本实用新型属于信号发生器领域，具体涉及一种DDS信号发生器。
背景技术：
目前，DDS类信号发生器都采用最基本的DDS方式产生的，如图1所示，其中频率控制字Freq_word是由外设处理器根据用户需求频率计算所得，相位累加器1用来对频率控制字Freq_word进行累加，相位寄存器2用来缓存累加的相位值，只读存储器(ROM)3内存储有所需波形数据数字化后的波形数据，一般为周期性的波形数据，且为一个周期的波形数据。只读存储器3的查询地址是相位寄存器2高截位的相位值。
由于FPGA内部的资源限制，一般相位寄存器2到只读存储器3的数据为10到16位。如果采用的是14位的数据，即ROM的深度为16K的情况下，假如需求频率低于Fsample/16384，ROM中的波形数据会存在一个点被多次连续读取的情况；而且在这种需求频率较低的情况下，对外围滤波要求较高，否则波形会形成阶梯状的波形输出，从而使波形不能满足指标需求。
技术实现要素：
针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种DDS信号发生器，用以解决现有技术中在需求频率较低的情况下，波形数据会存在一个点被多次连续读取的情况。
为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：
本实用新型中的一种DDS信号发生器，包括：相位累加器，相位寄存器，第一只读存储器，第二只读存储器，减法器，乘法器以及加法器，所述相位累加器将累加后的频率控制字发送给所述相位寄存器，由所述相位寄存器根据输出的相位值在第一只读存储器和第二只读存储器中分别查找第一波形数据以及第二波形数据，所述减法器计算得到第二波形数据与第一波形数据的差值并发送至所述乘法器，由所述乘法器将所述差值与所述相位寄存器中的相位值相乘并将结果进行右移得到小数值，所述加法器将所述小数值与所述第一波形数据相加得到波形输出数据。
上述DDS信号发生器，优选的，所述信号发生器还包括：数模转换器以及滤波器，所述波形输出数据经过数模转换器以及滤波器后输出。
上述DDS信号发生器，优选的，所述第一只读存储器以及第二只读存储器采用硬件存储器的双端口只读存储器。
上述DDS信号发生器，优选的，所述第二只读存储器比所述第一只读存储器地址值大一。
上述DDS信号发生器，优选的，所述第一只读存储器以及第二只读存储器的地址值是所述相位值的高位。
上述DDS信号发生器，优选的，所述乘法器将第一波形数据以及第二波形数据的差值与所述相位寄存器中的相位值的小数部分相乘。
上述DDS信号发生器，优选的，所述第二波形数据与第一波形数据的差值是带符号的差值。
上述DDS信号发生器，优选的，所述第一只读存储器以及第二只读存储器存储相同的值。
上述DDS信号发生器，优选的，所述波形输出数据是带符号的数据。
本实用新型的DDS信号发生器主要是解决了DDS在为了节省资源的情况下，解决了需求频率较低时，波形是非连续的，存在梯形输出的问题，从而降低外围滤波器的设计难度，提高波形质量。
附图说明
图1是现有技术中DDS信号发生器的结构示意图；
图2是本实用新型实施例所提供的DDS信号发生器的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细的描述。
本实用新型实施例提供一种DDS信号发生器，如图2所示，包括：相位累加器4，相位寄存器5，第一只读存储器7，第二只读存储器8，减法器9，乘法器10以及加法器11，所述相位累加器4将累加后的频率控制字发送给所述相位寄存器5，由所述相位寄存器5根据输出的相位值在第一只读存储器7和第二只读存储器8中分别查找第一波形数据以及第二波形数据，所述减法器9计算得到第二波形数据与第一波形数据的差值并发送至所述乘法器10，由所述乘法器10将所述差值与所述相位寄存器5中的相位值相乘并将结果进行右移得到小数值，所述加法器11将所述小数值与所述第一波形数据相加得到波形输出数据。具体的实施例中，相位寄存器5输出的相位值以48位为例，其中，相位值的高14位是第一只读存储器以及第二只读存储器的地址值，为整数部分，用以在第一只读存储器7和第二只读存储器8中分别查找第一波形数据以及第二波形数据；相位值低34位是相位数据，为小数部分。其中，第一只读存储器7和第二只读存储器8中所存储的值是同一个值，并且存储深度都为16384个数据。第一波形数据以及第二波形数据为波形相邻的两个数据值。通过减法器9将第二只读存储器8中的第二波形数据减去第一只读存储器7中的第一波形数据从而得到一个差值，且这个差值是有符号的数据。乘法器10接收所述第二波形数据和第一波形数据的差值，并将该差值和相位寄存器5中相位值的低34位进行乘法运算，并将结果进行右移得到小数值，得到的小数值即为小数部分在相位累加时波形小数部分的波形值的差值。具体到本实施例中，将相乘的结果向右移位34位，即除以2的34次方。较佳的，相乘的结果是带有符号的数据。最后，加法器11将所述小数值与第一只读存储器7中的第一波形数据相加得到最终的波形输出数据，较佳的，该波形输出数据也是带符号的。
本实用新型实施例所述的DDS信号发生器在不增加成本并且降低硬件设计难度的情况下，有效的保证了波形的质量，使波形数据每个时钟周期输出的数据都是变化的。
本实用新型实施例所述的DDS信号发生器，较佳的，所述信号发生器还包括：数模转换器以及滤波器，所述波形输出数据经过数模转换器以及滤波器后输出。通过外围滤波器，使得波形连续，谐波分量少的优点。
本实用新型实施例所述的DDS信号发生器，较佳的，所述第一只读存储器以及第二只读存储器采用硬件存储器的双端口只读存储器。第一只读存储器以及第二只读存储器可以通过FPGA中的硬件存储器(BRAM)生成双端口的ROM来同时实现，以节省成本。
本实用新型实施例所述的DDS信号发生器，较佳的，所述第二只读存储器比所述第一只读存储器地址值大一。具体的，第一只读存储器7和第二只读存储器8中所存储的值是同一个值，并且存储深度都为16384个数据。因此，当第二只读存储器比所述第一只读存储器地址值大一时，获取的第一波形数据以及第二波形数据为波形相邻的两个数据值。
本实用新型实施例所述的DDS信号发生器，较佳的，所述第一只读存储器以及第二只读存储器的地址值是所述相位值的高位。具体的，所述相位值的高位是用来存储只读存储器的地址值的，因此在本实用新型实施例中，通过相位寄存器5输出的48位的相位值中高14位来查找第一只读存储器以及第二只读存储器的地址以读取第一波形数据和第二波形数据。
由于本实用新型采用硬件存储器(BRAM)生成双端口的ROM，且没有增加外设成本，降低硬件设计难度的情况下有效的保证了波形的质量，使波形数据每个时钟周期输出的数据都是变化的，通过外围滤波器，波形连续，谐波分量少的优点。
本领域技术人员还可以了解到本实用新型实施例列出的各种说明性逻辑块(illustrative logical block)、单元和步骤可以通过电子硬件、电脑软件，或两者的结合进行实现。为清楚展示硬件和软件的可替换性(interchangeability)，上述的各种说明性部件(illustrative components)、单元和步骤已经通用地描述了它们的功能。这样的功能是通过硬件还是软件来实现取决于特定的应用和整个装置的设计要求。本领域技术人员可以对于每种特定的应用，可以使用各种方法实现所述的功能，但这种实现不应被理解为超出本实用新型实施例保护的范围。
本实用新型实施例中所描述的各种说明性的逻辑块，或单元都可以通过通用处理器，数字信号处理器，专用集成电路(ASIC)，或其它可编程逻辑装置，离散门或晶体管逻辑，离散硬件部件，或上述任何组合的设计来实现或操作所描述的功能。通用处理器可以为微处理器，可选地，该通用处理器也可以为任何传统的处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器也可以通过计算装置的组合来实现，例如数字信号处理器和微处理器，多个微处理器，一个或多个微处理器联合一个数字信号处理器核，或任何其它类似的配置来实现。
本实用新型实施例中所描述的方法或算法的步骤可以直接嵌入硬件、处理器执行的软件模块、或者这两者的结合。软件模块可以存储于RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM或本领域中其它任意形式的存储媒介中。示例性地，存储媒介可以与处理器连接，以使得处理器可以从存储媒介中读取信息，并可以向存储媒介存写信息。可选地，存储媒介还可以集成到处理器中。处理器和存储媒介可以设置于ASIC中，ASIC可以设置于用户终端中。可选地，处理器和存储媒介也可以设置于用户终端中的不同的部件中。
在一个或多个示例性的设计中，本实用新型实施例所描述的上述功能可以在硬件、软件、固件或这三者的任意组合来实现。如果在软件中实现，这些功能可以存储与电脑可读的媒介上，或以一个或多个指令或代码形式传输于电脑可读的媒介上。电脑可读媒介包括电脑存储媒介和便于使得让电脑程序从一个地方转移到其它地方的通信媒介。存储媒介可以是任何通用或特殊电脑可以接入访问的可用媒体。例如，这样的电脑可读媒体可以包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储、磁盘存储或其它磁性存储装置，或其它任何可以用于承载或存储以指令或数据结构和其它可被通用或特殊电脑、或通用或特殊处理器读取形式的程序代码的媒介。此外，任何连接都可以被适当地定义为电脑可读媒介，例如，如果软件是从一个网站站点、服务器或其它远程资源通过一个同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数字用户线(DSL)或以例如红外、无线和微波等无线方式传输的也被包含在所定义的电脑可读媒介中。所述的碟片(disk)和磁盘(disc)包括压缩磁盘、镭射盘、光盘、DVD、软盘和蓝光光盘，磁盘通常以磁性复制数据，而碟片通常以激光进行光学复制数据。上述的组合也可以包含在电脑可读媒介中。
本实用新型不局限于上述最佳实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。