任意波形发生器_DDS任意波形发生器的设计

任意波形发生器是现代电子测试领域应用最为广泛的通用仪器之一，它的功能远比函数发生器强，可以产生各种理想及非理想的波形信号，对存在的各种波雷达、导航、宇航等领域。形都可以模拟，广泛应用于测试、通信、雷达、导航、宇航等领域。

本文介绍DDS任意波形发生器的设计。

任意波形发生器的功能

任意波形发生器既具有其他信号源的信号生成能力，又可以通过各种编辑手段产生任意的波形采样数据，方便地合成其他信号源所不能生成的任意波形，从而满足测试和实验的要求。任意波形发生器的主要功能包括：

（1）函数发生功能

基础实验中，为了验证电路功能、稳定性和可靠性，需要给它施加理想波形，任意波形发生器能替代函数发生器提供正弦波、方波、三角波、锯齿波等波形，还具有各种调制和扫频能力。利用任意波形发生器的这一基础功能就能满足一般实验的信号需求。

（2）任意波形生成

出于各种干扰的存在以及环境的变化，实际运行在实际电子环境中的设备，电路中往往存在各种信号缺陷和瞬变信号，例如过脉冲、尖峰、阻尼瞬变、频率突变等。任意波形发生器可以模拟这些特殊信号，以测试系统的实际性能。

（3）信号还原功能

在一些军事、航空等领域，有些电路运行环境很难估计，在设计完成之后，在现实环境中还需要更进一步的实验验证，而有些实验的成本很高或者风险性很大（如飞机试飞时发动机的运行情况），人们不可能重复作实验来判断所设计产品的可行性和稳定性。此时，可以利用任意波形发生器的信号还原功能。在做一些高耗费、高风险实验时，可以通过数字示波器把现实中的实际波形记录下来，再通过计算机接口下载到任意波形发生器，通过任意波形发生器还原实验中的实际做进一步的实验验证工作。

硬件结构说明

设计过程

在本系统中，DDS是任意波形实现的技术关键，其核心为相位累加器（全加器与数字寄存器）与ROM波形查询表构成。那么我们设计DDS的框图如下

建立一个模块实现从单片机接收来的频率控制字的寄存功能，作为寄存器。全加器实现20位的相位累加，通过频率控制字作为步长进行控制。由于FPGA内输出位数有限，因此建立一个模块进行高位截断，只取高十位，接收累加器输出的数据。然后再通过波形ROM完成波形的查找与输出。这部分为固定的正弦波、三角波、方波与锯齿波等常规波形的输出部分。任意波形部分，则需要一个能随时接受数据更新的RAM，其数据的写入由单片机控制，接收上位机的下传数据，其数据的读取由DDS中的地址发生器控制，这样即可产生任意波形输出。