DDS結構的FPGA實現

来源:https://www.cnblogs.com/Lclone/archive/2023/01/31/17077492.html
-Advertisement-
Play Games

一、DDS工作原理 以正弦信號為例,DDS大概就是將M個點的一個周期的正弦序列存入ROM中,序列數據的地址就是正弦信號的相位; 通過修改頻率控制字(Fword)來改變每隔多少個地址取ROM里的數據進行輸出。頻率控制字越大,從ROM取出的數據點就越少,點數越少,輸出一個周期信號的時間就越短,從而改變了 ...


一、DDS工作原理

  • 以正弦信號為例,DDS大概就是將M個點的一個周期的正弦序列存入ROM中,序列數據的地址就是正弦信號的相位;
  • 通過修改頻率控制字(Fword)來改變每隔多少個地址取ROM里的數據進行輸出。頻率控制字越大,從ROM取出的數據點就越少,點數越少,輸出一個周期信號的時間就越短,從而改變了輸出信號的頻率;
  • 通過修改相位控制字(Pword)來改變讀取ROM里的數據的初地址(就是給ROM地址增加偏移量),從而改變輸出信號的初相。
    DDS的基本結構圖如下圖所示:
    image
    輸出信號的頻率的公式為:image
    其中\(F_{CLK}\)為模塊的時鐘頻率,\(F_{Word}\)為頻率控制字,N為頻率控制字的位寬。

二、模塊代碼

關於ROM的配置可以點擊此處

`timescale 1ns / 1ps
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Company: GDUT
// Engineer: Lclone
// 
// Create Date: 2023/01/30 19:11:43
// Design Name: DDS_Base
// Module Name: DDS_Base
// Project Name: DDS_Base
// Target Devices: 
// Tool Versions: 
// Description: 
// 
// Dependencies: 
// 
// Revision:
// Revision 0.01 - File Created
// Additional Comments:
// 
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////


module DDS_Base(
       input               Clk,
       input               Rst_n,
       input       [31:0]  Fword,
       input       [11:0]  Pword,
       output      [ 7:0]  Signal_data
   );
   
   reg [31:0]  Fword_r;
   
   always @(posedge Clk or negedge Rst_n) begin
       if(Rst_n == 0)
           Fword_r <= 0;
       else
           Fword_r <= Fword_r + Fword;
   end
   
   reg [11:0]  ROM_addr;
   always @(posedge Clk or negedge Rst_n) begin
       if(Rst_n == 0)
           ROM_addr <= 0;
       else
           ROM_addr <= Fword_r[31:20] + Pword + 1'b1;
   end
   
   ROM_Sinwave     ROM_Sinwave_inst(
       .clka                (Clk),
       .addra               (ROM_addr),
       .douta               (Signal_data)
);
   
endmodule

三、模擬

1、模擬代碼

在分析頻率的時候例化一個該模塊分析就行,在分析相位時候例化兩個模塊進行對比即可
下麵給出分析相位時候的模擬文件:

`timescale 1ns / 1ps

module DDS_Base_tb();

reg clk_50m;
initial clk_50m <= 0;
always #10 clk_50m <= ~clk_50m;

reg rst_n;
initial begin
    rst_n <= 0;
    #200
    rst_n <= 1;
end

reg [31:0]  FwordA;
reg [11:0]  PwordA;
wire[ 7:0]  Signal_dataA;

reg [31:0]  FwordB;
reg [11:0]  PwordB;
wire[ 7:0]  Signal_dataB;

initial begin
    FwordA <= 0;
    PwordA <= 0;
    FwordB <= 0;
    PwordB <= 0;
    #300
    FwordA <= 1024*1024*2; //情況1
    PwordA <= 0;
    FwordB <= 1024*1024*2;
    PwordB <= 4096/4 - 1; //相移90°
    #163840
    FwordA <= 1024*1024*4; //情況2
    PwordA <= 0;
    FwordB <= 1024*1024*4;
    PwordB <= 4096/2 - 1; //相移180°
    #163840
    FwordA <= 1024*1024*0.5;//情況3
    PwordA <= 0;    
    FwordB <= 1024*1024*0.5;
    PwordB <= 4096/2 - 1; //相移180°
    #163840
    #100
    $stop;
end

DDS_Base    DDS_Base_A(
        .Clk                (clk_50m),
        .Rst_n              (rst_n),
        .Fword              (FwordA),
        .Pword              (PwordA),
        .Signal_data        (Signal_dataA)
    );
    
DDS_Base    DDS_Base_B(
        .Clk                (clk_50m),
        .Rst_n              (rst_n),
        .Fword              (FwordB),
        .Pword              (PwordB),
        .Signal_data        (Signal_dataB)
    );
    
endmodule

3、模擬分析

頻率分析

整體波形如下圖所示:
image
情況1:
image
此時頻率控制字設置為102410242,根據公式算得頻率為24,414Hz,周期為40.96us,與模擬結果41us相近。
情況2:
image
此時頻率控制字設置為102410244,根據公式算得頻率為48,828.125Hz,周期為20.48us,與模擬20.4889us結果相近。
情況3:
image
此時頻率控制字設置為102410240.5,根據公式算得頻率為6,103.51Hz,周期為163.84us,與模擬163.8405us結果相近。

相位分析

image
結論:模擬通過,該DDS模塊能夠調節輸出信號的頻率和初相。

四、參考資料

[1]【零基礎輕鬆學習FPGA】小梅哥Xilinx FPGA基礎入門到項目應用培訓教程


您的分享是我們最大的動力!

-Advertisement-
Play Games
更多相關文章
  • 這篇文章主要描述如何定位RPC問題以及如何使用時鐘輪來管理RPC中的定時任務,主要包括如何設計合適的異常機制,如何使用分散式鏈路跟蹤系統,以及如何使用時鐘輪來管理RPC中的超時控制和心跳檢測。 ...
  • 初識Flask Flask簡介 Flask是一個基於Python的web框架,由奧地利開發商Armin Ronacher於2010年4月1日發佈。它以靈活、“微”框架著稱,其本身並不具備太多的功能,但通過豐富的第三方插件,使其在保持重量輕和簡單的同時仍然可以進行高度擴展,讓開發者能輕鬆應對現實開發中 ...
  • 簡單介紹一下Go中Gin使用get和post方法獲取前端數據 1.使用get方法獲取url中的參數 因為我使用的網頁只需要在url上傳一個參數,簡單介紹一下,get方法的傳參吧,可能不全,後續補充~ 在主函數使用get/post方式載入需要從網頁中使用get/post方法獲取數據如下(預設使用get ...
  • 聲明:文章僅用於學習交流,切勿用於非法用途。 一、autojs版本 使用autojs版本4.1,其餘版本對微信、qq、抖音有限制。 下載地址:關註【產品經理不是經理】gzh,回覆【autojs】即可下載。 官方文檔:https://pro.autojs.org/docs/zh/v8/ 學習要點:熟悉 ...
  • 一、 為什麼要多線程 CPU和IO設備之間的速度存在很大的差異,提高CPU利用率 提高服務端併發量 線程安全問題: 有共用數據的情況下使用多線程可能會導致線程安全問題 原子性:時間片輪轉導致 可見性:CPU和記憶體之間有緩存/工作記憶體和主記憶體 有序性:指令重排序 實現線程安全的方法: 互斥同步:悲觀 ...
  • 程式設計基礎 基礎知識 什麼是程式? 為進行某項活動的步驟,電腦的程式,為得到某種結果,通過電腦語言表達的指令序列。 什麼是程式設計? 計算思維,是運用電腦科學的基礎概念進行問題求解,系統設計,以及人類行為理解等涵蓋電腦科學之廣度的一系列思維活動。 計算思維的特點: 1.滿足電腦程式執行的 ...
  • Gin框架實戰——HTML渲染 最近使用Go的Gin框架做了個簡單的前端網頁,記錄一下細節~ 1.載入靜態文件 由於網頁需要使用css、圖片等渲染,而靜態文件必須先聲明:否則模板中調用載入不出來,這個很重要,即使你把文件放到對應路徑下,html中也寫了相應的路徑,但是開啟go服務端的網頁,會顯示不出 ...
  • 1、shutil高級文件操作模塊 shutil模塊提供了大量的文件的高級操作。特別針對文件拷貝和刪除,主要功能為目錄和文件操作以及壓縮操作。對單個文件的操作也可參見os模塊。 2、shutil模塊的拷貝方法 >>> import shutil >>> shutil.chown('test.txt', ...
一周排行
    -Advertisement-
    Play Games
  • 通過WPF的按鈕、文本輸入框實現了一個簡單的SpinBox數字輸入用戶組件並可以通過數據綁定數值和步長。本文中介紹了通過Xaml代碼實現自定義組件的佈局,依賴屬性的定義和使用等知識點。 ...
  • 以前,我看到一個朋友在對一個系統做初始化的時候,通過一組魔幻般的按鍵,調出來一個隱藏的系統設置界面,這個界面在常規的菜單或者工具欄是看不到的,因為它是一個後臺設置的關鍵界面,不公開,同時避免常規用戶的誤操作,它是作為一個超級管理員的入口功能,這個是很不錯的思路。其實Winform做這樣的處理也是很容... ...
  • 一:背景 1. 講故事 前些天有位朋友找到我,說他的程式每次關閉時就會自動崩潰,一直找不到原因讓我幫忙看一下怎麼回事,這位朋友應該是第二次找我了,分析了下 dump 還是挺經典的,拿出來給大家分享一下吧。 二:WinDbg 分析 1. 為什麼會崩潰 找崩潰原因比較簡單,用 !analyze -v 命 ...
  • 在一些報表模塊中,需要我們根據用戶操作的名稱,來動態根據人員姓名,更新報表的簽名圖片,也就是電子手寫簽名效果,本篇隨筆介紹一下使用FastReport報表動態更新人員簽名圖片。 ...
  • 最新內容優先發佈於個人博客:小虎技術分享站,隨後逐步搬運到博客園。 創作不易,如果覺得有用請在Github上為博主點亮一顆小星星吧! 博主開始學習編程於11年前,年少時還只會使用cin 和cout ,給單片機點點燈。那時候,類似async/await 和future/promise 模型的認知還不是 ...
  • 之前在阿裡雲ECS 99元/年的活動實例上搭建了一個測試用的MINIO服務,以前都是直接當基礎設施來使用的,這次準備自己學一下S3相容API相關的對象存儲開發,因此有了這個小工具。目前僅包含上傳功能,後續計劃開發一個類似圖床的對象存儲應用。 ...
  • 目錄簡介快速入門安裝 NuGet 包實體類User資料庫類DbFactory增刪改查InsertSelectUpdateDelete總結 簡介 NPoco 是 PetaPoco 的一個分支,具有一些額外的功能,截至現在 github 星數 839。NPoco 中文資料沒多少,我是被博客園群友推薦的, ...
  • 前言 前面使用 Admin.Core 的代碼生成器生成了通用代碼生成器的基礎模塊 分組,模板,項目,項目模型,項目欄位的基礎功能,本篇繼續完善,實現最核心的模板生成功能,並提供生成預覽及代碼文件壓縮下載 準備 首先清楚幾個模塊的關係,如何使用,簡單畫一個流程圖 前面完成了基礎的模板組,模板管理,項目 ...
  • 假設需要實現一個圖標和文本結合的按鈕 ,普通做法是 直接重寫該按鈕的模板; 如果想作為通用的呢? 兩種做法: 附加屬性 自定義控制項 推薦使用附加屬性的形式 第一種:附加屬性 創建Button的附加屬性 ButtonExtensions 1 public static class ButtonExte ...
  • 在C#中,委托是一種引用類型的數據類型,允許我們封裝方法的引用。通過使用委托,我們可以將方法作為參數傳遞給其他方法,或者將多個方法組合在一起,從而實現更靈活的編程模式。委托類似於函數指針,但提供了類型安全和垃圾回收等現代語言特性。 基本概念 定義委托 定義委托需要指定它所代表的方法的原型,包括返回類 ...