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DDS短波信号发生器

2025年10月13日 13:52:06      来源:长沙艾克赛普仪器设备有限公司 >> 进入该公司展台      阅读量:5

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系统工作原理:

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,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,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。

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 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较得到方波时钟信号。

  DDS是一个开环系统,无任何反馈环节,这种结构使得DDS的频率转换时间极短。事实上,在DDS的频率控制字改变之后,需经过一个时钟周期之后按照新的相位增量累加,才能实现频率的转换。因此,频率转换的时间等于频率控制字的传输时间,也就是一个时钟周期的时间。时钟频率越高,转换时间越短。DDS的频率转换时间可达纳秒数量级,比使用其它的频率合成方法都要短数个数量级。 ?
(3)频率分辨率
  若时钟fs的频率不变,DDS的频率分辨率就由相位累加器的位数N决定。只要增加相位累加器的位数N即可获得任意小的频率分辨率。目前,大多数DDS的分辨率在1Hz数量级,许多小于1mHz甚至更小。 ?
(4)相位变化连续
  改变DDS输出频率,实际上改变的每一个时钟周期的相位增量,相位函数的曲线是连续的,只是在改变频率的瞬间其频率发生了突变,因而保持了信号相位的连续性。
(5)输出波形的灵活性
  只要在DDS内部加上相应控制如调频控制FM、调相控制PM和调幅控制AM,即可以方便灵活地实现调频、调相和调幅功能,产生FSK、PSK、ASK和MSK等信号。另外,只要在DDS的波形存储器存放不同波形数据,就可以实现各种波形输出,如三角波、锯齿波和矩形波甚至是任意的波形。当DDS的波形存储器分别存放正弦和余弦函数表时,既可得到正交的两路输出。
(6)其他优点
  由于DDS中几乎所有部件都属于数字电路,易于集成,功耗低、体积小、重量轻、可靠性高,且易于程控,使用相当灵活,因此性价比。

采用DDS的AD9851

本系统采用了美国模拟器件公司采用DDS直接数字频率合成技术生产的高集成度产品AD9851芯片。AD9851是在AD9850的基础上,做了一些改进以后生成的具有新功能的DDS芯片。AD9851相对于AD9850的内部结构,只是多了一个6倍参考时钟倍乘器,当系统时钟为180MHz时,在参考时钟输入端,只需输入30MHz的参考时钟即可。如图4(AD9851内部结构)所示,AD9851是由数据输入寄存器、频率/相位寄存器、具有6倍参考时钟倍乘器的DDS芯片、10位的模/数转换器、内部高速比较器这几个部分组成。其中具有6倍参考时钟倍乘器的DDS芯片是由32位相位累加器、正弦函数功能查找表、D/A变换器以及低通滤波器集成到一起。这个高速DDS芯片时钟频率可达180MHz, 输出频率可达70 MHz,分辨率为0.04Hz。来源:示波器 /

 

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