DDS的理解及IP核的使用

Laid-back guy

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分类专栏： ZYNQ开发之从入门到入土文章标签： fpga开发

于 2022-03-25 21:14:29 首次发布

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DDS基本原理

关于DDS IP核的理解

DDS IP 数字波形合成

Matlab分析验证

遇到的问题

DDS基本原理

DDS，直接数字频率合成(Direct Digital Synthesis，简称DDS)技术，其作原理是基于数字取样及数模恢复的处理，基本框图如图1所示

如图所示，DDS技术根据奈奎斯特采样定理，基于连续正弦波的相位信息，对其进行采样量化编码形成正弦查找表存在ROM中，在合成波形时，将输入的地址相位信息映射成幅值信息，其主要过程如下：

在系统时钟fc的控制下，N位相位累加器，以Fw的步长(即频率控制字 $F_{cw}$ )在0- $2^{N}$ 内增加，结果存于相位寄存器中，相位寄存器输出与相位控制字相加，结果即为正余弦查找表的地址，正弦查找表包含一个周期即0-2 $\pi$ 的正弦波的数字幅度信息，则每一位地址对应0-2 $\pi$ 内的一个相点共 $2^{N}$ 个相点，正弦查找表将输入地址的相位信息映射为输出正弦波的幅度信息(相码-幅码变换)，利用DAC输出模拟正弦信号，通过低通滤波器对信号进行平滑滤波得到得到由频率控制字控制的模拟正弦信号。

由DDS基本原理，可以得到主要参数如下：

设相位累加器字长为N位，则一个完整周期的相位分割成最小相位增量为 $\Delta =2\pi /2^{N}$ 的 $2^{N}$ 个离散相位。参考时钟为fc，频率控制字为K

输出频率 $f_{0}=K*f_{c}/2^{N}$ ，频率分辨率 $f_{0}=f_{c}/2^{N}$ ，最高输出频率小于 $f_{c}/2$

关于DDS IP核的理解

vivado版本：vivado 2019.2

①Configuration Options，有如下三种模式

Phase Generator and SIN/COS LUT (DDS)：
在IP核内部集成好相位累加器与sin/cos模块，只需要在GUI中配置好需要生成的频率即可，可选择单独输出

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