📄 新闻-ad9850 微型dds信号发生器--页面标题.htm
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推广非日产器件及无日产器件的设计方案</FONT></P></TD>
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<P align=left>[日期：2005-12-31
16:23:42] 来源： 作者： 客人:
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<P>摘要：<BR>本文主要介绍的是微型的DDS信号发生器的原理和设计，整个系统是以AT89S51为控制，外部ROM为存储，AD9850芯片和温度补偿晶体振荡器构</P>
<P>成的微型DDS信号发生器，采用DM-162点阵液晶显示模块作为显示器。该软件系统采用4*4键盘操作，以菜单形式进行显示，操作方便简单，软</P>
<P>件增加了许多功能。它通过启动DDS后，把内存缓存区的数据读出送到DDS后输出相应的频率，并把数据转换为BCD码，送到液晶显示器进行显</P>
<P>示。该系统体积小、稳定度、精度极高，方便携带适用于野外测试精密仪器。</P>
<P>创新之处：<BR>1． 采用是当代最先进的直接数字频率合成（DDS）技术为主，以高精度、稳定度的温度补偿晶体振荡器为基准。具有当代最高的精度、</P>
<P>稳定度，频率分辨率可达1HZ。<BR>2． 采用低功耗DM-162液晶显示模块。<BR>3． 具有多个频道的存储、掉电存储断电记忆功能。<BR>4． 具有超频率、超频道的自动查错功能。<BR>5． 软件上采用菜单式，全部键盘控制方式。<BR>6． 支持在线擦除，随时升级程序。<BR>7． 体积极小，可用于野外测试。</P>
<P>关键词：直接数字频率合成（DDS）、AD9850、温度补偿晶体振荡器</P>
<P>引言</P>
<P>直接数字频率合成器（Direct Digital Frequency
Synthesis简称DDS或DDFS）问世之初，构成ＤＤＳ元器件的速度的限制和数字化引起的噪</P>
<P>声这两个主要缺点阻碍了ＤＤＳ的发展与实际应用。近几年超高速数字电路的发展以及对ＤＤＳ的深入研究，ＤＤＳ的最高工作频率以及噪声</P>
<P>性能已接近并达到锁相频率合成器相当的水平。随着微电子技术的迅速发展，直接数字频率合成器得到了飞速的发展，它以有别于其它频率合</P>
<P>成方法的优越性能和特点成为现代频率合成技术中的姣姣者。具体体现在相对带宽宽、频率转换时间短、频率分辨率高、输出相位连续、可产</P>
<P>生宽带正交信号及其他多种调制信号、可编程和全数字化、控制灵活方便等方面，并具有极高的性价比。现已广泛应用于通讯、导航、雷达、</P>
<P>遥控遥测、电子对抗以及现代化的仪器仪表工业等领域。</P>
<P>工作原理：</P>
<P>给整个系统上电后,单片机启动DDS、对LCD进行初始化，预置完毕后向单片机发出一应答.接着单片机读取存储芯片中作为系统缓存器的数据，</P>
<P>送到LCD显示，把LCD显示的内容转换为DDS的频率数据，然后送给已经启动DDS芯片，输出相应的频率。然后进入键盘扫描程序，判断键盘按下</P>
<P>，如有效键按下单片机则执行送显示等。然后返回键盘扫描程序处于等候状态。总体框图如下图1。</P>
<P>
Fout</P>
<P>
图1</P>
<P>直接数字频率合成</P>
<P>在频率合成（FS, Frequency
Synthesis）领域中，常用的频率合成技术有模拟锁相环、数字锁相环、小数分频锁相环（fractional-N PLL
</P>
<P>Synthesis）等，直接数字合成(Direct Digital
Synthesis－DDS)是近年来新的FS技术。单片集成的DDS产品是一种可代替锁相环的快速频率</P>
<P>合成器件。DDS是产生高精度、快速变换频率、输出波形失真小的优先选用技术。DDS以稳定度高的参考时钟为参考源，通过精密的相位累加器</P>
<P>和数字信号处理，通过高速D/A变换器产生所需的数字波形（通常是正弦波形），这个数字波经过一个模拟滤波器后，得到最终的模拟信号波</P>
<P>形。如图2所示，通过高速DAC产生数字正弦数字波形，通过带通滤波器后得到一个对应的模拟正弦波信号，最后该模拟正弦波与一门限进行比</P>
<P>较得到方波时钟信号。<BR>DDS系统一个显著的特点就是在数字处理器的控制下能够精确而快速地处理频率和相位。除此之外，DDS的固有特性还包括：相当好的频率和相</P>
<P>位分辨率（频率的可控范围达μHz级，相位控制小于0.09°）,能够进行快速的信号变换（输出DAC的转换速率300百万次/秒）。这些特性使</P>
<P>DDS在军事雷达和通信系统中应用日益广泛。<BR>其实，以前DDS价格昂贵、功耗大（以前的功耗达Watt级）、DAC器件转换速率不高，应用受到限制，因此只用于高端设备和军事上。随着数字</P>
<P>技术和半导体工业的发展，DDS芯片能集成包括高速DAC器件在内的部件，其功耗降低到mW级（AD9851在3.3v时功耗为480mW），功能增加了，</P>
<P>价格便宜。因此，DDS也获得广泛的应用：现代电子器件、通信技术、医学成像、无线、PCS/PCN系统、雷达、卫星通信。</P>
<P>
M
<BR>fo</P>
<P>图2</P>
<P>ＤＤＳ基本原理及性能特点 </P>
<P> ＤＤＳ的基本原理是利用采样定理，通过查表法产生波形。ＤＤＳ的结构有很多种，其基本的电路原理可用图3来表示。
</P>
<P>
K
fS<BR>fo</P>
<P>图3<BR>相位累加器由Ｎ位加法器与Ｎ位累加寄存器级联构成。每来一个时钟脉冲ｆｓ，加法器将频率控制字ｋ与累加寄存器输出的累加相位数据相加</P>
<P>，把相加后的结果送至累加寄存器的数据输入端。累加寄存器将加法器在上一个时钟脉冲作用后所产生的新相位数据反馈到加法器的输入端，</P>
<P>以使加法器在下一个时钟脉冲的作用下继续与频率控制字相加。这样，相位累加器在时钟作用下，不断对频率控制字进行线性相位累加。由此</P>
<P>可以看出，相位累加器在每一个时钟脉冲输入时，把频率控制字累加一次，相位累加器输出的数据就是合成信号的相位，相位累加器的溢出频</P>
<P>率就是ＤＤＳ输出的信号频率。
用相位累加器输出的数据作为波形存储器（ＲＯＭ）的相位取样地址，这样就可把存储在波形存储器内的波</P>
<P>形抽样值（二进制编码）经查找表查出，完成相位到幅值转换。波形存储器的输出送到Ｄ／Ａ转换器，Ｄ／Ａ转换器将数字量形式的波形幅值</P>
<P>转换成所要求合成频率的模拟量形式信号。低通滤波器用于滤除不需要的取样分量，以便输出频谱纯净的正弦波信号。
ＤＤＳ在相对带宽、</P>
<P>频率转换时间、高分辨力、相位连续性、正交输出以及集成化等一系列性能指标方面远远超过了传统频率合成技术所能达到的水平，为系统提</P>
<P>供了优于模拟信号源的性能。<BR>（１）输出频率相对带宽较宽<BR> 输出频率带宽为５０％ｆs（理论值）。但考虑到低通滤波器的特性和设计难度以及对输出信号杂散的抑制，实际的输出频率带宽仍能达</P>
<P>到４０％ｆs。 ⌨️ 快捷键说明
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