基于DDS的信号发生器

1、基于DDS的信号发生器C O N T E N T S目目 录录DDS简介01总体方案设计02硬件部分03软件部分04实验结果与分析051SECTIONDDS简介常见的信号发生器方法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

2、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。DDS信号发生器的优点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芯片芯片AD9850

3、内部结构内部结构图2 AD9850内部结构频率控制字的计算频率控制字的计算 DDS输出合成信号频率fo与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 11.2523605 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

4、装载方式。2SECTION总体方案设计系统结构框架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3SECTION硬件部分单片机与单片机与AD9850的连接方式的连接方式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

5、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键盘接口图5 键盘接口电路显示模块接口显示模块接口图6 显示模块接口电路4SECTION软件部分软件流程软件流程图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。5SECTION实验结果与分析产生波形产生波形图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。参考文献参考文献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,201