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1、基于DDS的信号发生器,CONTENTS,目 录,1,SECTION,DDS简介,常见的信号发生器方法,采用传统的频率合成的方法直接产生所需要的波形,利用混频、滤波、分频及倍频等 技术老实现。但是采用这些中间技术使得直接频率合成器需要使用很多石英晶体， 电路环路多，使得结构复杂，容易产生杂散信号，合成信号频谱纯度不高。,锁相环路法，可产生频率较高的信号、频率在一定范围内可调。但是锁相环是一个 惰性环节，锁定时间影响频率转换时间，输出频率间隔与转换速率之间相互制约。,DDS是数字直接式频率合成，相对带宽较宽，频率转换时间短，频率分辨率高，全 数字化便于集成，可以实现不同相位、波形的任意波形。,D
2、DS信号发生器的优点,频率分辨率高,频率转换速率快,体积小，功耗低，可靠性高,相位具有连续性,调制过程简单,相位噪声及漂移量低,DDS基本原理,其中相位累加器的字长为N，波形存储器ROM数据位及D/A转换器的字长为D。相位累加器在fc的控制下以步 长K作累加，输出的 N 位二进制码与相位控制字P、波形控制字W相加后作为波形ROM的地址，从相应的 ROM单元中输出D位的幅度码S（n）经D/A转 换器变成阶梯波S（t），最后通过低通滤波器滤波后就得到 合成的信号波形。,图1 DDS基本原理图,DDS芯片AD9850内部结构,图2 AD9850内部结构,频率控制字的计算,DDS输出合成信号频率fo与
3、其输入的参考时钟频率fc成正比，设波形存储器ROM的地址为N位， 频率控制字为K，则：,输出信号的频率分辨率为：,由奈奎斯特采样定理可知,DDS输出的最大频率为：,频率控制字可由以上公式推出：,相位控制字的计算,AD9850用5位数据控制相位，所以相位控制的精度为 ,根据需要，设置不用的 相位控制字就可以实现相位的控制，关系如下表,AD9850的40位控制字32位用于控制频率，5位控制相位，1位控制电源休眠，2位用于选择工作 方式。这40位控制字可以使用串行或者并行的装载方式。,2,SECTION,总体方案设计,系统结构框架,系统组成框图如图3所示，本系统的设计是基于直接数字频 率合成技术，采
4、用52系列单片机 控制DDS芯片AD9850，通过键盘 模块作为输入设备改变AD9850的频率控制字以产生频率 可调的信 号；同时利用LCD液晶模块作为输出设备显示输入信号的频率从而 验证输出结果 的正确性。,图3 系统结构框图,3,SECTION,硬件部分,单片机与AD9850的连接方式,AD9850的40位频率/相位控制字以并行的方式可以提高运行速度，在并行的方式下连续输入 5次数据，每次输入8位，将40位频率/相位控制字送入器件。单片机通过数据锁存器和控制锁 存器来实现对AD9850的控制。,图3 单片机与DDS芯片连接方式,键盘接口,图5 键盘接口电路,显示模块接口,图6 显示模块接口
5、电路,4,SECTION,软件部分,软件流程,图7 软件流程图,本系统软件由主程序模块、信号产生模块、键盘模块及LCD显示模块构成。,5,SECTION,实验结果与分析,产生波形,图8 500Hz方波,图9 2MH正弦波,图10 2ASK调制波形图,图11 频偏10KHz的FM波形,实验结果与分析,该信号源能产生100Hz20MHz的正弦波、方波，频率可通过 键盘任意输入而且可在LCD上 显示频率值从而验证产生波形的正确 性。测试数据如表1所示：,表1 测试数据表,通过上表计算可得频率误差为：1Hz，由此可见利用DDS技 术设计实现的程控信号源可以 产生所需要的信号波形，并且具有精确的频率。,
6、参考文献,1冉兴萍,高阳. 基于DDS的程控信号源的设计J. 电子世界,2016,18:122-123. 2产新忠,郁略,杨静等.基于9850的可编程信号发生器的设计J. 计算机测量与 控制,2006,14(9):1272-1274. 3任艳玲.基于AD9850的多功能信号源设计J.电子科技,2015,28(6): 179-182. 4林万荣.基于AD9850的DDS信号发生器系统设计与实现J.中国有线电视, 2015(11):1286-1290. 5宋蕊. 基于DDS的任意波形信号发生器D.河北工程大学,2012. 6张志运. 一种简易数字波形存储器的实现J. 国外电子元器件,2003,07:7-9.,
