DDS算法

DDS（Direct Digital Frequency Synthesis）是一種把一系列數位訊號通過D/A轉換器轉換成模擬信號的數字合成技術。它有查表法和計算法兩種基本合成方法。由於ROM查詢法結構簡單，只需要在ROM中存放不同相位對應的幅度序列，然後通過相位累加器的輸出對其定址，經過數/模轉換和低通濾波（LPF）輸出便可以得到所需要的模擬信號。這裡，選用ROM查表法。DDS技術實質上是實現了一個數字分頻器的功能。對於一個周期的正弦波連續信號，可以沿其相位軸方向，以等量的相位間隔對其進行相位/幅度採樣，得到一個周期性的正弦信號的離散相位的幅度序列，對模擬幅度進行量化後的幅值採用二進制數據編碼，這樣就把一個周期的正弦波連續信號轉換成一系列離散的二進制數字量，然後存入存儲器RAM中，每個存儲器單元的地址即是相位取樣地址，存儲單元的內容是已經量化了的正弦波幅值。一個這樣的唯讀存儲器構成了一個與2π周期相位取樣對應的正弦波函式表。DDS的基本原理如圖2所示。它主要由標準參考頻率源、相位累加器、波形存儲器和數/模轉換器構成。
在時鐘脈衝的控制下，頻率控制字K由累加器得到相應的相碼。相碼定址波形存儲器進行相碼—幅碼變換輸出不同的幅度編碼，經過數/模變換器得到相應的階梯波，最後經過低通濾波器對階梯波進行平滑，即得到由頻率控制字K決定的連續變化的輸出波形。相位累加器是實現DDS的核心，它由一個N位字長的二進制加法器和一個由固定時鐘脈衝取樣的N位相位暫存器組成，在每個時鐘脈衝到達時，相位暫存器採用上個時鐘周期內相位暫存器的值與頻率控制字K之和，並作為相位累加器在這一時鐘周期的輸出。