基于FPGA和DDS技術的任意波形發生器設計

2 DDS模塊的FPGA實現

2．1 DDS模塊的基本結構設計
整個DDS系統的設計采用層次結構，采用VHDL與原理圖輸入相結合的方法，DDS基本結構如圖2所示。

下面就各個部分的設計分別介紹：該設計中采用的頻率字為32位，即N=32，RAM為256×8位，故ROM的地址線寬M=8，輸出數據線寬L=8。由于RAM地址線為8位(28=256)，而相位累加器的輸出為32位，為了保證它們之間的對應，將相位累加器的高8位與RAM的地址線相連。這樣存在多個相位地址對應同一個RAM地址的情況，如果把相位累加器輸出的所有位數全部用來查詢RAM，那么RAM的容量會非常的大，如此巨大的RAM表容量在實際工作中難以實現。因此，常使用相位地址高位來尋址，舍去低位的相位截斷方法。當然，這種方法會引入一定的噪聲，但
對于節省的資源來說，這種方法還是值得的。
2．2 DDS模塊的總體設計
該設計主要由接口部件、頻率及控制部件、相位累加器、波形數據產生部件和輸出選擇器組成，如圖3所示。

接口部件主要完成接收單片機發送過來的頻率參數及控制參數其中A0為數據通道和地址通道選擇位，EN為數據寫入使能。頻率及控制部件主要完成頻率控制字及輸出控制參數的存儲，由5個帶寫使能的8位同步寄存器組成。相位累加器為DDS主要部件實現相位的累加。波形數據產生部件的功能是將相位數據轉化為所需的波形數據，其中正弦波和三角波數據由查ROM表獲得，鋸齒波數據直接由相位累加器輸出得到，方波數據是相位累加器輸出數據與設定數據比較獲得。輸出選擇器的SEL端接到控制參數寄存器，它的4個數值分別選擇4種不同的波形輸出。

3 DDS仿真實驗結果
設置輸出100 kHz正弦波，由式，得，通過計算K=21 477 072=147B6DOH，按照此數據設置好頻率控制寄存器的參數，其仿真波形如圖4、圖5所示。