基础电子中的DDS 的工作原理
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2020-11-16
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基础电子中的基础电子中的DDS 的工作原理的工作原理
图1 是DDS的基本原理图，频率控制字M和相位控制字分别控制DDS输出正（余）弦波的频率和相位。DDS系
统的核心是相位累加器，它由一个累加器和一个N位相位寄存器组成。每来一个时钟脉冲，相位寄存器以步长M
增加。相位寄存器的输出与相位控制字相加，其结果作为正（余）弦查找表的地址。正（余）弦查找表由ROM
构成，内部存有一个完整周期正弦波的数字幅度信息，每个查找表的地址对应正弦波中0～360°范围内的一个相
位点。查找表把输入的地址信、惠映射成正（余）弦波的数字幅度信号，同时输出到数模转换器DAC的输入
端，DAC输出的模拟信号经过低通滤波器（LPF），可得到一个频谱纯净的正（余）弦波。 相位寄存器
图1 是DDS的基本原理图，频率控制字M和相位控制字分别控制DDS输出正（余）弦波的频率和相位。DDS系统的核心是
相位累加器，它由一个累加器和一个N位相位寄存器组成。每来一个时钟脉冲，相位寄存器以步长M增加。相位寄存器的输出
与相位控制字相加，其结果作为正（余）弦查找表的地址。正（余）弦查找表由ROM构成，内部存有一个完整周期正弦波的
数字幅度信息，每个查找表的地址对应正弦波中0～360°范围内的一个相位点。查找表把输入的地址信、惠映射成正（余）弦
波的数字幅度信号，同时输出到数模转换器DAC的输入端，DAC输出的模拟信号经过低通滤波器（LPF），可得到一个频谱
纯净的正（余）弦波。
相位寄存器每经过2N/M个fc时钟周期后回到初始状态，相应地正（余）弦查找表经过一个循环回到初始位置，DDS输出
一个正（余）弦波。输出的正（余）弦波周期为Tout=(2N/M）TC，频率为fout=（M/2N）fc。DDS的最小分辨率为Δfmin＝
fc/2n，当M=2N-1时，DDS最高的基波合成频率为foutmax＝fc/2。图 1中虚方框内的部分是DDS的核心单元，它可以采用
CPLD/FPGA来实现。
图1 DDS基本原理图
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