DDS短波信號發生器
2013-03-04
系統工作原理：
給整個系統上電后,單片機啟動DDS、對LCD進行初始化，預置完畢后向單片機發出一應答.接著單片機讀取存儲芯片中作為系統緩存器的數據，送到LCD顯示，把LCD顯示的內容轉換為DDS的頻率數據，然后送給已經啟動DDS芯片，輸出相應的頻率。然后進入鍵盤掃描程序，判斷鍵盤按下，如有效鍵按下單片機則執行送顯示等。然后返回鍵盤掃描程序處于等候狀態。
在頻率合成（FS, Frequency Synthesis）領域中，常用的頻率合成技術有模擬鎖相環、數字鎖相環、小數分頻鎖相環（fractional-N PLL Synthesis）等，直接數字合成(Direct Digital Synthesis－DDS)是近年來新的FS技術。單片集成的DDS產品是一種可代替鎖相環的快速頻率合成器件。DDS是產生高精度、快速變換頻率、輸出波形失真小的優先選用技術。DDS以穩定度高的參考時鐘為參考源，通過精密的相位累加器和數字信號處理，通過高速D/A變換器產生所需的數字波形（通常是正弦波形），這個數字波經過一個模擬濾波器后，得到最終的模擬信號波形。如圖2所示，通過高速DAC產生數字正弦數字波形，通過帶通濾波器后得到一個對應的模擬正弦波信號，最后該模擬正弦波與一門限進行比較得到方波時鐘信號。
ＤＤＳ是一個開環系統，無任何反饋環節，這種結構使得ＤＤＳ的頻率轉換時間極短。事實上，在ＤＤＳ的頻率控制字改變之后，需經過一個時鐘周期之后按照新的相位增量累加，才能實現頻率的轉換。因此，頻率轉換的時間等于頻率控制字的傳輸時間，也就是一個時鐘周期的時間。時鐘頻率越高，轉換時間越短。ＤＤＳ的頻率轉換時間可達納秒數量級，比使用其它的頻率合成方法都要短數個數量級。 ?
（３）頻率分辨率極高
若時鐘ｆs的頻率不變，ＤＤＳ的頻率分辨率就由相位累加器的位數Ｎ決定。只要增加相位累加器的位數Ｎ即可獲得任意小的頻率分辨率。目前，大多數ＤＤＳ的分辨率在１Ｈｚ數量級，許多小于１ｍＨｚ甚至更小。 ?
（４）相位變化連續
改變ＤＤＳ輸出頻率，實際上改變的每一個時鐘周期的相位增量，相位函數的曲線是連續的，只是在改變頻率的瞬間其頻率發生了突變，因而保持了信號相位的連續性。
（５）輸出波形的靈活性
只要在ＤＤＳ內部加上相應控制如調頻控制ＦＭ、調相控制ＰＭ和調幅控制ＡＭ，即可以方便靈活地實現調頻、調相和調幅功能，產生ＦＳＫ、ＰＳＫ、ＡＳＫ和ＭＳＫ等信號。另外，只要在ＤＤＳ的波形存儲器存放不同波形數據，就可以實現各種波形輸出，如三角波、鋸齒波和矩形波甚至是任意的波形。當ＤＤＳ的波形存儲器分別存放正弦和余弦函數表時，既可得到正交的兩路輸出。
（６）其他優點
由于ＤＤＳ中幾乎所有部件都屬于數字電路，易于集成，功耗低、體積小、重量輕、可靠性高，且易于程控，使用相當靈活，因此性價比極高。
采用DDS的AD9851
本系統采用了美國模擬器件公司采用先進DDS直接數字頻率合成技術生產的高集成度產品AD9851芯片。AD9851是在AD9850的基礎上，做了一些改進以后生成的具有新功能的DDS芯片。AD9851相對于AD9850的內部結構，只是多了一個6倍參考時鐘倍乘器，當系統時鐘為180MHz時，在參考時鐘輸入端，只需輸入30MHz的參考時鐘即可。如圖4（AD9851內部結構）所示，AD9851是由數據輸入寄存器、頻率/相位寄存器、具有6倍參考時鐘倍乘器的DDS芯片、10位的模/數轉換器、內部高速比較器這幾個部分組成。其中具有6倍參考時鐘倍乘器的DDS芯片是由32位相位累加器、正弦函數功能查找表、D/A變換器以及低通濾波器集成到一起。這個高速DDS芯片時鐘頻率可達180MHz， 輸出頻率可達70 MHz，分辨率為0.04Hz。來源：示波器 http://www.gffae.cn/
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