DDS函數(shù)信號(hào)發(fā)生器是什么_DDS函數(shù)信號(hào)發(fā)生器簡(jiǎn)單介紹 - 全文

在電子行業(yè)的基礎(chǔ)設(shè)施和制造等領(lǐng)域，函數(shù)發(fā)生器都是有效的通用儀器。它可以生成不同頻率和幅度的大量信號(hào)，用來(lái)評(píng)估新電路的運(yùn)行情況，代替時(shí)鐘信號(hào)，對(duì)新產(chǎn)品進(jìn)行制造測(cè)試，及用于許多其它用途。

自第一部正弦波發(fā)生器問(wèn)世以來(lái)，函數(shù)發(fā)生器的設(shè)計(jì)已經(jīng)發(fā)生了多次演進(jìn)，在當(dāng)前數(shù)字領(lǐng)域中，大多數(shù)新型函數(shù)發(fā)生器（如Agilent 33220A）正采用一種新技術(shù)，稱(chēng)為直接數(shù)字合成（DDS）。DDS在大部分操作中使用數(shù)字電路，從而提供了數(shù)字操作擁有的許多優(yōu)勢(shì)。由于信號(hào)只在合成的最后階段轉(zhuǎn)換到模擬域中，所以在多個(gè)方面降低了函數(shù)發(fā)生器的復(fù)雜度，提高了函數(shù)發(fā)生器的穩(wěn)定性。

DDS函數(shù)信號(hào)發(fā)生器是什么----DDS信號(hào)發(fā)生器結(jié)構(gòu)原理

參考頻率clock為整個(gè)合成器的工作頻率，輸入的頻率字保存在頻率寄存器0或1中，經(jīng)32位相位累加后，再和相移寄存器累加以得到內(nèi)部ROM的地址，然后經(jīng)過(guò)內(nèi)部ROM正弦波形表便可得到相應(yīng)的幅度值，最后經(jīng)過(guò)D/A轉(zhuǎn)換和低通濾波器得到合成的正弦波。3.189C52和AD7008接口設(shè)計(jì)3.3正交信號(hào)形成電路設(shè)計(jì)

AD7008為單片DDS集成芯片，其結(jié)構(gòu)如圖所示。該器件內(nèi)含32位相位累加器、正余弦查找表及10位DAC的DDS調(diào)制器，時(shí)鐘頻率可達(dá)20~50MHz；還內(nèi)含兩個(gè)10位乘法器、20位IQMOD寄存器及12位相位寄存器。除了可合成正弦波外，還可實(shí)現(xiàn)調(diào)頻、調(diào)相、調(diào)幅及數(shù)字解調(diào)，同時(shí)提供了可與微機(jī)接口的并行和串行接口。

DDS函數(shù)信號(hào)發(fā)生器是什么_DDS函數(shù)信號(hào)發(fā)生器簡(jiǎn)單介紹

由于AD7008的相位累加器為32位，故2π＝232，則△phase必須在0≤△phase≤232-1的范圍內(nèi)，每一時(shí)鐘周期，32位累加器累加一個(gè)相位階距，輸出頻率fout為：fout＝△phasefclock/232

式中，fclock是參考頻率。實(shí)際使用中，fout的上限取fclock的40％（考慮到相位噪聲和雜散信號(hào)干擾）即△phase上限取0.4&mes;232?！鱬hase可通過(guò)控制FSELECT從FREQ0、FREQ1中選擇。盡管AD7008包含有32位相位累加器，但其輸出僅為12位，因此沒(méi)有必要也不可能用32位的分辨率。12位的相位數(shù)據(jù)經(jīng)查詢可轉(zhuǎn)換成10位幅度信號(hào)。如果不要求調(diào)幅，IQ乘法器可以被旁路（CR2＝0），而將正弦信號(hào)幅值直接送往DAC電路。通過(guò)外電阻 Rset可對(duì)DAC滿量程輸出電流進(jìn)行調(diào)節(jié)，公式如下：

Iout（mA）＝6233Vref（V）／Rset（Ω）

DDS函數(shù)信號(hào)發(fā)生器是什么----DDS函數(shù)信號(hào)發(fā)生器優(yōu)點(diǎn)

DDS的主要優(yōu)點(diǎn)之一是輸出信號(hào)的頻率精度可以達(dá)到作為發(fā)生器參考信號(hào)使用的晶體控制振蕩器的水平。如果想實(shí)現(xiàn)更高的精度，也可以采用函數(shù)發(fā)生器本身的溫度補(bǔ)償晶體振蕩器產(chǎn)生。這些信號(hào)可以提供高于0.1PPM的頻率精度。在許多情況下，函數(shù)發(fā)生器還可以把頻率鎖定到外部實(shí)驗(yàn)室頻率參考源上，從而生成超高精度的信號(hào)。

在許多實(shí)驗(yàn)室工作臺(tái)上，另一部?jī)x器如頻率計(jì)數(shù)器可以提供最精確的恒溫器控制的時(shí)鐘振蕩器，其輸出參考信號(hào)可以作為DDS函數(shù)發(fā)生器的參考信號(hào)使用。在其它高精度測(cè)量實(shí)驗(yàn)室中，將通過(guò)在每個(gè)工作臺(tái)上探測(cè)10MHz標(biāo)準(zhǔn)頻率參考信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)這一目的。根據(jù)數(shù)字電路的特點(diǎn)，DDS電路可以鎖定在這一頻率，從而提供與參考標(biāo)準(zhǔn)一樣精確的信號(hào)。

DDS的第二個(gè)優(yōu)點(diǎn)與第一個(gè)優(yōu)點(diǎn)相關(guān)：DDS發(fā)生器可以生成非常高的頻率精度。DDS信號(hào)發(fā)生器的數(shù)字電路可以實(shí)現(xiàn)與數(shù)字電路相同的頻率精度。如果DDS電路有一個(gè)48位計(jì)數(shù)器，它可以提供高達(dá)48位的頻率分辨率，而且日前，某些DDS合成器使用了位數(shù)更多及分辨率更高的計(jì)數(shù)器。

這種高分辨率意味著函數(shù)發(fā)生器能夠準(zhǔn)確地生成希望的輸出頻率，同時(shí)這還意味著發(fā)生器可以非常精確地改變頻率。特別適合在通信、海量存儲(chǔ)和類(lèi)似應(yīng)用中評(píng)估定時(shí)電路。目前能夠生成幾十MHz、分辨率為1mHz的DDS發(fā)生器并不少見(jiàn)。

由于所有的波形都是以數(shù)字方式生成的，因此函數(shù)發(fā)生器中的調(diào)制功能、掃描功能和突發(fā)生成功能都受到數(shù)字控制，并可以以非常高的精度進(jìn)行設(shè)置。不僅可以精確地設(shè)置/改變頻率和定時(shí)，還可以精確地設(shè)置/改變相位和幅度。

DDS的第三個(gè)優(yōu)點(diǎn)是如果擁有RAM波形存儲(chǔ)器，那么DDS函數(shù)發(fā)生器可以重現(xiàn)幾乎任何波形。DDS發(fā)生器通過(guò)播放存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的波形來(lái)運(yùn)行。如果存儲(chǔ)器是只讀存儲(chǔ)器，那么只能生成ROM中存儲(chǔ)的波形。一般來(lái)說(shuō)，每個(gè)函數(shù)發(fā)生器中都會(huì)內(nèi)置正弦波、方波、三角波和類(lèi)似的波形。但是對(duì)于占空比為10%的方波，或?qū)ΨQ(chēng)性為58%的三角波（而不是50%），僅帶有只讀存儲(chǔ)器的DDS發(fā)生器則無(wú)法實(shí)現(xiàn)。不過(guò)如果DDS電路有存儲(chǔ)波形的RAM，那么控制器電路可以把任何波形寫(xiě)入RAM，并通過(guò)合成器重放波形。

因此，函數(shù)發(fā)生器現(xiàn)在的功能要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)傳統(tǒng)函數(shù)發(fā)生器。對(duì)稱(chēng)性可變的波形現(xiàn)在已是標(biāo)配功能，另外還可以內(nèi)置各種不常見(jiàn)的波形，如指數(shù)上升和下降型波形或正弦脈沖型波形等。