基于LUT的DDS系统设计原理

DDS信号发生器采用直接数字频率合成（Direct Digital Synthesis，简称DDS）技术，把信号发生器的频率稳定度、准确度提高到与基准频率相同的水平，并且可以在很宽的频率范围内进行精细的频率调节。采用这种方法设计的信号源可工作于调制状态，可对输出电平进行调节，也可输出各种波形。

DDS（Direct Digital Synthesis）直接数字频率合成技术由USA J.Tierncy首先提出。它是一种以数字信号处理理论为基础，从相位概念出发直接合成所需波形的一种新的全数字技术的频率合成方法。DDS主要出现在数字混频系统中。在数字混频中，通过DDS产生正交的本地振荡信号即正、余弦信号与输入信号相乘实现频谱搬移，如通信系统的调制、解调。目前FPGA实现DDS有三种途径：基于IIR滤波器的实现方法、基于查找表LUT的实现方法以及基于CORDIC算法的实现方法。其中采用LUT的方法较为通用且比较容易实现。

一个典型的基于LUT的DDS系统由相位累加器和波形存储器两部分构成，如图1所示。图中相位累加器的位宽为nbit，步进值为μ，LUT的深度N为2n，宽度为Lbit。LUT中依相位顺序存储一个周期的波形数据。