基于FPGA动态信号产生器设计

1 背景

信号源作为现代电子产品中的重要一员，必须满足高精度、高速度、高分辨率等要求。作为检查高精度雷达设备的动态信号源更需要满足这些要求。雷达测量设备在日常维护保养中，由于没有也不可能用跟踪动态目标来完成设备性能的检查，所以都是用信号源产生信号进行检查，而信号源无法模拟实际动态信号，因此在多数情况下无法准确地检查设备的动态性能。本文研究并实现了基于FPGA(Field Programmable Gate Array)的智能动态信号源，采用了DDS(Direct Digital Synthesis)技术。FPGA与DDS相结合的方案显示出很多突出的优点：高频率分辨率；超宽的频率范围；能实现各种调制波和任意波形的产生；关键部分易于实现全数字化。

2 DDS原理及理论分析

2．1 DDS原理

DDS即"直接数字频率合成"，是一种较新颖的频率合成技术，经过几年的发展，现在已经成熟，应用非常广泛。这种技术的基本原理是使用高稳定的参考时钟源来量化抽样时间间隔，直接对要产生信号进行抽样、量化和信号映射，然后经过D／A转换和低通滤波，输出需要的模拟信号。其原理如图1所示。