基于FPGA的高精度频率合成器设计及测试

基于FPGA的高精度频率合成器设计及测试

在现代电子技术中，频率合成技术是不可或缺的一部分。高精度频率合成器是实现频率合成技术的关键设备之一。本文旨在介绍一种基于现场可编程门阵列（FPGA）的高精度频率合成器的设计与测试。

首先，我们将通过Verilog HDL语言实现高精度频率合成器的核心模块——直接数字合成（DDS）模块。DDS模块实现了精确的相位累加和振幅调制，产生所需的频率输出。该模块使用相位累加器和查找表来生成正弦波，并使用幅角调制器进行振幅调制。代码如下：

module DDS(
  input clk,
  input rst,
  input [31:0] ftw,
  output reg signed [15:0] sine
);

/*phase accumulator*/
  reg signed [31:0] tacc;
  always @(posedge clk)
    if(rst) tacc <= 0;
    else tacc <= tacc + ftw;

/*look up table sin values*/
  wire [15:0] lut_out;
  sine <= lut_out;
  assign lut_out = $signed({16{tacc[29:14]}}) - 32768;

endmodule

DDS模块的输入是时钟信号、复位信号和频率调整字（FTW）。输出为振幅调制后的正弦波。使用该模块可实现产生任意频率的输出。

接下来，我们将引入相位锁定环路（PLL）和数字控制振荡器（DCO）等关键电路，用于完成高精度频率合成器的设计。同时，FPGA的高速时钟资源可以实现高精