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1、直接数字合成函数发生器设计的影响函数发生器已经存在了很长一段时间。假以时日，这些工具已经积累了一长串的功能。开始只是几个旋钮设置的振幅和频率的正弦输出，函数发生器现在提供更宽的频率范围内，校准的输出电平，各种波形，调制模式，计算机接口，和在某些情况下，任意函数。添加到函数发生器的许多功能复杂的设计，并增加了他们的成本。有机会熟悉的函数发生器使用直接数字合成（DDS）进行大刀阔斧的重新设计。DDS的频率分辨率和提供卓越的允许直接执行频率，相位和幅度调制。这是“上涨”函数发生器的功能，现在都在一个干净的，根本的办法处理DDS。直接数字频率合成许多的DDS的概念中示出的方式，产生一个正弦波。下图显示
2、了一个简单的DDS函数发生器的框图。正弦函数被存储在一个RAM表。由DAC数字正弦RAM的输出被转换为一个模拟正弦波。出现在DAC输出通过一个低通滤波器，提供一个干净的正弦波输出过滤的步骤。正弦波的频率依赖于地址RAM表被改变的速率。地址由添加一个常量，存储在的相位增量寄存器（PIR），相位累加器。一般，相加的速率是恒定的，并且通过改变在PIR的数目被改变的频率。频率分辨率取决于在PIR的比特的数目。如果PIR，加法器，和相位累加器的支持48位增加，那么分数频率分辨率是其中的一部分在247，或约11014。这意味着一个48位的DDS发生器可以提供比1Hz分辨率的10 MHz输出。有一些细节需要
3、加以解决，以了解DDS在此应用程序。关于采样率，RAM大小，分辨率DAC，滤波器的特性，和频谱纯度的输出必须回答的问题。简单的DDS函数发生器 过滤器下面的曲线图中示出了低通滤波器的传递函数。正如我们已经看到的那样，必须通过过滤器的最高频率，我们希望生成（FMAX），但必须从它的阻带FS-FMAX。陡峭的滚降滤波器的阻带衰减高是很难建立。在这种权衡时，会出现一个合理的妥协FMAX= FS/ 3。这使得过滤器的一个倍频程过渡频带。需要什么样的阻带衰减？这取决于杂散分量的输出规范。一个典型的规范函数发生器的应用将是-70 dBc的。考尔（椭圆型）过滤器，这个应用程序是一个不错的选择。他们有快速的过
4、渡频带，并可以设计成带有在通带内纹波非常低。这样做的规范。例如会见了由第九度考尔过滤器。贝塞尔滤波器考尔过滤器的CW应用程序的最佳选择，任意波形产生，他们是不可用的。在时域，考尔过滤器有一个非常讨厌的过冲。一个更好的选择，任意波形（或坡道三角形）是贝塞尔滤波器。贝塞尔滤波器具有更慢的滚降的考尔滤波器相比时，但它是近相线性。分散体中的相位线性滤波器的缺乏将保留的脉冲形状，并防止任何振铃时间域。第七程度，与贝塞尔滤波器的-3 dB截止为fc= fs / 4的，是一个不错的选择过滤的任意波形。这个过滤器会表现出输出上升时间0.35/fc。DAC和RAM的要求大，速度快的RAM和高速，高分辨率DAC提
5、出一个可行的技术DDS函数发生器应用程序。有多大，速度有多快，什么决议需要吗？正如我们已经看到的那样，最大实际输出频率fs的/ 3。所以，DDS相位累加器，公羊，和DAC运行在3倍的最大所需的输出频率。DAC的分辨率取决于杂散分量规范的输出（或所需的任意波形分辨率）。该DAC的量化误差和非线性导致杂散输出。为了得到一个粗略的幅度的寄生频率分量，实现之间的实际输出的DAC和差所需的正弦值是这些寄生输出源组件。因此，一个12位DAC，这是线性的，单调2个最低有效位，将有一个部分的顺序的输出上的错误2048，或约-66分贝。短RAM表是另一种方式得到错误的值了的DAC。为了避免相位量化噪声“，两个位
6、地址的RAM比位的DAC。扩展频率范围可延展的各种技术的DDS输出的频率范围内。根据所使用的技术，可能会丢失一些优势的DDS。正如与更传统的频率合成器，DDS输出可以增加一倍，与其它固定源混合，或使用一个锁相环内作为参考。调制技术调制源时，需要的力量与优雅的DDS是最明显的。输出的频率可以改变想要的任何频率从直流到fmax的，通过简单地改变相位增量register.The，下图中的数字（见下页）示出的DDS相位累加器具有可编程的调制功能的框图。此相位累加器，它已被优化的函数发生器的应用，有两个相位增量寄存器：PIRA和PIRB。一个48位宽的多路PIRS在一个时钟周期之间的切换。调制处理器可以
7、修改被动红外的速度高达10百万字节每秒，填补一个PIR，而另一个是用作输入到加法器。复杂的调制方案可被存储在调制RAM。此RAM包含操作码和数据调制处理器。这款处理器的频率扫描说明操作。当编程的对数频率扫描，高达4000个离散的频率列表存储在调制RAM的主机系统。调制处理器修改PIRA加法器使用PIRB反之亦然。更复杂的调制方案可被存储，如频率调制由任意的函数，线性或对数扫描，跳频，等相位调制是很容易做到通过编程PIRA与标称频率，并使用PIRB，其中包含的标称相位增量加上任何所需的相移，对于一个单一的时钟周期。宽的频率或相位偏差是没有问题的。任何相位或频率一跳可以被编程，并在一个单一的时钟周
8、期中执行。由于被动红外可能非常快速地进行修改，调制频率高达几百千赫是可能的。事实上，任意的调制方案可以被存储。这功能允许函数发生器，用于调制解调器测试，通信，比特错误率判定等。调幅输出波形的振幅调制的方法有两种。要么从RAM或模拟输出从DAC的数字输出可以乘以所需的幅度。的是后一种方法更好的函数发生器，所以，无论是内部或外部源可用于振幅调制。任意函数DDS体系结构的一个最直接的好处是，任意波形生成以及免费的。波形RAM中存储的正弦表，而是任意的值的列表被保存。相位累加器被编程到步骤通过所存储的值，一次一个地，通过输出DAC回放所需的波形。DDS的任意波形功能简化了生成其他的标准的波形函数发生器
9、中的任务。斜波，锯齿波，甚至高斯白噪声可能产生的更改列表中的值波形RAM。相位累加器必须设计以支持所需的任意波形的某些模式。可以改变的速率RAM检索值，通过简单地使用不同的PIR值。然而，变量记录长度，触发功能，以及环绕寻址是独一无二的任意函数产生。正如前面所提到的，一个贝塞尔滤波器所需的任意波形生成。贝塞尔滤波器的DAC输出平滑的步骤。随着-3 dB截止频率，FC，FS /4，输出将显示一个0.35/fc控制的上升时间过冲。方波方波是一种特殊情况下的DDS。有人可能会认为可产生方波，通过加载+1和-1into波形RAM。事实上，他们就可以了，但与不幸的限制，方波的边缘必须是与DDS采样时钟同
10、步。此限制将极大地限制了可用的频率分辨率：尤其是在高频率。输出放大器在DDS函数发生器的输出放大器，用于必须满足一些严格的要求。为了保存在任意模式中产生的波形，放大器必须具有宽且平坦的通带内，并表现出的相位以及过去的贝塞尔滤波器的截止频率的线性响应。放大器的带宽也决定输出的方波的上升时间。在这里，一个性能非常好的（线性相位）衰减来防止超过方波输出。最后，输出放大器必须能够驱动10 Vpp输入50 负载，满足失真和解决规范，并加以保护，防止短路或连接到外部电源。输出放大器应具有50的输出阻抗的输出电平设置无关。要产生的信号电平低，大多数函数发生器输出衰减器。衰减器允许的输出放大器的输出电平，以便
11、在有限范围内的失真和信号 - 噪声比保持恒定的输出电平被改变。浮动发电机许多应用程序要求的函数发生器可以提供一种信号的负载物的未接地参考。即使负载名义上的浮动发电机的输出地为参考，将提供一个更清晰的信号，因为系统接地回路消除。重要的是，发电机的输出屏蔽下都处于漂浮情况，即使该函数发生器连接到GPIB控制器，或者如果一个外部频率参考连接到仪器上。毕业设计(论文)外文资料翻译Low Frequency and High Accuracy Sine Signal Generator Based on DDS系 别： 电子信息系 专 业： 通信工程 班 级： B090310 姓 名： 雷 智 强 学 号： B09031008 外文出处： Direct Digital Synthesis 附 件： 1. 原文； 2. 译文 2013年05月
