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2021年07月14日 | DDS正弦信号发生器
2021-07-14 来源：eefocus
虽然临近考试，还是偷着时间把DDS的初级操作给搞定了，O(∩_∩)O哈哈哈。从搞清理论原理，到下载调试出波形，还真费了点功夫。
这也算从VHDL转战verilog的第一仗吧，把模块化设计小过了把瘾，嘿嘿……
不管这能不能算个项目，但我还是在短时间内弄出来了，至于细节问题还有功能加强，考试之后再说喽！
首先还是要理清DDS中的理论计算关系，好的设计总是靠些理论的，呵呵。以输出信号为正弦信号为例好啦，主要关系和公式如下。
我们都知道，输出的正弦信号的相位是：
，三角函数而已啦！
为把t数字化（量化），选取基准时钟（系统时钟）
和基准相位（把2
分成2N等份）
，从而使得每个相位都有一个量化值，基准相位就是相位量化的精度。
在基准时钟的一个周期内，输出信号相位增量为：
这样就可以把相位增量量化为：
，由于是整数，会产生量化误差。
所以，就可以变换得到输出频率：
，可知，
和![clip_image004[1]](https://8.eewimg.cn/news/uploadfile/2021/0714/1626252120484324.gif?imageView2/2/w/550 "clip_image004[1]"){kind=small}
是线性关系，
所起到的作用就是对基准时钟![clip_image004[2]](https://8.eewimg.cn/news/uploadfile/2021/0714/1626252122898280.gif?imageView2/2/w/550 "clip_image004[2]"){kind=small}
进行分频得到输出时钟，且有：
DDS的频率分辨率为：
，即此时![clip_image018[1]](https://8.eewimg.cn/news/uploadfile/2021/0714/1626252123226984.gif?imageView2/2/w/550 "clip_image018[1]"){kind=small}
=1，输出时钟频率最小。
DDS的基本工作流程就是通过相位的累加，得到当前的相位值，然后用当前的相位值（转换为ROM地址）进行查表，得到相应的幅值，然后输出。
相位累加器的输入，也称频率字，就是相位增量的量化值![clip_image018[2]](https://8.eewimg.cn/news/uploadfile/2021/0714/1626252124824606.gif?imageView2/2/w/550 "clip_image018[2]"){kind=small}
。
其实最终有用的公式就是求频率字的这一个： 
DDS主要由相位累加器、相位调制器、ROM查找表和DAC。其中，相位调制器用于信号的相位调制，设计波形发生器时可以不用。
由于没有示波器，所以DAC部分也不设计，采用SignalTap II 观察。（示波器？YY下吧！）
DDS的基本原理框图如下；
ROM中的数据量由DAC位数决定，假设精度为10位，则ROM中需要存放一个周期
的1024个点的数据，而每个点的数据大小由此点的幅度值
确定。
对ROM的读取时钟频率就是![clip_image016[1]](https://8.eewimg.cn/news/uploadfile/2021/0714/1626252127273153.gif?imageView2/2/w/550 "clip_image016[1]"){kind=small}
。当然ROM的数据要由C或MATLAB得到啦，手动输入的话早就吐血了。
这次实验，采用的基准时钟是50MHZ，所取输出时钟是1KHZ。SignalTapII所得波形如下，这波形还算过得去啊：
程序部分倒是没有遇到什么问题，可是一开始居然挂在mif文件上,幸好在群里头遇到高人，用MATLAB重新弄了个，终于得到正确结果！
离场悲剧对DDS工作原理的解释可谓一针见血：
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