一种DDS信号发生器

本发明涉及电子技术，具体是一种DDS信号发生器。

DDS直接数字式频率合成器(DirectDigital Synthsizer)的简写，目前大部分信号发生器都由DDS技术来产生波形，与传统的频率合成器比较，DDS信号发生器具有成本低，功耗低，高分辨率，转换时间快等优点，广泛使用在电子领域，式实现设备全数字化的一项关键技术。

现有技术中，通常由FPGA或DSP来产生DDS波形，使用由波形量化成的波形数据表，同时截取相位累加器输出的高N位作为查表地址，按照此地址在FPGA或DSP内置的RAM内进行查，查的地址对应的数据就是输出的波形点，再通过对该波形点经过DAC后进行滤波，生成所需要的波形。因为只截取相位累加器的高位，去掉低位后，不可避免地会产生相位截断误差，为了减少相位截断误差，N的取值应该尽可能的大，N每增加一位，杂散可改善-6db。但是，随着N的增大，每增加一位N所对应的RAM的容量需要增大一倍，并且FPGA或者DSP所内置的RAM容量往往较小，资源有限，从而导致查表的波表大小有限，进而导致N较小，是的输出波形的杂散度较高，输出波形质量较差。

本发明的目的在于提供一种DDS直接频率合成的一种方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种DDS信号发生器的构建，包含以下步骤：

A、首先提供一个基准频率发生模块来产生由分频主时钟频率而得到的任意频率的时钟频率。

B、其次根据基准频率发生模块所产生的频率作为时钟源，生成三角波、锯齿波和方波。

C、最后根据相位控制字和基准频率发生模块所产生的时钟源，对多路方波进行相位调节并输出。

图1为本发明的基准频率发生模块输出频率的仿真。

图2为本发明的基准频率发生模块输出频率的对比仿真。

图3为本发明的波形生成模块的仿真

图4为本发明的相位调节模块的仿真

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

第一、本发明提供了一种DDS信号发生器，解决了高精度DDS发生器需要RAM容量较大、波形杂散度高、输出波形质量较差的缺点。

第二、本发明提供的一种DDS信号发生器，其中包括基准频率发生模块、波形发生模块、相位调节模块三个模块。这三个模块关系为级联关系，即基准频率发生模块输出基准频率给波形发生模块和相位调节模块，然后输出相应的波形与相位。

第三、所述的频率控制字、相位控制字、相位调整控制字均为8位控制字，且控制字可以根据使用者需要进行扩展，已达到较高的波形输出精确度。例如频率控制字如果为32位，那么可以提供2个频率点，频率在时钟频率为2Mhz的情况下精度可以达到0.0005hz；相位控制字如果为16位，可以提供2个点对波形进行输出；相位调整控制字如果为16位，那么相位精度可以达到0.005°。

第四、所述基准频率输出模块最高频率为主时钟频率的例如主时钟频率为2Mhz，那么输出最高频率为1Mhz；输出模块最低输出频率为主时钟频率的2分频，例如主时钟频率为2Mhz，位数为8位，那么输出最低频率位2Mhz的2分频，即7812.5hz。从控制方式上面来说，本发明只需要一个8位并行二进制信号就可以在时钟一个周期内进行频率调节，这种控制方法简单且有效。

第五、所述波形发生模块，能生成三角波、锯齿波、方波三种波形(经过处理也可以生成正弦波)，其生成波形种类多，精度高且可调。由于波形发生模块为纯计数器所搭建的，所以不存在波表存储的问题，有效且简洁地解决了DDS信号发生器为了得到高精度波形从而需要大容量RAM的缺点。

第六、所述相位调节模块具有调节方式简单有效且精确度高，0°至360°可调的特点。其相位调节只需要一组8位二进制电平即可对相位进行调整，且调整时间为当前频率方波的一个周期以内。

本发明的工作原理是：通过计算机仿真对DDS信号发生器进行了性能验证。我们采用时钟主频率为2Mhz，时钟分频器为8位，最多分频256个频率点，每个波形发生器为8位相位累加，每个相位调节器也为8位相位累加。

从仿真结果可以看出，提出方法相比常规的波形合成方法，具有波形合成精度高，操作方便，分辨率高，使用内存小等特点。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。