DDS协议在FPGA上的实现与应用_利用fpga实现dds

DDS协议在FPGA上的实现与应用

Direct Digital Synthesis（DDS）是一种常用的信号生成技术，通过数字控制振荡器（NCO）和数字滤波器构建频率可编程信号源。在FPGA中，DDS模块可以方便地实现并广泛应用于各种数字信号处理系统。

其中，DDS的核心是NCO，它利用FPGA的硬件加速器与高速时钟来产生高精度低抖动的输出信号。NCO的原理是不断累加一个增量值来实现相位转移及频率变化，通常采用一个带宽限制的正弦余弦表来进行数值计算。

以下是一个基于DDS协议的FPGA代码示例：

module dds(
  input clk, //时钟
  input rst_n, //复位信号
  input signed [15:0] delta_f, //频率步进值
  output reg signed [15:0] sine_out, //正弦输出
  output reg signed [15:0] cosine_out //余弦输出
);

reg [31:0] phase_acc; //相位累加器
reg [31:0] phase_inc; //相位增量

always @(posedge clk) begin
  if(!rst_n) begin
    phase_acc <= 0;
    phase_inc <= 0;
  end
  else begin
    phase_acc <= phase_acc + phase_inc;
    sine_out <= $sin(phase_acc[19:4]); //取正弦表中的数据
    cosine_out <= $cos(phase_acc[19:4]); //取余弦表中的数据
    phase_inc <= delta_f;
  end
end

endmodule
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25

在该代码中，delta_f表示频率步进值，sine_out和cosine_out分别为正弦输出和余弦输出。相位累加器phase_acc和相位增量phase_inc实现了相位连续性和可编程性。

通过对DDS协议的灵活应用，可以方便地生成各种周期信号、调制信号及混频信号等，解决了数字信号处理系统中信号源的设计难题。同时，FPGA的高度集成与可编程性也使得DDS模块的集成化、高速化成为可能，极大地推动了数字信号处理技术的发展。