小梅哥-DDS原理和代码

一.DDS是什么？

DDS（Direct Digital Synthesis）：是一种信号产生器。

二.DDS公式原理及结构图

2.1频率控制字控制输出频率的原理

DDS主要通过频率控制字（FWORD）和相位控制字（PWORD）来对信号的频率和相位进行改变。输出频率的公式为,其中B是FWORD,Fclk为系统时钟。公式这么写的原理推导如下：

 2.2相位控制字控制输出相位的原理

由DDS结构图可知频率控制字对频率进行改变后，将其和相位控制字进行了相加，然后通过相位控制字的值改变输出波形相位。原理如下：

三.代码部分及其详细解释

1.  
   module DDS(
2.  
   clk,
3.  
   reset,
4.  
   Fword,
5.  
   Pword,
6.  
   data
7.  
   );
8.  
   input clk;
9.  
   input reset;
10.  
    input [31:0]Fword;//取32位是因为想让频率范围调整范围变大，对应2的32次方。
11.  
    input [11:0]Pword;//采样点是4096个，所以需要0-4095位，4095就需要12位。
12.  
    output [13:0]data;//输出是14位，因为数模转换模块是14位的。
13.  
    reg [31:0]Fword_r;
14.  
    reg [11:0]Pword_r;
15.  
    reg [31:0]Freg_acc;
16.  
    reg [11:0]Rom_addr;
17.  
    ROM ROM(
18.  
    .clka(clk),
19.  
    .addra(Rom_addr),
20.  
    .douta(data)
21.  
    );
22.  
    //频率控制字的寄存器
23.  
    always@(posedge clk or posedge reset)
24.  
    if(!reset)
25.  
    Fword_r<=0;
26.  
    else
27.  
    Fword_r<=Fword;
28.  
    //相位控制字的寄存器
29.  
    always@(posedge clk or posedge reset)
30.  
    if(!reset)
31.  
    Pword_r<=0;
32.  
    else
33.  
    Pword_r<=Pword;
34.  
    //相位累加寄存器
35.  
    always@(posedge clk or posedge reset)
36.  
    if(!reset)
37.  
    Freg_acc<=0;
38.  
    else
39.  
    Freg_acc<=Freg_acc Fword_r;
40.  
    //波形地址获取
41.  
    always@(posedge clk or posedge reset)
42.  
    if(!reset)
43.  
    Rom_addr<=0;
44.  
    else
45.  
    Rom_addr<=Freg_acc[31:20] Pword_r;
46.  
     
47.  
    endmodule

代码中的Rom_addr<=Freg_acc[31:20] Pword_r;中Freg_acc[31:20]取前12位的原因如下：

四.疑惑与问题

小梅哥在testbench验证输出频率是否正确时使用的公式是（其中的2^N是指采样点数）小梅哥视频使用的正弦信号采样点是4096（2^12），但是在计算时确把2^N带入2^32次方，这是为什么？

解答：

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