16|电子制作2023年1月电子电路设计与方案0引言随着现代电子技术的飞速发展，直接数字频率合成DDS技术逐渐被广泛使用，从其技术理论上看，具有灵活性高、变频速度快、变频简单等优点。从实际效果来看，变频时分辨率高，相位噪声低，电路集成度高、频率稳定等优点。该技术已经逐渐被应用到现代雷达、导航、遥感、现代仪器仪表等关键领域。使用DDS技术产生任意频率波形的方案主要有三种。第一种是直接使用高性能专用DDS集成电路芯片，比如AD9833，此种方案的优点是产生的波形频率准确，变频时分辨率高，直接使用通讯协议控制输入。缺点是，可以产生的波形类型受限，只有特定的几种，且内部配置灵活性很低。第二种是使用单片机实现DDS技术，此种方案在低频时配置较为简单，易于实现，在中高频时配置容易受到其他模块影响，严重影响波形频率精度。第三种是基于现场可编程门阵列FPGA来实现，此种方案灵活性较高，配置简单，易于实现，且变频范围广，分辨率高，唯一缺点就是，浪费FPGA内部未使用资源，造价高昂[1]。1DDS基本原理和核心设计■1.1DDS基本原理DDS技术原理框图如图1所示，主要有以下关键几部分组成，N位相位累加器、频率控制字、相位控制字、ROM查找表和时钟源等。频率控制字相位累加器Σ查找表正弦波三角波方波...PLLDAC驱动&低通滤波clock截取高n位clock相位控制字频率控制字相位累加器Σ查找表正弦波三角波方波...PLLDAC驱动&低通滤波clock截取高n位clock相位控制字图1DDS结构原理图相位累加器在高频时钟下以频率控制字的字长K做累加。累加后的相位累加器值通过高位截取后变为相位控制字，相位控制字即为查找表的地址。在查找表中即可找到对应波形的多位数字输出值。这就是DDS基本工作原理。若要输出波形，将输出的多位二进制数字输出通过D/A转换输出对应的模拟电压信号，再通过一个低通滤波器输出平滑的曲线[2]。■1.2DDS核心设计若要实现更高的频率分辨率和精度，共有两种方式，第一，将查找表中的波形数据取的分辨率更高，取样点的数据更多，这就意味着增加等倍的存储空间；第二，增加相位累加器的位数。事实上，典型的DDS系统会使用非常“长”位数的相位累加器，比如28位、32位甚至36位，来实现高精度和高分辨率的信号输出频率。在FPGA内部所使用的硬件资源来看，只是多使用几个寄存器，但是对其内部资源来讲，影响微乎其微。但是从其实际意义上看，可以大大提高其频率的精度和分辨率[3]。表1不同情况下频率可调节范围和分辨率相位累加...
