VHDL基于FPGA的移相信号发生器设计+Quartus仿真+源程序(7)
当相位控制字由00H变到80H即相位发生变化时，参考输出波形没有发生变化，而移相输出波形发生了变化，这说明移相输出波形明显发生了相移，实现了相位的数字可控，数字移相信号发生器的设计得到了实现。在本设计中，要得到两路同频信号输出具有相位差，只需要改变输入相位控制字的大小，而频率控制字不变。相位控制字为80H时的时序仿真图如图13、14所示。
图13 相位控制字为80H时的正弦波时序仿真图
图14 相位控制字为80H的正弦波仿真图
图14所得结果是在Quartus II中得到的，就是把数字信号输出转化为模拟信号输出。
从正弦波到三角波、方波、锯齿波，只需要改变rom中存储的波形数据，而不需要改变其它电路部分，如果要得到其它任意波的波形，也只需做相同的操作，这说明信号发生器实现了任意波发生的功能。
图12、14类似于D/A转换之后还未经过滤波的模拟波形，输出杂散大。这同时也说明要得到纯净的波形，进行滤波的必要性。在FPGA输出波形的外围辅加一个椭圆滤波电路，就可以实现滤去杂波，改善输出波形。
本设计中采用Altera公司生产的Cyclone III系列的FPGA芯片EP3C5E144C8对输出结果进行硬件测试，通过对该设计进行编译、下载，输出波形达到了设计的要求。
5. 结束语
本文介绍了基于FPGA的移相信号发生器的设计，描述了DDS的工作原理、设计思路及实现方法。本设计按照技术要求进行计算、编程，通过仿真，输出波形完全达到设计的要求，从中也对DDS的原理和实现有了更深的理解和认识。设计证明了，采用FPGA设计方法实现了DDS结构的可行性和可靠性，也更为灵活，能够根据设计需要来进行接口以及控制方式的修改，只要改变FPGA中ROM查找表的波形数据，就可以实现产生任意波形。采用FPGA的设计方法实现具有相对带宽宽、相位能够连续变化、频率转换时间短以及频率分辨率高等优点。虽然市场上利用专用DDS芯片开发的信号源比较多，它们输出频率高、波形好、功能也较多，但控制方式却是固定的，因此不一定是人们所需要的。而利用FPGA则可以根据需要方便地实现各种比较复杂的对频率、相位和幅度的控制功能，具有良好的实用性。并且Altera公司生产的Cyclone III系列的FPGA芯片EP3C5E144C8，该芯片支持系统现场修改和调试，性能也基本能满足绝大多数系统的使用要求，所以将DDS设计嵌入到FPGA芯片所构成的系统中，将使系统具有很高的性价比。