信号发生器的快速发展出现在60年代。相继出现了函数发生器，模拟电子技术。但是由于其结构很复杂，产生的波形较单一，模拟电路时存在较大的偏差，输出的波形不稳定，在当时价格昂贵，且功耗大等缺点，并没有大规模的用于生产生活中。70年代后出现了微处理器，并依据数模转换从而使得信号发生器的功能得到了扩大，从而可以产生了相对复杂的波形。

伴随现代电子的快速发展，数字化技术得到了广泛的应用，从而使得数字信号处理慢慢的取代了模拟信号处理，并且使信号的精准度和处理速度不断的提高，从而克服了模拟信号的许多缺点，因此数字信号发生器得到了迅速的发展。如今，直接数字合成技术就是信号发生器的基础。移相信号发生器是信号源的重要组成部分在数字集成电路的发展迅猛下，产生了DDS技术，既直接数字频率合成技术。该技术在相对带宽，相位连续性，高分辨率等性能指标超过了传统。

现在，大规模的可编程逻辑器的相继试验使用，加之成熟完善的嵌入式处理核，使得数字信号进入了快速发展时期。数字信号发生器的设计分为两点，一是运用微处理器加特定的信号发生器芯片，二是以FPGA为基础的可编程嵌入式的系统方式。现在得数字信号发生器的设计基本上是以此理念来设计的。

在设计中，控制电路由相位累加器来构成，然后波形转换输出。本系统采用FPGA编程器件，发挥其特性，并依据设计需要，实现不同频率的信号输出，再加上运用编程，嵌入程序代码，经过仿真，可以得到相应的仿真图，并得到相应的移相信号，从而实现移相信号发生器的设计。

2  DDS的基本理论

DDS是一项采取直接数字频率的合成技术，依附数字集成电路及计算机发展，基本原理是将波形数据先存储起来，通过频率控制，使得相位累加器从存储器中读出波形数据。信号发生器的稳定度与精确度可以与基准频率保持一致，而且能够在相对较宽的频率内进行精准的频率调换。采取此方式设计的信号源不仅可工作于调制电路，还可输出相应的波形。直接数字频率合成根据相位概念，直接对正弦的信号进行抽样，得到相应不同的相位。通过数模转换与低通滤波后使得输出频率合成。这种频率合成方法可以获得分辨率精度极高的频率和相位，而且具有高集成度的结构。

2.1  DDS的结构与特点

2.1.1  DDS的结构

DDS主要由相位累加器、同步寄存器、相位调制器、正弦ROM查找表、幅度调制器、D/A转换器、低通滤波器组成。DDS发生频率、相位能操控的正弦波。频率累加器将输入信号累加，产生频率可控的数据M。读出的数据送入低通滤波器和D/A转换器恢复实际波形。在系统中，DDS输出波形的频率和相位由频率控制字M和相位控制字控制。系统的核心是相位累加器，包含累加器和N位相位寄存器。一个时钟脉冲产生，相位寄存器则以M步长增加。相位寄存器的输出与相位控制字相加，可作为查找表的地址。ROM 查找表中储存着一个完整周期的正弦波数字幅度信息，每个地址对应正弦波中O到360度范围中的一个相位点。ROM查找表把输入的地址信息映射成正(余)弦幅度信号，同时输出数模转换器的输入端，低通滤波器(LPF)模拟信号接收，能够产生一个频谱纯净的正(余)弦波，从而实现正弦波信号的产生。

图2-1 DDS的基本组成图

2.1.2  DDS的特点

对比于传统方法的优越性就是DDS的频率分辨率在相位累加器的位数N足够大时，理论上可以得到对应的分辨精度。DDS是由全数字结构组成，没有反馈环节的开环系统，所以运行速度极快，一般是纳秒级别。时钟的相位特性是DDS的相位误差的主要依附点，相位的误差很小。DDS连续变化的相位，良好的频谱信号，对于传统的直接频率合成方法而言，是无法实现的。DDS采取了全数字结构，所以DDS技术相比于直接模拟频率合成和间接频率合成来说有很多优点。DDS是一组存储单位，将存储输出波形数据，经过控制电路，按一定的比率和周期转换波形数据，然后送到D/A转换器转换成相应的模拟信号。由于计算机控制系统被硬件电路取代，AWG产生高稳定度的信号输出。如果需要更新输出信号，不改变任何的电路和元件，只需要在内存中重写波形数据存储，微处理器可以免受信号输出的负担。文献综述