频率合成技术广泛应用于通信、航空航天、仪器仪表等领域。目前,常用的频率合成技术有直接式频率合成、锁相频率合成和直接数字频率合成(DDS)。DDS系统可以很方便地获得频率分辨率很精细且相位连续的信号,也可以通过改变相位字改变信号的相位,因此也广泛用于数字通信领域。 本论文是利用FPGA完成一个DDS系统。DDS是把一系列数字量形式的信号通过D/A转换形成模拟量形式的信号的合成技术。主要是利用高速存储器作查寻表,然后通过高速D/A转换器产生已经用数字形式存入的正弦波(或其他任意波形)。一个典型的DDS系统应包括:相位累加器,可在时钟的控制下完成相位的累加(一般由ROM实现);DA转换电路,将数字形式的幅度码转换成模拟信号。 本文根据设计指标,进行了DDS系统分析和设计,包括DDS系统框图的设计,相位控制字和频率控字的设计,以及软件和硬件设计,重点在于利用FPGA改进设计,包括控制系统(频率控制器和初始相位控制器),寻址系统(相位累加器和数据存储器),以及转换系统(D/A转换器和滤波器)的设计。介绍了利用现场可编程逻辑门阵列(FPGA)实现数控振荡器(DNO,即DDS)的原理、电路结构,重点介绍了DDS技术在FPGA中的实现方法,给出了采用ALTERA公司的FIEX1OK系列FPGA芯片EPF10K20TC144-4芯片进行直接数字频率合成的VHDL源程序。