基于DDS原理构建函数发生器实用教案

1、第1页利用利用 DDS DDS 原理构建原理构建(u jin)(u jin)的函数的函数发生器发生器( DDS : Direct Digital Frequency Synthesis ) 1、DDS 与基于 PLL 的频率合成器相比具有简便、精确、快速、廉价和灵活等优点。 2、DDS 的基本工作原理：以数控振荡器的方式产生频率、相位可控制的任意函数(hnsh)波形。 3、DDS 的基本组成：包括基准时钟、频率累加器、相位累加器、幅度 / 相位转化器、D/A转换器和低通滤波器等。概述概述(i (i sh)sh)：第1页/共22页第一页，共23页。第2页基于基于(jy) DDS (jy) DDS

2、 原理的原理的正弦波发生器框图正弦波发生器框图基本基本(jbn)(jbn)关系式：关系式：频率分辨率：频率分辨率：全全加加器器XYDAC寄寄存存器器波波形形(b(b xxn)n)数数据据存存储储器器时钟发生器时钟发生器控制逻辑控制逻辑频率基准频率基准FclkFout频频率率设设定定第2页/共22页第二页，共23页。第3页波形数据访问示意波形数据访问示意YX此处地址此处地址(dzh)(dzh)溢出溢出波型取样波型取样(qyng)(qyng)点点max第3页/共22页第三页，共23页。第4页DDS有关有关(yugun)计算公式计算公式 第4页/共22页第四页，共23页。第5页“串行进位串行进位(j

3、nwi)” 2-Bit 加加法器法器第5页/共22页第五页，共23页。第6页Module dds;X=.x.;a0_1,a1_1,b0_1,b1_1,c1_i,z0_1,z1_1,c1_o pin;TEST_VECTORS(c1_i,b1_1,b0_1,a1_1,a0_1-c1_o,z1_1,z0_1);0,0,0,0,0-X,X,X;0,0,0,0,1-X,X,X;0,0,0,1,0-X,X,X;0,0,0,1,1-X,X,X;0,0,1,0,0-X,X,X;0,0,1,0,1-X,X,X;0,0,1,1,0-X,X,X;1,1,0,1,0-X,X,X;1,1,0,1,1-X,X,X;1,1

4、,1,0,0-X,X,X;1,1,1,0,1-X,X,X;1,1,1,1,0-X,X,X;1,1,1,1,1-X,X,X;END“串行进位串行进位” ” 2-Bit 加法器加法器时序仿真时序仿真第6页/共22页第六页，共23页。第7页Module dds;c,X=.c.,.x.;a0_1,a1_1,z0_1,z1_1,clk pin;TEST_VECTORS(clk,a1_1,a0_1-z1_1,z0_1);c,0,0-X,X;c,0,0-X,X;c,0,1-X,X;c,0,1-X,X;c,0,1-X,X;c,0,1-X,X;c,0,1-X,X;c,0,1-X,X;END2-Bit 累加器及其

5、仿真累加器及其仿真(fn zhn)第7页/共22页第七页，共23页。第8页具有强制复位具有强制复位(f wi)和和BFSK调制功能调制功能的的 “ “串行进位串行进位” ” 12-Bit 频率累加器频率累加器第8页/共22页第八页，共23页。第9页64K（8K 8）电可擦除）电可擦除（EEPROMs）AT28c64管脚及其管脚及其“读读”时序时序(sh x)第9页/共22页第九页，共23页。第10页数字信号到模拟信号的转换数字信号到模拟信号的转换(zhunhun) “ “权电流权电流” ” DAC基本原理基本原理IR=VREF / RIR / 21 IR / 22 IR / 28 Data =

6、( 0255 )10b0b5b6b7IO第10页/共22页第十页，共23页。第11页8-Bit 数模转换器数模转换器DAC0832DAC0832第11页/共22页第十一页，共23页。第12页DAC0832 DAC0832 单缓冲单缓冲(hunchng)(hunchng)接法及其简接法及其简化时序化时序VCC (+5V)片选片选 CS写入写入 WRDATACSWR第12页/共22页第十二页，共23页。第13页低通低通滤波器滤波器（LPF）计算公式计算公式 +R1R2C1C2第13页/共22页第十三页，共23页。第14页实际实际(shj)使用的三阶低通滤使用的三阶低通滤波器波器第14页/共22页第

7、十四页，共23页。LPF频率特性频率特性 第15页第15页/共22页第十五页，共23页。LPF频率特性频率特性 第16页第16页/共22页第十六页，共23页。第17页27-分频器分频器第17页/共22页第十七页，共23页。第18页基于基于(jy) DDS(jy) DDS原理的原理的FM / FM / PM PM 调制器框图调制器框图波波形形(b (b xnxn)数数据据存存储储器器寄寄存存器器控制控制(kngzh)(kngzh)逻逻辑辑时钟发生器时钟发生器频率基准频率基准FclkFofFn+1XYn第18页/共22页第十八页，共23页。第19页一、技术指标（基本要求）：一、技术指标（基本要求）

8、： 1 1、输出波形：正弦函数（、输出波形：正弦函数（5V/p-p5V/p-p） 2 2、输出频率：、输出频率：100Hz100Hz100KHz100KHz 3 3、分辨率：、分辨率：100Hz100Hz 4 4、数字键盘设定：频率、数字键盘设定：频率 5 5、显示、显示(xinsh)(xinsh)：频率：频率二、技术指标（发挥提高）二、技术指标（发挥提高） ： 1 1、产生、产生100Hz100Hz20KHz20KHz的三角波、方波、锯齿波的三角波、方波、锯齿波 （含（含5 5次谐波）次谐波） （5V/p-p5V/p-p） 2 2、数字键盘设定：频率、波形代码、数字键盘设定：频率、波形代码

9、3 3、显示、显示(xinsh)(xinsh)：频率、波形：频率、波形 4 4、如何优化系统，提高综合性价比？、如何优化系统，提高综合性价比？ 5 5、给出、给出BFSK BFSK 或或 BPSK BPSK 调制器的设计方案调制器的设计方案实验实验(shyn)(shyn)要要求求 第19页/共22页第十九页，共23页。第20页实验实验(shyn)(shyn)要要求求 系统基本要求系统基本要求(yoqi)(yoqi)结构：结构： 显示显示键盘键盘MCU频频率率数数DDS输出输出波形波形数据数据ROMROM第20页/共22页第二十页，共23页。第21页实验实验(shyn)(shyn)要求要求 系统发挥系统发挥(fhu)(fhu)提高结构：提高结构： 显示显示键盘键盘MCU频频率率数数DDS波形下载波形下载输出输出波形波形数据数据RAM第21页/共22页第二十一页，共23页。第22页感谢您的观看(gunkn)！第22页/共22页第二十二页，共23页。NoImage内容(nirng)总结第1页。利用 DDS 原理构建的函数发生器。2、DDS 的基本工作原理：以数控振荡器的方式产生频率(pnl)、相位可控制的任意函数