基于FPGA的并行DDS技术研究作者：黄志林来源：《现代电子技术》2013年第07期摘要：输出频带过窄是限制直接数字频率合成（DDS）发展的瓶颈之一。
提出了多路并行DDS原理并且给出了具体案例，设计实现了输出频率在400～700 MHz范围内杂波抑制优于50 dBc，频率分辨力小于0.5 Hz，且便于后续实现各种调制。
该DDS电路同时具有接口简单，使用灵活等优点，可用于在雷达、电子战领域的宽带细分辨力信号产生。
关键词：并行直接数字频率合成；宽带；杂波抑制；分辨力中图分类号： TN74⁃34 文献标识码： A 文章编号： 1004⁃373X（2013）07⁃0054⁃030 引言频率合成技术是近代电子系统和装备的重要组成部分，在通信、雷达、导航、电子对抗以及测试等设备中均得到了广泛应用。
它大致经历了三个发展阶段：直接模拟式频率合成技术、间接模拟式频率合成和直接数字频率合成[1]。
1971年，美国学者J. Tierney等人就提出了直接数字频率合成（DDS）的概念[2]，这是一种基于波形存储的频率合成技术，采用全数字化实现，它具有无可替代的优势，主要有：频率分辨率高，切换时间短，相位变化连续，易于产生各种调制信号[3]。
不同的应用领域，对DDS的性能有不同的要求。
当把DDS用作频综系统的本振信号源时，对杂波信号的抑制要求就比较高，在60 dB甚至70 dB以上；当把DDS用于雷达目标模拟源的基带信号产生时，除了对杂波抑制有一定的要求外，对基带信号的带宽也有很高的要求。
现某雷达目标模拟源要求基带信号频率在400～700 MHz范围内，杂波抑制不小于50 dBc，频率分辨力小于0.5 Hz，相噪指标不大于-110 dBc/Hz@10 kHz。
1 并行DDS原理传统的单路DDS的原理框图如图1所示，在系统时钟的作用下，相位累加器对频率控制字进行线性累加，取其高W位做相幅转换，得到D位数字序列输出，再通过数/模转换器和低通滤波器后得到平滑的正弦波，这就是DDS的原理[4⁃6]。
基于FPGA的DDS正弦信号发生器的设计和实现引言在电子领域中，正弦信号是一种重要的基础信号，被广泛应用于通信、音频、视频等各个领域。
而DDS（Direct Digital Synthesis）直接数字合成技术则是一种通过数字方式生成高精度、高稳定性的正弦波信号的方法。
本文将详细介绍基于FPGA的DDS正弦信号发生器的设计和实现。
设计目标本次设计旨在实现一个可配置频率范围广泛且精度高的DDS正弦信号发生器。
具体设计目标如下： 1. 实现频率范围可调节，覆盖从几Hz到数十MHz； 2. 提供高精度的频率控制，满足特定应用场景对频率稳定性和相位精度的要求； 3. 支持模数转换器（DAC）输出，并能够通过外部接口控制输出幅值； 4. 使用FPGA作为主要硬件平台，以满足高速计算和灵活配置需求。
系统架构基于FPGA的DDS正弦信号发生器主要由以下几个部分组成： 1. 数字控制模块（Digital Control Module）：负责接收外部输入的频率、相位和幅值等参数，并将其转换为对DDS核心模块的控制信号； 2. DDS核心模块（DDS Core Module）：根据接收到的控制信号，通过数学运算生成正弦波形的离散采样值； 3. 数字模拟转换模块（Digital-to-Analog Converter, DAC）：将DDS核心模块输出的数字采样值转换为模拟电压信号； 4. 输出放大器（Amplifier）：用于放大DAC输出的电压信号，并通过外部接口提供可调节幅值的正弦波输出。
DDS核心模块设计DDS核心模块是整个系统中最关键的部分，它负责根据输入参数生成正弦波的离散采样值。
下面是DDS核心模块设计中需要考虑的几个关键要素：相位累加器相位累加器是DDS核心模块中最基础且重要的组件之一。
它根据输入的频率和时钟信号，在每个时钟周期内累加相位增量，从而实现相位连续变化。
相位累加器可以使用一个定点数或浮点数寄存器来表示，并通过固定步长进行相位递增。
基于FPGA和DDS的信号源设计时间：2009-12-08 15:35:13 来源：电子设计工程作者：杨秀增广西民族师范学院物信系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。
