基于FPGA的DDS設(shè)計及實現(xiàn)

摘 要:針對DDS頻率轉(zhuǎn)換時間短，分辨率高等優(yōu)點，提出了基于FPGA芯片設(shè)計DDS系統(tǒng)的方案。該方案利用Altera公司的Quartus Ⅱ開發(fā)軟件，完成DDS核心部分即相位累加器和ROM查找表的設(shè)計，可得到相位連續(xù)、頻率可變的信號，并通過單片機配置FPGA的E2PROM完成對DDS硬件的下載，最后完成每個模塊與系統(tǒng)的時序仿真。經(jīng)過電路設(shè)計和模塊仿真，驗證了設(shè)計的正確性。由于FPGA的可編程性，使得修改和優(yōu)化DDS的功能非常快捷。

關(guān)鍵詞:DDS; Quartus Ⅱ開發(fā)軟件; FPGA; 單片機配置

中圖分類號:TN702 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A

文章編號:1004-373X(2010)13-0090-03

Design and Implementation of DDS Based on FPGA

SHUAI Qian， WU Guo-hui， DAI Ji-yang

(School of Information Engineering， Nanchang Hangkong University， Nanchang 330063， China)

Abstract: A design scheme of DDS system based on FPGA is introduced for the merits of fast frequency conversion time and high resolution of DDS.The design of the phase accumulator and ROM lookup table which are the cores of DDS is achieved with the Quartus Ⅱ development software produced by Altera Company. The phase continuous and frequency variable signal can be obtained with design scheme. The download of DDS hardware is implemented by E2PROM based on MCU allocation FPGA， the time sequence simulation of each module and system is completed. After designing and testing circuit，it illustrates the validity of DDS. As the advantage of the programmable of FPGA，it is convenient to modify，add and optimize the function

of DDS.

Keywords: DDS; Quartus Ⅱ software; FPGA; MCU configuration

0 引 言

隨著現(xiàn)代電子技術(shù)的不斷發(fā)展，在通信系統(tǒng)中往往需要在一定頻率范圍內(nèi)提供一系列穩(wěn)定和準(zhǔn)確的頻率信號，一般的振蕩器己不能滿足要求，這就需要頻率合成技術(shù)[1]。直接數(shù)字頻率合成(Direct Digital Frequency Synthesis，DDS)是把一系列數(shù)據(jù)量形式的信號通過D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成模擬量形式的信號合成技術(shù)。DDS具有相對帶寬寬、頻率轉(zhuǎn)換時間短、頻率分辨率高、輸出相位連續(xù)、可產(chǎn)生寬帶正交信號及其他多種調(diào)制信號等優(yōu)點，已成為現(xiàn)代頻率合成技術(shù)中的姣姣者。目前在高頻領(lǐng)域中，專用DDS芯片在控制方式、頻率控制等方面與系統(tǒng)的要求差距很大，利用FPGA來設(shè)計符合自己需要的DDS系統(tǒng)就是一個很好的解決方法。

現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)器件具有工作速度快、集成度高、可靠性高和現(xiàn)場可編程等優(yōu)點，并且FPGA支持系統(tǒng)現(xiàn)場修改和調(diào)試，由此設(shè)計的DDS電路簡單，性能穩(wěn)定，也基本能滿足絕大多數(shù)通信系統(tǒng)的使用要求[2-3]。

1 DDS的結(jié)構(gòu)原理

DDS的基本原理是利用有限的離散數(shù)據(jù)，通過查表法得到信號的幅值，通過數(shù)模轉(zhuǎn)換器D/A后生成連續(xù)波。……