高分辨率程控寬帶信號源的設計

楊保亮，楊守良,王鑫

（重慶文理學院電子電氣工程學院，重慶，402160）

0 引言

信號源在測控、通信、導航、雷達、醫療等領域應用廣泛，頻率精度、穩定度、相位是一個信號源中的重要指標。傳統的波形發生器產生的波形少，精度低，而且體積大，靈活性差[1]。直接數字頻率合成是20 世紀60 年代末出現的第三代頻率合成技術，它的頻率轉換速度快，頻率分辨率高，并在頻率轉換時可保持相位的連續。目前，市場上出現了許多DDS專用芯片，而DDS專用芯片輸出波形種類單一，頻率、幅值相位等參數不可調節，不能靈活滿足于實際需求[2-3]。利用FPGA的高速、高性能和可重構性可實現各種比較復雜的信號源功能[4]。本文在深刻剖析DDS的基礎上，利用單片機和FPGA實現一種組合型的DDS信號源，實驗證明，該信號源可以產生高速度、高帶寬、高分辨率、相位連續高的信號源，該波形發生器結構組成比較簡單、由于采用采用在線編程技術，功能靈活可變，可以任意的擴展。

1 DDS原理分析

正弦波的主要組成要素是幅度、相位、頻率，其中幅度不符合線性規律，但是它的相位符合線性增加的規律，DDS根據這里規律來產生正弦信號的，主要由N位的相位線性累加器和寄存器構成，在工作的時候，相位累加器在時鐘脈沖控制下不斷對頻率控制字K進行累加，然后將累加器的數值作為波形存儲器ROM的地址，獲取波形存儲的波形數據，最后對得到的數據進行一定調幅、優化、數模轉換、濾波等調理進一步得到理想的波形信號。……