基于DDS的電路板檢測儀信號源設計

摘 要:針對某型導彈測試設備電路板檢測儀激勵信號源具體要求，采用了基于直接數字頻率合成技術(DDS)的信號發生器設計方法，介紹了DDS的工作原理，詳細闡述了基于FPGA設計DDS信號發生器的主要環節和實現的方法。采用了硬件描述語言Verilog HDL，完成了信號發生器的電路設計和功能仿真，并通過DE2-70開發板結合嵌入式邏輯分析儀SignalTap Ⅱ進行了分析驗證。實驗結果表明，該信號發生器能較好地產生所需激勵信號，具有較高的實用價值。

關鍵詞: 直接數字頻率合成技術; 信號發生器; FPGA; Verilog DHL

中圖分類號:TP274 文獻標識碼:A

文章編號:1004-373X(2010)13-0201-03

Design of Signal Generator for Circuit Board Tester Based on DDS

ZHAO Hui-long， GUO Li

(Department of Missile Engineering， Ordnance Engineering College， Shijiazhuang 050003， China)

Abstract: A method to design the signal generator based on DDS is proposed according to the specific requirements of the excitation signal source for circuit board tester in a certain type of missile test equipment. The working principle of DDS is presented. The keylink for design of DDS signal generator and the implementation method based on FPGA are elaborated. The circuit design and functional simulation of the signal generator were achieved with the hardware description language Verilog HDL. The verification analysis was performed through the DE2-70 board in combination with the embedded logic analyzer SignalTapII. The result shows that the signal generator can generate the required excitation signals preferably and has a high practical value.

Keywords: DDS; signal generator; FPGA; Verilog DHL

0 引 言

某型導彈測試設備電路板檢測儀主要完成該測試設備的電路板的故障檢測。該檢測系統要求激勵信號產生電路體積小，配置靈活，且精度高、轉換速度快。基于FPGA的DDS信號發生器較傳統信號發生器能夠更好地滿足檢測儀要求。

直接數字頻率合成(Direct Digital Synthesize，DDS)是從相位概念出發直接合成所需波形的一種頻率合成技術[1-2]。它是繼直接頻率合成和間接頻率合成之后發展起來的第三代頻率合成技術，突破了前兩代頻率合成法的原理，從“相位”的概念出發進行頻率合成，這種方法不僅可以產生不同頻率的正弦波、方波、三角波，而且可以控制波形的初始相位，還可以用此方法產生任意波形，目前得到了廣泛的應用[3]。

1 DDS的工作原理和基本結構

一個直接數字頻率合成器由相位累加器、加法器、波形存儲ROM、D/A轉換器和低通濾波器構成[4-5]。DDS的原理框圖如圖1所示。

圖1 DDS原理框圖