基于fpga的dds正弦波信号源设计(dds的vhdl语言实现及其高纯谱研究

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1、基于FPGA的DDS正弦波信号源设计内容摘要：频率合成技术在现代电子技术中具有重要的地位。在通信、雷达和导航等设备中，它可以作为干扰信号发生器；在测试设备中，可作为标准信号源，因此频率合成器被人们称为许多电子系统的“心脏”。直接数字频率合成（DDS——DigitalDirectFrequencySynthesis）技术是一种全新的频率合成方法，是频率合成技术的一次革命。本文主要分析了DDS的基本原理及其输出频谱特点，并采用VHDL语言在FPGA上实现。对于DDS的输出频谱，一个较大的缺点是：输出杂散较大。针对这一缺点本文使用了两个方法加以解决。首先是压缩ROM查找表，在相同ROM容量

2、的情况下，压缩后相当于把512点查找表扩展为2048点，过采样的引入提高了DDS输出谱的纯度。其次，采用了相位随机抖动技术，引入了M序列作为DDS采样输出的相位随机抖动，这个方法把原来的均匀查表抽样变成为伪随机非均匀抽样，使得DDS输出谱的杂散分量白化，同样使输出频谱纯度得到提高。本文最后用频谱分析仪做了相关实验测试，在实验上验证了设计思想。 关键词：DDSFPGAVHDLM序列频谱30TherealizationofDDSwithVHDLanditshighpurespectrumresearchAbstract；Thefrequencysynthesistechnologyhas

3、theimportantstatusinthemodernelectronictechnology.Inequipmentsuchascorrespondence,radarandnavigation,itmayworkastheunwantedsignalgenerator;Inthetestfacility,mayworkasthestandardsignalsource,thereforethefrequencysynthesizeriscalledbythepeopleas"theheart"ofmanyelectronicsystems.DDS——DigitalDirect

4、FrequencySynthesistechnologyisonebrand-newfrequencysyntheticmethod,isafrequencysynthesistechnologyrevolution.ThispaperanalyzesthebasicprincipleofDDSanditsoutputfrequencyspectrumcharacteristic,andrealizesitwithVHDLlanguageonFPGA.InregardtotheoutputfrequencyspectrumofDDS,ashortcomingis:Theoutputs

5、puriousisbigger.Inviewofthisshortcomingthisarticleusestwomethodstosolve.FirstcompresstheROMsearchtable,inthesamecapacityofROM,itisequaltoexpand512searchestablesto2,048afterthecompression,theintroductionofoversamplingenhancethespectrumpurityofDDSoutput.Thenutilizethephaserandomdithertechnology,u

6、setheMsequenceasthephaserandomditheroftheDDSsamplingoutput.thismethodcausesevenlylookuptablesamplingturntoforpseudo-randomnon-evensampling,itmaketheoutputspuriouscomponentofDDSchangetowhitenoise,similarlyenhancepurityoftheoutputfrequencyspectrumtoThisarticlefinallyusedthespectrumanalyzertodothe

7、correlationexperimenttest,hasconfirmedthedesignthoughtattheexperiment.Keywords:DigitalDirectFrequencySynthesisFPGAVHDLMsequenceSpectrum3030目录一、频率合成技术概述及DDS性能特点4（一）频率合成技术概述4（二）DDS特点5二、DDS基本原理6（一）波形存储器基本原理6（二）DDS基本原理6（三）DDS设计中的参数选择8