VIVADO IP核之DDS直接数字频率合成器使用详解

目录

前言

一、DDS基本知识

二、DDS IP核使用之SIN COS LUT only

三、DDS IP核之SIN COS LUT only仿真

四、DDS IP核使用之Phase Generator and SIN COS LUT

五、DDS IP核之Phase Generator and SIN COS LUT仿真

总结

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前言

        在数字调制解调，数字上下变频，软件无线电等应用中，均需要用到不同频率的正弦信号或者复正弦信号，VIVADO中的DDS IP核便可以产生不同频率的正弦信号，同时还可以用来计算三角函数值，本文将仔细介绍该IP核的使用，同时将该IP核计算的结果导入MATLAB中分析以验证该IP核被正确使用。

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一、DDS基本知识

        DDS的核心原理是通过数字计算直接生成波形数据，然后将这些数据转换为模拟信号。其基本组成包括：

相位累加器（Phase Accumulator）：

        相位累加器负责生成波形的相位信息。它是一个寄存器，每个时钟周期都会根据相位增量（Phase Increment）进行累加，累加的结果表示当前波形的相位。相位增量决定了输出信号的频率。
波形查找表（Waveform Lookup Table, LUT）：

        查找表存储了一周期波形的离散采样点，如正弦波的采样值。相位累加器的输出被用作查找表的地址，从而得到当前相位对应的波形幅度值。

数模转换器（Digital-to-Analog Converter, DAC）：

        查找表输出的数字波形幅度值经过数模转换器转换成模拟信号。DAC的分辨率决定了输出波形的精度。

低通滤波器：

        DAC输出的是离散的步进信号，通过低通滤波器可以去除高频成分，得到平滑的模拟波形。

在VIVADO DDS IP核中，只有前两个，产生的是数字信号。

        假设为工作时钟频率（采样频率），N为相位增量控制字位数，x为相位增量控制字，则生成正弦波信号的频率为：

频率分辨率为。

不理解这个公式的可以从周期出发理解：

二、DDS IP核使用之SIN COS LUT only

        IP核命名为DDS_test，配置选项选择SIN COS LUT only，这个是用来计算三角函数值的。Nosie shaping选择无，另外一