基于ＶＨＤＬ的直接數字頻率合成器設計與實現

摘 要：從直接數字頻率合成器(DDS)的基本原理出發，詳細討論了相位量化字長對DDS性能的影響，并給出了相位控制字與振幅控制字長度與量化信噪比的關系。結合相位量化字長為24 b、振幅量化字長為10 b的正弦波DDS設計過程，給出了查表法實現的一個DDS設計實例。文中所附代碼均通過Max+Plus Ⅱ編譯通過，可直接應用，同時，指出了改進查表法實現的DDS性能的幾個基本途徑。

關鍵詞：DDS；VHDL；Max+Plus Ⅱ；流水線

中圖分類號：TN391.9 文獻標識碼：B 文章編號：1004373X(2008)1709603

Design and Realization of Direct Digital Frequency Synthesizer Based on VHDL

ZHAO Linjun1，2

(1.Xidian University，Xi′an，710071，China;2.Shaanxi University of Technology，Hanzhong，723003，China)

Abstract：From the principle of DDS，the quantization word length to DDS performance influence is discussed，and the relations of quantification signal-to-noise ratio to phase word length and amplitude word length is given.A detailed DDS design example，which phase quantization word length is 24 b and amplitude quantification word length is 10 b.Finally，the essential way to improve the DDS performance is pointed out.

Keywords：DDS;VHDL;Max+Plus Ⅱ;pipeline

20世紀60年代末，伴隨數字集成電路與微電子技術的發展出現了直接數字頻率合成器(DDS)，它與傳統的頻率合成技術相比較，具有極高的頻率分辨率與穩定度、轉換時間短、輸出信號的頻率、相位、幅度可控等諸多優點，易于實現調頻、調相、調幅等多種信號，因而得到廣泛應用。本文從DDS的電路結構與具體參數的設計出發，詳細論述了DDS的VHDL語言實現過程，給出了頻率控制字長為24位的完整的VHDL代碼。

1 DDS的工作原理

目前，比較廣泛使用的一種DDS設計方案是查找法，如圖1所示，其基本工作原理是通過頻率控制字的累加與相位控制字相加形成訪問波形表的地址，然后通過地址映射，輸出波形的幅度信息給DAC電路，再通過DAC中的LPF，得到相應的波形信號。

注：本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內容請以PDF格式閱讀原文