基于FPGA的DDS信号发生器（图文并茂+深度原理解析）

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前言

        DDS（直接数字合成）技术是先进的频率合成手段，在数字信号处理与硬件实现领域作用关键。它因低成本、低功耗、高分辨率以及快速转换时间等优点备受认可。

        本文着重探究基于 FPGA 的简易 DDS 信号发生器设计原理与流程，同时给出 Verilog 代码实例。从原理剖析到具体实现步骤逐步深入，阐述如何利用 FPGA 技术与 DDS 技术相结合，实现信号发生器功能，为相关领域技术人员提供有价值的参考与借鉴。

一、DDS是什么？

        DDS（Direct Digital Synthesizer，直接数字合成器）是一种数字合成技术，它利用数字方式生成模拟信号。

二、物理层

1.结构示意图

        DDS基本结构主要由相位累加器、相位调制器、波形数据表ROM、D/A转换器等四大结构组成。DDS结构示意图，如下图所示

        1.相位累加器（Phase Accumulator）

        作为DDS的核心，相位累加器负责生成相位码，其输入为频率字输入，位宽通常用N表示。相位累加器的输出是连续累加的结果，用于控制信号的频率。

        2.相位调制器（Phase Modulator）

        接收相位累加器的输出，并加上相位偏移值P，用于实现信号的相位调制。
        3.波形数据表ROM（Waveform ROM）

        存储一个或多个周期的波形数据，如正弦波。ROM的地址由相位调制器的输出决定，从而读取相应的波形数据。
        4.数模转换器（D/A Converter）

        将波形数据表ROM输出的数字信号转换为模拟信号，即最终的输出信号CLK_OUT。

2.DDS工作原理

        DDS信号发生器基本原理是通过查找表法读取ROM中存储的三角波，方波，锯齿波等数据，通过处理，能做到输出的波形频率和相位可调制，主要步骤如下:

        1.系统时钟 CLK 为整个系统的工作时钟，频率为 fclk；