【正文】 相位累加器的輸出為 32位，這里取高 8位，作用相位調(diào)制器的輸入。當(dāng)然這里說(shuō)到的只是離散的數(shù)字值， rom表輸出的表示信號(hào)幅度的值還必須加到后面的 D/A 后才能變?yōu)槟M信號(hào)，這里的波形才是真正的周期性的正弦波。多種器件在靜態(tài)模式下的電流小于 。因?yàn)?，只要改變FPGA 中的 ROM 數(shù)據(jù)， DDS 就可以產(chǎn)生任意波形，因而具有相當(dāng)大的靈活性。用戶可以直接引用，而不必從頭編寫(xiě)。是電子系統(tǒng)硬件行為描述、結(jié)構(gòu)描述、數(shù)據(jù)流描述的語(yǔ)言，目前利用硬件描述語(yǔ)言可以進(jìn)行數(shù)字電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 FPGA 的編程技術(shù)。用單片機(jī)配置FPGA 器件時(shí)，關(guān)鍵在于產(chǎn)生合適的時(shí)序。接上精密時(shí)鐘源， AD9850 可產(chǎn)生一個(gè)頻譜純凈、頻率和相位都可編程控制的模擬正弦波輸出。如通過(guò)增長(zhǎng)波形 ROM 的長(zhǎng)度以減小相位截?cái)嗾`差；通過(guò)增加波形 ROM 的字長(zhǎng)和 D／ A 轉(zhuǎn)換器的精度以減小 D／ A 量化誤差等。 ROM 表完成將累加器相位信息轉(zhuǎn)換為幅值信息的功 能。 ：頻譜純度以雜散分量和相位噪聲來(lái)衡量，雜散分量為諧波分量和非諧波分量?jī)煞N，主要由頻率合成過(guò)程中的非線性失真產(chǎn)生，相位噪聲是衡量輸出信號(hào)相位抖動(dòng)大小的參數(shù)。除此之外，由模擬方法合成的正弦波的參數(shù)，如幅度、頻率和相位都很難控制。頻率合成技術(shù)是產(chǎn)生頻率源的一種現(xiàn)代化手段，已廣泛應(yīng)用于通信、導(dǎo)航、電子偵察、干擾與反干擾、遙控遙測(cè)及現(xiàn)代化儀器儀表中。在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域內(nèi)，如高頻感應(yīng)加熱、熔煉、淬火、超聲診斷、核磁共振成像等，都需要功率或大或小、頻率或高 或低的振蕩器。 為了進(jìn)一步提高 DDS 的輸出頻率，產(chǎn)生了很多 DDS 與其他技術(shù)結(jié)合的頻率合成方法。而不是之前型號(hào)的 32 位，這樣輸出信號(hào)的頻率分辨率大大提高了。比如電參量的測(cè)量、 雷 達(dá)、通信、電子對(duì)抗與電子系統(tǒng)、 宇航和嚴(yán)控遙測(cè)技術(shù)等等，從某種意義上說(shuō)高品質(zhì)信號(hào)源更是實(shí)現(xiàn)高性能指標(biāo)的關(guān)鍵，很多現(xiàn)代電子設(shè)備和系統(tǒng)的功能都直接依賴于所用信號(hào)源的性能 ，因此，高品質(zhì)信號(hào)源被人們喻為眾多電子系統(tǒng)的“心臟”。同時(shí)都采用了一些優(yōu)化設(shè)計(jì)來(lái)提高性能。 DDS 可以產(chǎn)生兩路相位嚴(yán)格正交的信號(hào)，在正交調(diào)制和解調(diào)中的到廣泛應(yīng)用，是一種很好的本振源。能夠產(chǎn)生多種波形，如三角波、鋸齒波、矩形波（含方波）、正弦波的電路被稱為 波形 發(fā)生器。如需更新輸出信號(hào)，不必改動(dòng)任何線路和元器件，只需改寫(xiě)存儲(chǔ)器中的波形數(shù)據(jù)即可。數(shù)字鎖相環(huán)構(gòu)成的數(shù)字式頻率合成器是目前通信、儀表、雷達(dá)等電子技術(shù)中廣泛應(yīng)用的一種 頻率合成技術(shù)。 ：指的是輸出頻率在一定時(shí)間間隔內(nèi)和標(biāo)準(zhǔn)頻率偏 差的數(shù)值，它分長(zhǎng)期、短期和瞬時(shí)穩(wěn)定度三種。 DDS 的核心就是相位累加器，利用它來(lái)產(chǎn)生信號(hào)遞增的相位信息，整個(gè) DDS 系統(tǒng)在統(tǒng)一的參考時(shí)鐘下工作，每個(gè)時(shí)鐘周期相位累加器作加法運(yùn)算一次。 但 DDS 也有比較明顯的缺點(diǎn)： (1)輸出信號(hào)的雜散比較大， (2)輸出信號(hào)的帶 寬受到限制。通過(guò)運(yùn)用流水技術(shù)在保證相位累加器工作頻率的前提下，相位累加器的字長(zhǎng)可以設(shè)計(jì)得更長(zhǎng)，如AD9852 的相位累加器達(dá)到了 48 位，大大提高了輸出信號(hào)的頻率分辨率。 因此， FPGA 芯片是小批量系統(tǒng)提高系統(tǒng)集成度、可靠性的最佳選擇之一。當(dāng)需要修改 FPGA 功能時(shí)，只需換一片 EPROM即可。 (3)波形圖輸入：這是在 MAX+PlusⅡ開(kāi)發(fā)軟件提供 的波形圖編輯器中進(jìn)行的，設(shè)計(jì)人員通過(guò)編輯輸入和輸出節(jié)點(diǎn)的波形來(lái)創(chuàng)建一個(gè)波形圖設(shè)計(jì)文件，用波形圖來(lái)描述所設(shè)計(jì)系統(tǒng)的邏輯功能。庫(kù)有兩種，一種是用戶自行生成的 IP 庫(kù)，有些集成電路設(shè)計(jì)中心開(kāi)發(fā)了大量的工程軟件，有不少好的設(shè)計(jì)范例，可以重復(fù)引用，所以用戶自行建庫(kù)的專業(yè) EDA 公司的重要任務(wù)之一。 FPGA 的應(yīng)用不僅使得數(shù)字電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)非常方 便 ,并且還大大縮短了系統(tǒng)研制的周期 ,縮小了數(shù)字電路系統(tǒng)的體積和所用芯片的品種。 (2).高密度。 特性 EPF 10K10 EPF 10K20 EPF 10K50 EPF 10K100 EPF 10K250 器件門數(shù) 31000 63000 116000 158000 310000 典型可用門 10000 20210 50000 100000 250000 邏輯單元數(shù) 576 1152 2880 4992 12160 邏輯陣列塊 72 144 360 624 1520 嵌入陣列塊 3 6 10 12 20 總 RAM 位數(shù) 6144 12288 20480 24576 40960 最多 I/O 腳 150 189 310 406 470 表 31 FLEX 10K 系列典型器件的性能對(duì)照表 FPGA 設(shè)計(jì)流程 圖 32 FPGA 的電路組成框圖 同步寄存器 32位加法器 寄存器 10位加法器 方波rom 正弦波 rom 鋸齒波 rom 三角波 rom 4選1譯碼器 數(shù)模轉(zhuǎn)換器 同步寄存器 Clk 系統(tǒng)時(shí) 鐘 相位字輸入 頻率字輸入 相位寄存器 手動(dòng)控制端 在圖中所示的工作框圖中，相位累加器是 DDS 的核心，由一個(gè) 32 位 法器和一個(gè)受時(shí)鐘控制的 32 位寄存器組成，作用是對(duì)頻率控制字進(jìn)行線性累加， 32 位寄存器中的值在時(shí)鐘的作用下一次累加一個(gè)頻率字。寄存器將加法器在上一個(gè)時(shí)鐘作用后所產(chǎn)生的相位數(shù)據(jù)反饋加法器的輸入端，以使加 法器在下一個(gè)時(shí)鐘作用下繼續(xù)與頻率控制字進(jìn)行相加。如果系統(tǒng)后面不加低通濾波器，則輸出最好的波形對(duì)對(duì)應(yīng)的頻率字 K=0X01000000= ，即每來(lái)一個(gè)時(shí)鐘脈沖，加到 rom 上的地址就能加一，這樣輸出一個(gè)的周期需要 個(gè)時(shí)鐘脈沖，這時(shí)輸出信號(hào)的頻率為fout=fclk247。而相位調(diào)制器是一個(gè)加法器，它將相位累加器輸出的值和相位字相加，得到 rom 的地址，而相位字是一個(gè) 8bit 的常數(shù)，那么要讓輸出的結(jié)果連續(xù)變化，就要求相位累加器的輸出的值從 0255 周期性地連續(xù)變化。時(shí)鐘鎖定和時(shí)鐘自舉選項(xiàng)分別用于減少時(shí)鐘延時(shí) /過(guò)沖和時(shí)鐘倍頻，器件內(nèi)具有建立數(shù)形分布的低失真時(shí)鐘和快速建立從時(shí)間、時(shí)鐘帶輸出延時(shí)的外部寄存器。因此，采用 FPGA 來(lái)設(shè)計(jì) DDS 系統(tǒng)具有很高的性價(jià)比。它可以代表整個(gè)電子系統(tǒng)、一塊電路板或一枚芯片，簡(jiǎn)單的可以是一個(gè)與門電路 ,復(fù)雜的可以是一個(gè)微處理器或一個(gè)數(shù)字電子系統(tǒng)。在對(duì)一個(gè)設(shè)計(jì)實(shí)體定義了外部界面后，一旦其內(nèi)部開(kāi)發(fā)完成后，其他的設(shè)計(jì)就可以直接調(diào)用這個(gè)實(shí)體?；?Flash 的 FPGA 是 FPGA 領(lǐng)域比較新的技術(shù)，也能提供可重編程功能。 ALTERA FLEX10K 系列 FPGA 主要由輸入輸出單元 IOE、掩埋數(shù)組 EAB、邏輯數(shù)組 LAB 及內(nèi)部聯(lián)機(jī)組成。 32 位頻率控制字，在 125MHz時(shí)鐘下，輸出頻率分辨率達(dá) 。已有研究在對(duì)DDS 輸出的頻譜做了大量的分析以后，總結(jié)出了誤差的頻域分布規(guī)律建立了誤差模型，在分析 DDS 頻譜特性的基礎(chǔ)上又提出了一些降低雜散功率的方法：可以通過(guò)采樣的方法降低帶內(nèi)誤差功率，可以用隨機(jī)抖動(dòng)法提高無(wú)雜散動(dòng)態(tài)范圍，在 D／ A 轉(zhuǎn)換器的低位上加擾打破 DDS 輸出的周期性，從而把周期性的雜散分量打散使之均勻化。相位累加器輸出和 ROM 輸出可分別理解為理想正弦波相位信號(hào)和時(shí)域波形的時(shí)鐘抽樣。 DDS 的設(shè)計(jì)思想完全是基于數(shù)值計(jì)算信號(hào)波形的抽樣值來(lái)實(shí)現(xiàn)頻率合成的。它將先進(jìn)的數(shù)字處理理論與方法引入信號(hào)合成領(lǐng)域，標(biāo)志著第三代 頻率合成技術(shù)的出現(xiàn)。從頻率合成所采用的技術(shù)來(lái)看 ,頻率合成的方法大致可分為直接合成和間接合成以及直接數(shù)字合成三種。這種方式具有電路簡(jiǎn)單、實(shí)現(xiàn)方便等特點(diǎn)。 所以本設(shè)計(jì)采用此方案。由于 DDS 的自身特點(diǎn)，還可以很容易的產(chǎn)生一些數(shù)字調(diào)制信號(hào)，如 FSK、 PSK 等。為了滿足頻率個(gè)數(shù)多 的要求，可以采用頻率合成技術(shù)，即通過(guò)對(duì)頻率進(jìn)行加減乘除運(yùn)算，可從一個(gè)高穩(wěn)定度和高精確度的標(biāo)準(zhǔn)頻率源，產(chǎn)生大量的具有同一穩(wěn)定度和精確度的不同頻率。這些芯片還具有調(diào)制功能。并且具有了和 PC 機(jī)良好的接口，可以通過(guò) WINDOWS界面的程序進(jìn)行任意波形的編輯。s products more representative. Such as the AD7008, AD9850, AD9851, AD9852, AD9858 and so on. The system clock frequency ranging from 30MHz to 300MHz, in which the system clock of the AD9858 is reached lGHz. The chips also have the modem function. Such as the AD7008 quadrature modulation signal can be generated, while the AD9852 can also be generated FSK, PSK, amplitude modulation and linear frequency modulation signal. These highly integrated chips, are integrated within the D / A converter, the accuracy of up to 12bit. At the same time have adopted a number of optimization designed to improve performance. because these chips are mostly used in water technology, water technology through the use of the phase accumulator to increase the operating frequency, allowing the output frequency of DDS chip can be further improved. Water through the use of technology in the phase accumulator to ensure that the premise of the operating frequency, the phase accumulator word length can be designed for longer, such as the AD9852 has reached the phase accumulator 48. Models rather than 32 before, so that the output signal of the frequency resolution significantly improved. The use of DDS technology to produce the DDS arbitrary waveform signal generator is a relatively new type of signal source, and has been widely put into use. It is not only capable of producing the traditional function of the signal gene