直接数字频率合成

直接数字频率合成第1页，共12页，2023年，2月20日，星期六DDS的主要优点是：相位连续、频率分辨率高、频率转换速度快以及良好的可复制性能，它以有别于其它频率合成方法的优越性能和特点成为现代频率合成技术中的姣姣者。

DDS广泛用于接收机本振、信号发生器、仪器、通信系统、雷达系统等，尤其适合于跳频无线通信系统。图8.32是DDS的基本原理框图。第2页，共12页，2023年，2月20日，星期六频率控制字M控制DDS输出正（余）弦波的频率相位控制字控制DDS输出正（余）弦波的相位第3页，共12页，2023年，2月20日，星期六波形参数：

Tout=(2N/M)Tc

fout=(M/2N)fc当M=2N-1时，foutmax=fc/2。第4页，共12页，2023年，2月20日，星期六图8.32中虚方框内的部分是DDS的核心单元，它可以采用FPGA器件来实现。图8.34是DDS电路的MAX+PLUSⅡ波形仿真结果。第5页，共12页，2023年，2月20日，星期六图8.33DDS核心单元的FPGA电路设计图第6页，共12页，2023年，2月20日，星期六图8.34DDS电路的波形仿真结果第7页，共12页，2023年，2月20日，星期六图8.32是DDS的基本原理框图，频率控制字M和相位控制字分别控制DDS输出正（余）弦波的频率和相位。DDS系统的核心是相位累加器，它由一个累加器和一个Ｎ位相位寄存器组成。每来一个时钟脉冲，相位寄存器以步长Ｍ增加。相位寄存器的输出与相位控制字相加，其结果作为正（余）弦查找表的地址。第8页，共12页，2023年，2月20日，星期六图8.32中正（余）弦查找表由ROM构成，内部存有一个完整周期正弦波的数字幅度信息，每个查找表的地址对应正弦波中0°～360°范围的一个相位点。查找表把输入的地址信息映射成正（余）弦波幅度信号，同时输出到数模转换器（DAC）的输入端，DAC输出的模拟信号经过低通滤波器（LPF），可得到一个频谱纯净的正（余）弦波。第9页，共12页，2023年，2月20日，星期六相位寄存器每经过2N/M个fc时钟周期后回到初始状态，相应地正（余）弦查找表经过一个循环回到初始位置，DDS输出一个正(余)弦波。输出的正（余）弦波周期为Tout=(2N/M)Tc，频率为fout=(M/2N)fc。DDS的最小分辨率为Δfmin=fc/2N，当M=2N-1时，DDS最高的基波合成频率为foutmax=fc/2。第10页，共12页，2023年，2月20日，星期六图8.32中虚方框内的部分是DDS的核心单元，它可以采用FPGA器件来实现，图8.33给出了DDS核心单元的FPGA电路设计图，其中字长N＝10。为了便于大家理解，图8.33中各个功能单元的名称已在图中标明，其中在输出引脚“out_c［7..0］”和“out_s［7..0］”前分别放置了一个8位D触发器。正(余)弦查找表分别由两个ROM宏模块“lpm_rom”构成，有关查找表的设计方法，请读者参阅6.3.3节的内容。第11页，共12页，2023年，2月20日，星期六图8.34是DDS电路的MAX+PLUSⅡ波形仿真结果。实际上，从MAX+PLUSⅡ波形仿真结果中我们很难直观地看出DDS输出正（余）弦波的情况。为了便于调试设计电路，我们可以利用计算机