基于FPGA和DDS技术的正弦信号发生器设计

基于FPGA和DDS技术的正弦信号发生器设计

作者：毛 群, 王仕旭

来源：《现代电子技术》2010年第09期

摘 要:该系统由FPGA、单片机控制模块、键盘、LED显示组成,采用直接数字频率合成(DDS),D/A以及实时计算波形值等技术,设计出具有频率设置功能,频率步进为100 Hz,频率范围为1 kHz~10 MHz之间正弦信号发生器。该系统的频率范围宽,步进小,频率精度较高。 关键词:FPGA; SCM; DDS; 正弦信号发生器

中图分类号:TN741 文献标识码:A

文章编号:1004-373X(2010)09-0118-03

Design of Sine Signal Generator Based on FPGA and DDS Technology

MAO Qun, WANG Shi-xu

(Electronics and Information Department, Aba Teachers College, Chengdu 611741, China) Abstract: The system is composed of FPGA, SCM, keyboard and LED display module. A sine signal generator with frequency setting function was designed by using DDS technique, D/A

converting and real-time waveform value computation, whose frequency step is 100 Hz, frequency range is 1 kHz~10 MHz. This system provides wide frequency range, small frequency step and high frequency accuracy.

Keywords: FPGA; SCM; DDS; sine signal generator

0 引 言

1971年,美国学者J.Tierney等人撰写的《A Digital Frequency Synthesizer》一文首次提出了以全数字技术,从相位概念出发直接合成所需波形的一种新合成原理。限于当时的技术,没有得到重视,但随着微电子技术的迅速发展,它以有别于其他频率合成方法的优越性能和特点成为现代频率合成技术的佼佼者,具体体现在相对带宽宽,频率转换时间短,频率分辨率高,输出相位连续,可产生多种调制信号,控制灵活方便[1]。因此,对于正弦信号发生器的设计,可以采用 DDS,即直接数字频率合成方案实现。DDS的输出频率是数字可调的,完全能实现频率为1 kHz~10 MHz之间的正弦信号,这是实际应用中产生可调频率正弦信号波形较为理想的方案。实现DDS常用3种技术方案:高性能DDS单片电路的解决方案;低频正弦波DDS单片电路的解决方案;自行设计的基于FPGA芯片的解决方案。虽然有的专用DDS芯片的功能也比较多,但控制方式却是固

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