电子产品世界

2．1 基于FPGA的DDS电路
2．1．1 相位累加器
对于利用FPGA设计DDS信号源，相位累加器是决定DDS电路性能的一个关键部分。相位累加器是由N位累加器和N位寄存器级联构成，每来一个时钟脉冲，相位寄存器采样上个时钟周期内相位累加器的值与频率控制字K之和，并作为相位累加器在这一时钟周期的输出。由式(2)可知，相位累加器的位数N越大，得到的频率分辨率越小，但在较高的工作频率下，会产生较大的延时不能满足速度的要求。在时序电路中，通常采用流水线技术来提高速度，代价是增加寄存器的数量，多占了FPGA的资料。综合考虑，采用32位累加器，四级流水线结构。
2．1．2 相位-幅度变换器
相位-幅度变换器是由ROM构成，它把相位累加器的输出的数字相位信息变换成正弦波值。在FPGA中，ROM一般是由EAB来实现，并且ROM表的尺寸与地址位数或数据位数成指数增加的关系，因此相位-幅度转换器的设计是影响DDS性能的另一个关键，在满足信号设计指标要求的前提下，主要在于减少资源开销。考虑到本设计只需要输出正弦信号，正弦波信号关于点(π，0)奇对称，只需存储1／2周期的波形数据，又根据在左半周期内，波形关于直线x=π／2成偶对称，因此只需要存储1／4周期的正弦函数值，就可以通过适当的变换得到整个正弦码表，这样可以节约3／4的资源。
2. 2 低通滤波模块
DDS有一个明显的缺点，即输出频率越接近Nyquist带宽的高端，采样点数越少，其输出的杂散干扰就越大。输出波形具有大量的谐波分量和系统时钟干扰。为得到所需频段内的信号，需要在DDS输出端加一滤波器来实现，而低通滤波器能较好地滤除杂波，平滑信号，所以低通滤波器的设计尤为重要，滤波特性的优劣对输出信号的性能起重要的影响。
为取得较好的滤波效果，滤波器采用了由四选一模拟开关和精密运算放大器分段滤波的方式：采用巴特沃斯有源低通滤波器，该滤波器通带内幅度很平坦，滤波电路为二阶巴特沃斯低通滤波电路，滤波器频段参数的选择由FPGA输出的控制信号nINH，S0，S1控制模拟开关的选通实现。

2．3 幅度控制
本设计幅度控制电路采用调节DAC参考电压的数字化控制方法，采用两个D／A级联的方式，数模转换器DAC2采用外部可变基准源，通过改变基准源的值来改变输出的满幅度电流值，该可变基准源通过DAC1产生。DAC1的基准电压采用输出电压为1．25 V精密电压基准芯片提供，设DAC1的幅度输出字为N1，则DAC1的参考电压为

设DAC2的数字输入字为N2，则经电流／电压转换后的输出电压为

关键词： 设计 励磁 DDS 基于