可以以正弦波为例阐述DDS的基本原理。设正弦信号S≠的表达式为:
其中,A为振幅,f为频率,丸为初始相位。一个正弦波的参数由此三项决定。在实际应用过程中,信号的频率与初始相位无关,简单分析,令A为1,那么st可以变换为:
f可以推出:
相同单位时间T内,不同频率与相对应的相位增量不同,因此
由此可知,相位在时域内随时间均匀变化时,生成频率为
的正弦波。这是DDS技术的基本理论。因为正弦波与DDS中的相位累加器都是周期性的,那么相位值与正弦信号的线性特征也是一致。相位累加器做K的模数运算,因此频率控制字越长,最后合成的信号频率也就越高。同样设:K为频率控制字,正为时钟频率,N为相位累加器的长度。那么,合成的信号频率为:
改变频率控制字K,输出的频率会随之连续变化,增大K,信号频率会随之增大;增大N,信号频率也会随之增大。一般最低的输出频率为:
f由奈奎斯特抽样定理知,为了保证信号不发生重叠,最高频率应为:
而实际应用中,为了避免相位抖动造成的失真现象,输出频率一般不超过时钟频率的40%,也即是:
正弦波查询表ROM也是制作的重点。在FPGA中ROM表的尺寸随着地址位数或数据位数的增加呈指数递增,如何在满足性能的前提下节省资源开销。一方面通过相位累加器的输出截断方式,例如从32位的相位累加器结果中提取高16位作为ROM的查询地址,由此而产生的误差会对频谱纯度有影响,但是对波形的精度的影响是可以忽略的;另一方面可以根据信号周期对称性来压缩ROM的尺寸,这时系统硬件设计复杂度会有所增加。因此,需要选取合适的参数和ROM压缩技术,在满足系统性能的前提下使得系统尽量优化。32DAC0832原理DAC0832是8分辨率的DA转换集成芯片。与微处理器完全兼容。这个DA芯片以其价格低廉、接口简单、转换控制容易等优点,在单片机应用系统中得到广泛的应用。DA转换器由8位输入锁存器、8位DAC寄存器、8位DA转换电路及转换控制电路构成。主要参数如下所示分辨率为8位;电流稳定时间1us;可单缓冲、双缓冲或直接数字输入;只需在满量程下调整其线性度;单一电源供电(5V~15V);各个引脚作用功能如下所示:D0~D7:8位数据输入线,TTL电平,有效时间应大于90
s否则锁存器的数据会出错;
fILE:数据锁存允许控制信号输入线,高电平有效;CS:片选信号输入线(选通数据锁存器),低电平有效;WR1:数据锁存器写选通输入线,负脉冲(脉宽应大于500
s)有效。由ILE、CS、WR1的逻辑组r