对波形ROM进行寻址，波形ROM输出的幅码S（n）经D/A转换器变成梯形波S（t）,再经低通滤波器平滑后就可以得到合成的信号波形了。

合成的信号波形形状取决于波形ROM中存放的幅码，因此用DDS可以产生任意波形。

本设计中直接利用D/A转换器得到输出波形，省略了低通滤波器这一环节。

1、频率预置与调节电路不变量K被称为相位增量，也叫频率控制字。

DDS方程为：f0= fc K/2n,f0为输出频率，fc 为时钟频率。

当K=1时，DDS输出最低频率（也既频率分辩率）为fc /2nDDS的最大输出频率由 Nyguist 采样定理决定，即fc /2,也就是说K的最大值为2n-1.因此，只要N足够大，DDS可以得到很细的频率间隔。

基于FPGA的DDS信号发生器的设计与实现

基于FPGA的DDS信号发⽣器的设计与实现⼀、实现环境软件：Quartus II 13.0 硬件：MP801⼆、DDS基本原理 DDS（Direct Digital Synthesizer）即数字合成器，是⼀种新型的频率合成技术，具有相对带宽⼤，频率转换时间短，分辨率⾼和相位连续性好等优点。

较容易实现频率、相位及幅度的数控调制，⼴泛应⽤于通信领域。

DDS的实现⽰意图如下图所⽰： 1、将需要合成的信号的数据存储在rom中，合成待输出信号的⽅法请参考： 2、dds_control实现的功能是将存储在rom中的待合成的信号的数据按照⼀定的规则取出来： dds_control主要由相位累加和频率累加来实现，简单的说，通过控制相位累加和频率累加来实现从rom中取出不同时刻的数据。

（1）相位累加器位数为N位（24~32），相位累加器把正弦信号在相位上的精度定义为N位，其分辨率位1/2N ，决定⼀个波形的起始时刻在哪个点；（2）频率累加器⽤来控制每隔⼏个点从rom中取⼀个数据，决定⼀个波形的频率；（3）若DDS的时钟频率为F clk ,频率控制字fword = 1，则输出频率为 F out = F clk/2N,这个频率相当于“基频”，若fword = B，则输出频率 F out = B * F clk/2N。

因此理论上由以上三个参数就可以得出任意的 f o 输出频率，且可以得出频率分辨率由时钟频率和累加器的位数决定的结论。

当参考时钟频率越⾼，累加器位数越⾼，输出频率分辨率就越⾼。

3、从FPGA中出来的信号都是数字信号（dds_control输出的信号都为数字信号），需要通过dac芯⽚来将数字信号转换为模拟信号，这样将dac芯⽚输出的信号接⼊到⽰波器中，才能看到波形； 4、举例说明频率控制和相位控制：如上图所⽰，这个是⼀个由33个点构成的正弦波信号，（rom_addr，rom_data），纵坐标为存储在rom中的正弦波信号，横坐标为dds_control ⽣成的地址信号。

基于FPGA+DDS的信号源设计与实现

宽带信号源所需要的各类信号，盖３￣ｌｚ频段，率达到２。在完成了具体的设计和实覆０ＭＨｚＧＨ功０Ｗ
验后实现了样机的制作，过现场测试验证了其完全满足应用需求。通．
ＨａｒｗａｅＴｅｈｎｑｅｄｒｃｉｕ
基于ＦＧＤＳ的信号源设计与实现ＰＡ＋Ｄ
刘伟，钟子发，叶春逢
（电子工程学院，安徽合肥２０３３０７）
摘要：采用ＤＳＦＧＤＣ数字信号激励器硬件电路和数字波形合成软件算法设计实现了Ｄ＋ＰＡ＋Ａ
关键词：软件无线电；ＦＧＤＳＰＡ＋Ｄ；超宽带上变频；宽带功率放大
中图分类号：Ｔ９１７Ｎ１．２文献标识码：Ｂ文章编号：１７ — ７０２１１８０１ — ３６４７２（００１ — ０８０
基带信号ｓ（）Ｓｎ。字基带信号Ｓｎ、Ｑｎ通过ＤＣｌ、ｑ）数ｎＩ）Ｓ（）Ａ
变换为模拟基带信号Ｓ（、Ｑ）再通过上变频模块即可ｌ）Ｓ（，ｆ
定的通信体制、号调制样式以及信号特征参数，如信例ＧＭ移动通信信号只有ＧＭＳＳＫ一种调制样式，调制速其率为２．ｂｔｓ因此这类通信设备中的数字信号激励２８Ｋｉ，／

基于fpga的dds正弦信号发生器的设计和实现

基于fpga的dds正弦信号发生器的设计和实现
基于FPGA的DDS正弦信号发生器可以使用两种常见的实现
方法：Look-Up Table (LUT) 方法和相位累积器方法。

1. LUT方法：
- 首先，定义一个存储正弦波样本值的LUT (Look-Up Table)，LUT的大小取决于所需的精度和波形频率范围。

- 使用一个计数器来生成一个相位值，该相位值是一个0到LUT大小之间的数字。

- 将该相位值作为索引，通过查找LUT来获取对应的正弦波
样本值。

- 将该正弦波样本值通过数字-模拟转换器(DAC)转换为模拟
信号输出。

2. 相位累积器方法：
- 使用一个固定频率的时钟作为参考信号输入，例如50 MHz。

- 使用一个相位累积器累积每个时钟周期的相位值。

- 计算相位值对应的正弦波样本值，并通过DAC转换为模拟信号输出。

- 相位累积器的更新频率由所需的输出频率确定，可以通过
增加或减小相位值的增量来调节输出频率。

需要注意的是，FPGA上实现DDS正弦信号发生器时，需要
一个高速的DAC来将数字信号转换为模拟信号输出。

同时，
为了提高性能和减少功耗，可以采用流水线技术，通过并行处理来提高输出频率的精度和速度。

此外，还可以通过添加相位调制、振幅调制等功能来进一步扩展DDS正弦信号发生器的
功能。

要设计和实现基于FPGA的DDS正弦信号发生器，可以使用硬件描述语言如Verilog或VHDL编写相应的代码，并使用FPGA开发工具进行综合、布局以及生成比特流文件。

最后，将比特流文件加载到目标FPGA芯片上，就可以实现DDS正弦信号发生器的功能。

基于fpga的dds信号发生器实现方法

基于fpga的dds信号发生器实现方法基于FPGA的DDS信号发生器可以实现高精度、高速率、高可靠性的信号发生。

DDS即直接数字频率合成技术，通过数字控制实现对信号的精确控制，从而生成各种复杂的信号。

其基本原理是将频率可调的数字信号直接进行混频、加权求和等数学处理，得到所需的复杂信号。

在实现基于FPGA的DDS信号发生器时，需要进行如下步骤：
1. 确定FPGA芯片型号和开发环境：根据需求选择合适的FPGA 芯片，同时选择相应的开发环境，如Quartus II、Xilinx ISE等。

2. 编写Verilog/VHDL代码：根据DDS原理，编写相应的Verilog/VHDL代码，实现数字控制和信号处理等功能。

3. 设计电路板：根据芯片的引脚布局，设计相应的电路板，包括时钟电路、功率供应电路、信号输入/输出接口等。

4. 调试和验证：对设计好的电路板进行调试和验证，确保实现的DDS信号发生器能够正常工作。

5. 优化和扩展：根据需求，对实现的DDS信号发生器进行优化和扩展，如增加信号处理模块、扩大频率范围等。

综上所述，基于FPGA的DDS信号发生器是一种高效、高精度、高可靠性的信号发生器，可广泛应用于通信、电子、航空、军事等领域。

其实现方法包括选型、编写代码、设计电路板、调试验证和优化扩展等步骤。

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