频率合成技术发展到二十世纪六十年代，有学者根据相位负反馈原理提出了一种新的频 率合成理念：间接频率合成，该技术目前广泛运用于大规模数字视频图像处理系统中的多种 频率源。它的核心原理是相位负反馈，即锁相环技术[2]，指在合成过程中利用反馈原理锁定 谐波上特有的频率点，使外部输入的参考信号能够控制环路内部的振荡信号的频率和相位[3]。 设计的性能良好的锁相环频率合成器（PLL）能在很大程度上保证输出信号具有和频率源相 似的高频率、精度和稳定性，但是由于信号经过锁相，其频率转换速度低，不能满足高速的 要求，因此为改进这一技术的局限性，工程师们又引领了一个新的频率合成的时代。

1971 年美国学者 J。Tierney，M。Rader，B。Gold 在知名期刊上发表的名为 A Digital frequency

synthesizer 的文章，首次提出了直接数字频率合成（Direct Digital Frequency Synthesis，简称 DDS）理论的概念[6]，然而，受当时微电子技术、数字信号处理技术以及电路发展的规模、 工艺水平的限制，DDS 技术并没有一块发展的空间，一直被局限于理论推导层面。直到 21 世纪，电子工程领域的实际需求和数字集成电路技术的工艺水平日趋成熟，让 DDS 技术逐渐 崭露头角，它的优越性也吸引了更多学者的关注。DDS 技术具有高速频率转换的能力，输出 信号的相对带宽较宽，高度的频率分辨率和相位分辨能力，输出相位连续，支持可编程数字 化，且能同时输出正交信号，这些优势使 DDS 技术逐渐遍布大部分频率合成器的市场。

近年来，通信、微电子、数字信号处理等领域的发展突飞猛进，带动了传统行业的创新。 同时，各领域对所需的电路系统的稳定性、抗损性也有了更高的要求，而频率合成器作为系 统的重要部分需要在频率分辨率、效率、频率间隔等方面满足特定的参数指标。在众多频率 合成方法中，DDS 技术凭借其具有的优点受到诸多研究人员的青睐，市场前景广阔。如今， 在通信、国防、航空等对信号稳定度、精度及频率分辨率有较高要求的特定领域，往往采用 的是基于直接数字频率技术的合成器。但伴随着这些显著优点的是 DDS 其自身决定的比较明 显的缺点：一是系统输出信号的杂散较大，二是输出信号的带宽不够大。是以怎样通过理论 论证及实践来最大程度的减小杂散信号，提高 DDS 的性能并获得较大的带宽成为当下研究人 员迫在眉睫的课题。

1。2    DDS 技术的研究现状

1。3 基于 FPGA 实现 DDS 的可行性

现场可编程门阵列（Field Programmable Gate Array，简称 FPGA），其本质是大规模的可 编程专用集成电路（ASIC），基于这一特点，传统的只具有固定的控制方式的 DDS 芯片就能 在硬件上得到改善。FPGA 器件极大程度地解决了传统定制电路的不足，又能有效克服原可 编程器件的门电路数有限的缺憾[4]。其特点主要有：集成度高密度高，规模扩大化，开发过 程投资小、周期短，可反复编程、擦除，保密性好等，尤其是 FPGA 低成本器件越来越广泛 得占有市场，且 FPGA 支持现场编程修改和调试这一特点使得用 FPGA 来实现 DDS 硬件电路 成为研发者们的首选之一[4][8]。

FPGA 的可编程特性是由其内部的 RAM 中存放的程序所决定的，当用户想要配置不同的 模式时，只需对其内置的 RAM 进行编程即可。若想要修改 FPGA 的功能，只需要更换一片 通用的 EPROM 编程器对其功能进行编写即可。这样一来对于同一片 FPGA，若其内部存储 的内容是不同的编程数据，就意味着该芯片能够实现产生不同的电路的功能，足以见得其使 用的灵活性。将其应用到 DDS 中，一旦改变 ROM 查找表中的数据系统就能实现产生任意的 波形。根据用户需求的不同，FPGA 的功能设计也相应变化，可复杂可简单，另外基于 FPGA 的 DDS 芯片相对于传统 DDS 芯片来说其成本大大降低，这也提升了该设计理念的可行性。 基于FPGA的DDS函数信号发生器设计(3):http://www.youerw.com/tongxin/lunwen_86991.html