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打工人日报#20250916

今天同事夸我越来越好看,都有点蒙了,哈哈哈。

今天和同时沟通怎么写功能的事情,我表达了我的需求,他表示还是想要我写,要是以前感觉都会生气了,但是今天没有,首先是他表达得很清楚,其次这确实是一个小问题,可以很快搞定,但是今天他清晰的表达,我有点震惊!值得学习。

知识点

DDS

直接数字频率合成(Direct Digital Frequency Synthesis,DDS)是一种基于数字信号处理技术的频率合成方法,自 20 世纪 70 年代提出以来,凭借其高频率分辨率、快速频率切换速度以及相位连续性等优势,在众多领域得到了广泛应用。

DDS 基本原理

DDS 的核心思想是通过数字计算和存储来合成所需的波形信号,主要由相位累加器、波形存储器(ROM)、数模转换器(DAC)和低通滤波器(LPF)组成。

  • 相位累加器:由加法器和寄存器构成。在每个时钟周期,相位累加器将频率控制字(Frequency Control Word,FCW)与当前的相位值相加,得到新的相位值。例如,假设相位累加器为 32 位,系统时钟频率为 fclk​,频率控制字为 K,则相位增量为 K×2322π​ 。相位累加器的输出反映了信号的瞬时相位,随着时钟不断累加,相位值呈线性增长。当相位值超过 2π(对应于相位累加器溢出)时,就完成了一个信号周期。
  • 波形存储器(ROM):根据相位累加器输出的相位值作为地址,从预先存储各种波形(如正弦波、方波等)数字化幅度值的波形存储器中读取相应的幅度值。例如,对于正弦波,将一个周期的正弦波幅度按照一定的量化精度进行离散化处理,存储在 ROM 中。若相位累加器输出的地址为 n,则从 ROM 中读出对应地址 n 的正弦波幅度量化值 An​ 。
  • 数模转换器(DAC):将从波形存储器读出的数字幅度值转换为模拟电压信号。DAC 的位数决定了输出模拟信号的量化精度,例如 12 位的 DAC 可将数字信号转换为 212=4096 个不同的模拟电平。
  • 低通滤波器(LPF):对 DAC 输出的阶梯状模拟信号进行平滑处理,滤除高频分量,得到连续、光滑的模拟波形信号。因为 DAC 输出的信号包含高频的量化噪声和镜像频率成分,LPF 的截止频率通常设置在略高于输出信号频率,以保留有用信号,抑制高频杂散。

DDS 关键特性

  • 高频率分辨率:频率分辨率 Δf 取决于系统时钟频率 fclk​ 和相位累加器的位宽 N,计算公式为 Δf=2Nfclk​​ 。例如,当系统时钟频率为 100MHz,相位累加器位宽为 32 位时,频率分辨率可达 232100×106​≈0.023Hz 。这使得 DDS 能够产生非常精细的频率变化,适用于需要精确频率控制的应用场景,如通信系统中的本振信号生成。
  • 快速频率切换速度:DDS 通过改变频率控制字即可实现频率的快速切换,切换时间主要取决于相位累加器和波形存储器的响应速度,通常可在纳秒级完成频率切换。这种快速切换特性在跳频通信、雷达信号处理等领域具有重要应用,能够快速改变信号频率以适应不同的通信或探测需求。
  • 相位连续性:在频率切换过程中,由于相位累加器的连续性,DDS 输出信号的相位保持连续。这一特性在一些对相位敏感的应用中至关重要,如相干通信系统,能够保证信号在频率切换时不会产生相位突变,从而避免信号失真。

DDS 应用领域

  • 通信领域:在现代通信系统中,DDS 广泛应用于射频(RF)前端,作为本地振荡器(LO)产生高精度、快速切换频率的信号。例如在软件定义无线电(SDR)中,DDS 能够根据不同的通信协议和频段要求,灵活生成所需的本振信号,实现信号的调制、解调、变频等功能。此外,在卫星通信、蜂窝移动通信等系统中,DDS 也用于产生稳定的载波信号和频率合成信号。
  • 雷达系统:DDS 为雷达系统提供高精度的发射信号和灵活的频率调制信号。例如在脉冲多普勒雷达中,通过 DDS 产生线性调频(LFM)信号,利用其高频率分辨率和快速频率切换特性,实现对目标的精确探测和速度测量。同时,DDS 还可用于雷达的频率捷变技术,增强雷达的抗干扰能力。
  • 仪器仪表:在各类电子测量仪器中,如信号发生器、频谱分析仪、网络分析仪等,DDS 作为核心部件产生各种标准测试信号。例如函数信号发生器利用 DDS 技术能够生成多种高精度的波形信号,满足不同电路和系统的测试需求。频谱分析仪中的本振信号也常由 DDS 实现,以提供稳定、可精确调谐的参考信号,实现对输入信号的准确频谱分析。

阅读

《小米创业思考》
第八章 和用户交朋友 读完
明天开始下一章
在这里插入图片描述

感恩

今天贮备准备再看一下FPGA,发现现在资料真的相当齐全呀,感谢各位大神!

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