文献综述
摘要:在现代测试领域中，信号发生器是应用最普遍、最基本、也是最为广泛的电子仪器之一，旧的频率合成技术和旧的设计不足够使常规信号发生器实现技术上的飞跃。通过直接数字合成技术来设计，我们可以设计一个信号杂音小，成本和功率较低的微型信号发生器。整个程序通过VHDL语言来实现，将它加载在FPGA模块上，可以看见整个时钟信号图，通过PLAN AHEAD软件的帮助，可以看到输入间隔，输出间隔，电压和接地。直接数字式频率合成技术（DDS）具有新的增强型频率合成功能，与传统的频率合成器相比，具有低成本、低功耗、高分辨率和快速转换时间等优点。现场可编程门阵列（FPGA）由于具有计算速度快、集成度高、应用灵活、可实现大容量存储器等功能，广泛 应用在数字专用集成电路的设计中。
关键词:信号发生器 DDS FPGA
一.前言
传统的信号发生器一般利用分立元件及模拟集成电路,它是通过对一定频率的正弦信号进行处理,得到其他波形信号。但是此信号发生器生成的信号类型比较有限,一般只能生成三角波、正弦波、银齿波、方波等几种波形规则的信号。以LC或RC自激振荡为主振级的信号发生器,虽然结构简单、频率范围宽,但是还是客服不了稳定性、准确性差的问题。石英晶体振荡器频率虽然稳定度和准确度高,但它的频率范围不可调,工作场合比较单一。因此频率合成技术被提出并迅速发展。
二.技术发展历程
(1)频率合成技术发展历程
频率合成技术是一种将具有低相位噪声、高精度和高稳定度等综合性能指标优良的参考频率源经过混频、倍频或分频等处理来产生所需的具有同样精确度的频率源的技术。经历了以下三个阶段的发展:直接模拟频率合成技术(DAS)、锁相环频率合成技术(PLL)、直接数字频率合成技术(DDS)。
DDS技术不仅支持产生正弦波、方波、三角波和锯齿波等规则波形,还可以产生任意波形信号。它是通过查找表的方式,利用高速D/A转换器对存储器波形进行合成来实现的。自上世纪80年代以来DDS技术取得显著进展,速度有了很大提高,并且普遍应用于任意波形信号发生器之中,先进的工艺、低功耗成为现代设计的重点。随着技术的不断提高,DDS已被广泛应用于航天、大型工厂、精密实验室等。比如可以模拟雷达信号、潜水艇信号、电视数据信号、机械振动信号、磁盘数据信号及神经脉冲信号等。
与传统的频率合成信号产生技术对比，DDS 技术有独特的优势：
