基于DDS技术的任意波形发生器：全国电子设计大赛一等奖作品

"全国电子设计大赛的一等奖作品是一款基于DDS技术的任意波形发生器，由北京航空航天大学电子工程系的团队设计。该设备利用单片机和FPGA为核心，结合模拟电路，能够生成可调频率和幅度的任意波形。在设计过程中，团队考虑了三种不同的方案，最终选择了采用DDS技术，因为它可以实现快速频率变换，低相位噪声，以及较高的工作频率。然而，DDS技术也存在结构复杂、成本高和体积庞大的问题。为了优化波形质量，设计中还包括了幅度控制、液晶显示、二阶巴特沃兹低通滤波器和晶体管扩流电路等模块。" 全国大学生电子设计竞赛一等奖的项目是一个基于DDS（直接数字频率合成）技术的任意波形发生器。DDS是一种先进的信号产生技术，它通过在数字域内计算波形，然后通过数模转换器(DAC)将数字信号转化为模拟信号，实现频率和幅度的精确控制。在这个项目中，设计团队选择了单片机和FPGA作为核心处理器，因为它们可以提供必要的计算能力和灵活性。 方案选择方面，团队首先考虑了双数模转换技术，但由于无法满足0.1V的步进幅度控制要求，故未采用。接着，他们考虑了使用数控电位器，但因为其分挡数不足和实现复杂性而放弃。最后，团队选择了方案3，即利用DAC0832的内部电阻分压网络进行幅度控制，这种方法能够实现0.1V的步进调整。 在实现过程中，波形表生成和频率控制由单片机通过双口RAM操作，向FPGA发送指令来完成。数模转换部分，他们选用了DAC0832，其输出经过电流/电压转换，再通过电阻网络调整幅度。为了提升输出波形的质量，系统后级设计了二阶巴特沃兹低通滤波器，它可以有效地消除高频噪声和毛刺，确保输出的波形纯净。此外，还有液晶显示模块用于显示设置参数，以及晶体管扩流电路增强输出波形的带载能力。 这个项目展示了DDS技术在电子设计中的应用，以及如何通过巧妙的硬件和软件设计来克服技术挑战，实现高性能的波形发生器。这种设备在科研、教育和工业测试等领域都有广泛的应用价值。