實現(xiàn)信號源常用的方法是頻率合成法，其中直接數(shù)字頻率合成法是繼直接頻率合成法和間接頻率合成法之后，隨著電子技術(shù)迅速發(fā)展的第三代頻率合成技術(shù)。DDS是一種全數(shù)字技術(shù)，它從相位概念出發(fā)直接合成所需頻率，它具有頻率轉(zhuǎn)換時間短，頻率分辨率高，相位變化連續(xù)，低相位噪聲和低漂移，易于集成、調(diào)整、實現(xiàn)正交輸出等優(yōu)點。近年來，DDS技術(shù)在頻率合成、通信、雷達(dá)、電子對抗、儀器測試等領(lǐng)域均有廣泛的應(yīng)用。目前專用的DDS芯片產(chǎn)生的信號波形、功能和控制方式固定，常不能滿足具體需要。現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA）器件具有規(guī)模大、工作速度快及可編程的硬件特點，并且開發(fā)周期短，易于升級，因此非常適用于實現(xiàn)DDS。
　　1 DDS的基本原理
　　DDS的結(jié)構(gòu)由相位累加器，相位調(diào)制器，波形存儲ROM和D／A轉(zhuǎn)換器組成，是Tierney，Rader和Gold于1971年提出。一個正弦信號發(fā)成器結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。相位累加器是整個DDS的核心，完成相位累加運算，它輸入的是相位增量B△θ。相位累加器每溢出一次，就代表輸出ROM內(nèi)的一個完整波形。相位調(diào)制器接收相位累加器的相位輸出。加上一個相位偏移量，用于信號的相位調(diào)制。正弦ROM查找表完成相位到幅度的轉(zhuǎn)換，它的輸入是相位調(diào)制器的輸出，也就是ROM的地址。
　　
　　fo為輸出頻率，fo的值由fclk和B△θ共同決定：fo=fclk×B△θ／2N。根據(jù)Nyquist采樣定律，最高的輸出頻率是時鐘頻率的一半，即fo=fclk／2。實際應(yīng)用中，一般取fo≤40％fclk。DDS的頻率分辨率△f用頻率輸入值步進一個最小間隔對應(yīng)的頻率輸出變化量來衡量，即△f=fclk／2N（默認(rèn)情況下，ROM存儲整個周期信號波形）。可見，△f越小，DDS輸出精度越高。
　　2 DDS精度改進方案
　　ROM查找表實際上是一個存儲了正弦信號抽樣點幅度編碼的只讀存儲器，將輸入的序列轉(zhuǎn)換為正弦信號的幅度編碼。ROM查找表地址位數(shù)M越靠近相位累加器的位數(shù)N，相位尋址時舍去的位數(shù)就越小，相位舍位誤差也就越小，但ROM表的大小會隨地址位數(shù)M的增加成指數(shù)遞增關(guān)系。因此，為了使用較小的ROM而滿足信號性能，必須采用優(yōu)化方法壓縮ROM。
　　2．1 正弦波特點
　　已知正弦波存在下面的關(guān)系：
　　
　　可見，［π，2π］區(qū)間的波形可以通過［0，π］區(qū)間波形轉(zhuǎn)化得到。進一步，由于［O，π／2］和［π／2，π］區(qū)間波形關(guān)于α=π／2對稱，則［π／2，π］，［π，3π／2］，［3π／2，2π］三個區(qū)間波形都可以通過［0，π／2］區(qū)間的波形轉(zhuǎn)化得到。
　　2．2 基于DSP Builder的ROM優(yōu)化方案
　　從上面對正弦波特點的分析可得出，查找表ROM中只存儲［O，π］或［0，π／2］區(qū)間的波形就可得完整周期的正弦信號。這樣就有效地利用了ROM存儲完間，提高了存儲效率。對于ROM中存儲［O，π］區(qū)間波形的情況，可以利用相位調(diào)制器輸出的最高位作為符號位，將正弦波合成到［0，2π］區(qū)間。而對于ROM中存儲［0，π／2］區(qū)間波形的情形，利用相位調(diào)制器輸出的次高位判斷象限，將正弦波合成到［O，π］區(qū)間；最高位作為符號位，將正弦波合成到［0，2π］區(qū)間。圖2給出了ROM中存儲［O，2π］，［0，π］，［O，π／2］區(qū)間波形時，用DSP Builder實現(xiàn)正弦信號發(fā)生器的系統(tǒng)模型。