Vivado的DDS IP核使用以及混频操作

Posted 2022-02-05 Linest-5

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了Vivado的DDS IP核使用以及混频操作相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

DDS的IP核使用以及混频操作

本实验要完成利用vivado中的DDS IP核对两个正弦波进行混频，实现数字下变频或者上变频。

本实验基于Vivado2018.2实现。

DDS原理：

DDS信号发生器采用直接数字合成，英语名Direct Digital Synthesis,简称为DDS。把信号的发生器的频率稳定度,准确度提到与基准频率相同的水平，并且可以在很宽的频率范围内进行精细的调节。也就是说它对的误差很小与基准频率之间的误差很小。可以工作在调制状态。可以产生任意波形。

DDS技术是根据奈奎斯特取样定律，从连续信号的相位出发，将正弦信号取样，编码，量化，形成一个正弦函数表，存在EPROM中，合成时，通过改变相位累加器的频率字来改变相位增量，也就是我们所称的步长。相位增量的不同导致一个周期内取样点的不同，在时钟频率即采样频率不变的情况下，通过相位的改变来改变频率。

奈奎斯特采样定理：

奈奎斯特采样定理解释了采样率和所测信号频率之间的关系。阐述了采样率fs必须大于被测信号最高频率分量的2倍。该频率常常被称为奈奎斯特频率fn。

DDS的结构图：

相关参数的说明：

假设位宽为8，则可以表示2的8次方个数，就可以把一个周期的2pi分成256份，频率分成256份也就是分辨率，每一次的jump size即为每一次能够跨过几个点，即可算出输出频率的大小。

Vivado设计部分：

实验目的：用两个DDS分别产生4MHZ和5MHZ的正弦波，再用混频器IP，对两列正弦波进行混频处理，仿真看结果。

创建工程，创建新的BD，添加DDS IP核，点开DDS IP核设定其参数

①系统时钟：根据板子的时钟设定，zedboard设定为50MHZ；

②通道个数：一个；

③参数挑选：选择系统参数；

动态范围为45，计算方法：输出8位宽能表示最大为255，则其动态范围为：20*log255=48db，因此其动态范围为0-48，设定为45是可以的；

分辨率为0.4；计算方法：相位位宽为27（phase width），根据分辨率的计算方法：时钟除以2的27次方，即约等于为0.4。

设定为正弦波。

输出波频率为4MHZ。其余的参数设定保持默认即可。

同样的方法，添加一个频率为5Mhz的DDS即可，只需复制粘贴，改下频率即可。

添加混频器 IP（multiplier）

设定参数：

输入选择项：

都设定为手动调整（manual），并设定为有符号的：signed，两路输入位宽都为8，使用user LUTs、speed optimized

输出和控制项：

输出位宽为0-15，共16位，其余保持默认即可。

再将对应的线连接好。如图

保存生成顶层文件。

并打开顶层文件右击模块名生成testbench文件，稍加改动保存即可。

module tb_dds_mix_wrapper();
	
	reg clk;
	initial begin
		clk = 0;
		forever #(10) clk = ~clk;
	end

	// (*NOTE*) replace reset, clock, others

	//wire [7:0] M_AXIS_DATA_0_tdata;
	//wire       M_AXIS_DATA_0_tvalid;
	wire      		 	aclk_0;
	wire	[15:0]		P_0;
	assign aclk_0 = clk;

	dds_mix_wrapper inst_dds_mix_wrapper
		(
			//.M_AXIS_DATA_0_tdata  (M_AXIS_DATA_0_tdata),
			//.M_AXIS_DATA_0_tvalid (M_AXIS_DATA_0_tvalid),
			.P_0(P_0),
			.aclk_0               (aclk_0)
		);
endmodule

仿真环节