基于DDS的信号发生器 毕业设计(论文)
基于DDS的信号发生器设计
基于DDS的信号发生器设计摘要本设计主要是基于DDS的信号发生器的设计，该信号发生器主要有三大模块，主控制器模块、信号发生模块和液晶显示模块。
采用A T89S52单片机为主控制器，由它来控制DDS芯片AD9835再通过LCD12864显示输出信号信息，可以完成数字量输入到模拟量输出的转换，然后经运放调节电压幅度，产生0Hz～15MHz的正弦波、三角波和方波，最后由液晶屏显示。
关键词A T89S52；AD9851；LCD128641.课程设计任务设计制作一个波形发生器，该波形发生器能产生正弦波、方波、三角波和由用户编的特定频率的信号。
图1-1设计任务要求2.课程设计题目多功能信号发生器设计以DDS为核心设计一个信号发生器，可产生方波、三角波、锯齿波、正弦波信号和单脉冲输出。
技术参数：•具有产生正弦波、方波、三角波三种周期性信号变化的功能；•用键盘输入编辑生成上述三种波形（同周期）的频率、相位和幅度；•输出信号的频率范围为0Hz~15MHz；重复频率可调，频率步进间隔1Hz；•波形输出幅度0~5V可调；•具有显示输出波形的类型、重复频率（周期）和幅度的功能；发挥部分•用键盘或其他输入装置产生任意波形；•波形输出幅度0~5V可调；•增加稳幅输出功能，当负载变化时，输出电压幅度比那化不大于±3‰（负载电阻变化范围：100Ω～∞）；•具有掉电存储功能，可存储掉电前用户编辑的波形和设置；3.设计总体方案选择本设计的核心问题是信号的控制问题，其中包括信号频率、信号种类以及信号强度的控制。
在设计的过程中，我们综合考虑了以下四种实现方案：3.1方案一采用555集成芯片函数发生器，555可以产生可变的正弦波、方波、三角波及实现频率控制,但由于产生的频率较低，本方案将不采用。
3.2 方案二采用低温漂、低失真、高线性单片压控函数发生器ICL8038，产生频率（0.001～300KHZ）可变的正弦波、三角波、方波及数控频率调整。
基于DDS技术的信号发生器的原理与设计方法研究
基于DDS技术的信号发生器的原理与设计方法研究
摘要：随着科技的不断进步，基于直接数字合成（DDS）技术的信号发生器在信号处理和通信领域中得到广泛应用。本论文研究了DDS技术在信号发生器中的原理和设计方法，并提出了一种基于DDS技术的信号发生器的设计流程。该设计流程包括系统整体架构设计、硬件设计和软件设计。通过对信号波形选择与分析、数字频率控制、相位累加与更新、数字信号调制以及时钟分频技术的研究，实现了高精度、稳定性好的信号发生器。
关键词：DDS技术；信号发生器；原理与设计方法 引言 随着科技的不断进步和应用场景的不断扩展，信号发生器在通信、无线电频谱分析、测试仪器以及科学研究等领域中起到至关重要的作用。而基于直接数字合成（DDS）技术的信号发生器因其高精度、灵活性强、频率调节范围广等优势备受关注。本文旨在研究DDS技术在信号发生器中的原理与设计方法，通过详细阐述信号波形选择与分析、数字频率控制、相位累加与更新、数字信号调制及时钟分频技术等关键环节的研究，提出一种基于DDS技术的信号发生器的设计流程。
1.直接数字合成（DDS）技术概述 1.1DDS技术基本原理 直接数字合成（DDS）技术是一种用于生成高精度数字信号的方法。它基于数字信号处理和相位累加技术，通过一组数字控制参数来生成连续的周期信号。DDS技术的基本原理是利用一个高速数字时钟和一个累加器来产生一个固定步进的相位值。相位值通过查找表或数学计算得到相应的幅度值，进而生成具有所需频率和形状的信号。DDS技术具有频率调节范围广、频率分辨率高、稳定性好等优点，因此在通信、测试仪器和信号处理等领域中得到广泛应用。
1.2DDS技术在信号发生器中的应用 DDS技术在信号发生器中有着广泛的应用。通过DDS技术，信号发生器可以实现多种波形的生成，包括正弦波、方波、三角波等。DDS技术还可以灵活地调节信号的频率、相位和幅度，满足各种测试和测量需求。在通信系统中，DDS技术可用于频率合成、频率调制和通信信号的模拟。在音频设备中，DDS技术可用于合成音频信号和音频调制。在科学研究中，DDS技术可用于精确的实验控制和信号重建。由于其灵活性和高精度特点，DDS技术已经成为现代信号发生器中的核心技术之一。
基于DDS技术的信号发生器的设计与实现
基于DDS技术的信号发生器的设计与实现DDS（Direct Digital Synthesis）技术是一种基于数字信号处理的频率合成技术，通过数字方式生成正弦波信号。
DDS信号发生器可以用于科学实验、通信系统中的频率合成、音频处理等应用领域。
通过DDS技术，可以实现高精度、稳定性好、频率范围广的信号发生器。
DDS信号发生器的基本原理是：通过一个相位累加器、一个频率累加器和一个波表，来生成一个时域上的正弦波信号，并将其转换为模拟电压信号输出。
相位累加器用来控制波表中的每个周期的采样点，频率累加器用来控制相位累加器的步进。
波表中存储了一个完整的正弦波周期的数值，波表的长度决定了信号发生器的频率分辨率。
DDS信号发生器的主要模块包括：时钟模块、相位累加器、频率累加器、波表和数模转换器。
时钟模块是DDS信号发生器的产生步进信号的时钟源，可以采用稳定的晶振或者时钟信号源。
时钟信号的频率决定了DDS信号发生器的输出信号的频率精度。
相位累加器是DDS信号发生器的核心模块，它接收时钟信号，并根据频率累加器的输入生成一个相位累加信号。
相位累加器可以采用简化的模数累加器，根据时钟信号的周期计算脉冲个数，每当相位累加信号增加一个固定的脉冲数时，波表就输出一个采样点。
频率累加器实时地改变相位累加器的步进，从而改变信号发生器的输出频率。
频率累加器可以通过输入一个控制信号来改变频率累加器的增加或减少的步进大小，从而实现更精细的频率调节。
波表是DDS信号发生器的存储波形数据的模块。
它包含了一个完整的正弦波周期的采样点的数值，波表的长度决定了信号发生器的输出信号的频率分辨率。
波表的数据可以事先存储在ROM中，也可以动态生成。
数模转换器将生成的波形数据转换为模拟电压信号输出。
数模转换器的位宽决定了输出信号的精度，位宽越大，精度越高。
除了上述基本模块，DDS信号发生器还可以添加比较器、滤波器等模块，以实现输出电平调节、滤波等功能。
基于DDS的正弦信号发生器的设计
１ 引言 ．
信 号 发 生 器 是最 重 要 的 测 量 仪 器之 一 ， 为 电 子 技 术 领 域 中 最 基 本 的 作
电子 仪 器 ， 广泛 应 用 于 航 空 航 天 测控 、 信 系统 、 子对 抗 、 子 测 量 、 研 通 电 电 科 等 各 个 领 域 中 。它 能满 足 测 试 系 统 的 多种 要 求 ， 为 了 系 统 综 合 测 试 中 不 成 可 缺 少 的 组 成 部分 。 信 号 发 生 的主 要 实 现 方 法根 据 实现 思 路 可 以分 为模 拟 式 和 数字 式 ， 根 据 实 现 方法 可 以分 为 赢 接 法 、 相法 、 接 数 字 法 和 混 合 法 四种 。 信 号 发 锁 直 在 生 的 几 种 技 术 当 中 ， 接 数 字 合 成技 术 出现 得 最 晚 ， 近 年 来 发 展得 最 快 。 直 但 随 着 大 规模 集 成 技 术 和 数 模 混合 信 号集 成 技 术 的 发展 ， 片 集 成 的 Ｄ Ｓ芯 单 Ｄ 片 纷 纷 出现 ， 应 用 领 域 内大有 后 来 居 上 的 势 头 。 在
阵 式字 符 型 液 晶 显 示模 块 作 为显 示 器 以及 ４ ４键 盘 构 成 的数 控 精 密 频 率 合 成￣ ｊ １ 。该 频 率 合 成 器 的频 率输 出范 围 为 Ｏ ７Ｍ ｚ频 率 分 辨 率 为 １ｚ 可 Ｘ ￥作 Ｊ － ０Ｈ ， Ｈ， 用 于 时 钟 信 号 产 生 、 余 电台 的 本机 振 荡器 等 电路 。 业 【 键 词 】 直 接 数 字 频率 合 成 器 关 直 接 数 字频 率 合成 器 专 用 芯 片 单 片 机 点 阵式 字 符 型 液 晶显 示 模 块 Ｐ ． Ｐ ． 、２ ２分 别 接 Ａ ９ ５ ２ ２ １Ｐ ． Ｄ ８ １的 Ｄ Ｔ 、Ｌ 、Ｏ Ｄ三 通 信 端 口。 Ｏ口 以及 ＡＡ ＣＫ Ｌ Ａ Ｐ
基于DDS的信号发生器的设计与开发
基于DDS的信号发生器的设计与开发The Design and Development of Function Generator Based on DDS作者：东南大学机械工程系冯建雨关键词：直接数字频率合成低通滤波器正弦波信号1 引言在频率合成(FS- Frequency Synthesis)领域中，常用的频率合成技术有:(1) 直接频率合成(DS);(2) 锁相环频率合成(PLL);(3) 直接数字频率合成(DDS)。
其中，直接数字频率合成(Direct Digital Frequency Synthesis-DDS)是近年来新的FS技术。
由于DDS具有超高速的频率转换时间,极高的频率分辨率和较低的相位噪声,在频率改变与调频时, DDS器件能够保持相位的连续,因此很容易实现频率、相位和幅度调制，此外还具有可编程控制的突出优点。
因此,直接数字频率合成器得到了越来越广泛的应用,成为当今电子系统及设备中频率源的首选器件。
本文在介绍DDS原理的基础上重点介绍利用DDS技术，采用单片机AT89C51控制AD9850芯片实现多功能函数发生器的设计方案。
2 DDS的基本原理DDS由相位累加器、正弦ROM表和数模转换器等组成，系统组成如图1所示。
在正弦ROM表中存储着一张正弦函数查询表，对应不同的瞬时相位码输出不同的幅度编码。
工作时往DDS中写入控制字ΔPhase到相位累加器并转化成瞬时相位，在外部参考时钟CLKIN的作用下，每个时钟周期相位累加器累加相位步进一次，对应的幅度编码输出给数模转换器(Ｄ/Ａ)，把数字量转化为模拟量，再通过低通滤波器平滑后得到最后需要的信号。
并且该模拟正弦波与一门限电压进行比较可得到同频率的方波时钟信号。
图1 DDS原理简图DDS输出信号的频率为最小频率分辨率为最小相位分辨率为式中, △phase为频率控制字, sysclk为系统时钟， CLKIN为DDS的输入参考时钟频率，N为频率寄存器的位数, M为相位偏移寄存器的位数。
基于DDS技术的信号发生器
摘要基于DDS技术的信号发生器是随着不断进步的计算机技术和微电子技术在测量仪器中的应用而形成和发展起来的一类新型信号源。
此种信号发生器具有输出频率稳定、准确，波形质量好和输出频率范围宽等一系列独特的优点，是信号发生器研究的一个重要方向。
DDS技术是一种先进的频率合成技术，其主要优点是易于程控，相位连续，输出频率稳定度高，分辨率高。
本文详细讨论了DDS系统的基本组成、工作原理和特点。
本系统选用Altera公司的DDS芯片AD9854，文中介绍AD9854的结构、特点及使用方法，并详细讨论了AD9854在DDS技术实现中的具体应用。
最后，作者应用DDS技术研制了一个实际的信号发生器，并给出了基于DDS技术的信号发生器的电路框图，设计过程和详细的软件程序。
通过样机的测试结果，证明本信号发生器达到了预期的设计要求，其性能指标明显优于传统的函数发生器。
论文结尾对DDS技术和信号发生器技术的发展作了进一步展望。
关键词:直接数字频率合成；信号发生器；频率；相位；幅度AbstractWith the development of the technique of computer and microelectronics，a new single generator based on Direct Digital Synthesis (DDS) comes into being. This single generator has a series of particular virtues, including the stable frequency of output, high quality waveform and wide modulation bandwidth, which is an important trend of study of single generatorDDS is an advanced technique on frequency synthesis, whose primary advantages are controlling facility, continuous phase and fine frequency resolution. This paper introduces in detail the composition, the working principle and the properties of DDS.In this paper, Altera AD9854 is select to realize DDS. The frame, specialty and using of AD9854 are discussed in detail.Finally，the author has research and developed a signal generator with the technique of DDS. The circuit framework, designing method and detail software procedure are given in this paper. The result of experimentation proves that this signal generator has excelled traditional function and attained the desire of design. In the end of this paper, the prospect of the development of DDS and signal generator is given.Key word s: DDS; signal generator; frequency; phase; amplitude目录摘要 (I)Abstract ....................................................................................................................... I I 第1章绪论. (1)1.1信号发生器技术 (1)1.2频率合成技术 (2)1.3 DDS技术与任意波形发生器 (3)第2章 DDS技术 (6)2.1 DDS概述 (6)2.2实现DDS的三种技术方案 (8)2.3直接数字频率合成技术 (12)2.4 DDS技术产生信号波形的原理 (13)第3章芯片介绍 (16)3.1 AD9854介绍 (16)3.2核心CPU的选择 (18)3.3单片机AT89C52 (21)3.4单片机控制电路 (24)第4章信号发生器的设计 (26)4.1系统硬件设计 (26)4.2系统软件设计 (26)第5章前景展望 (28)结论 (29)参考文献 (30)附录1： (32)附录2： (41)致谢 (42)第1章绪论信号发生器是一种常用的信号源，广泛应用于电子电路、自动控制和科学试验等领域。
基于dds技术的信号发生器的设计与实现
文章标题：基于S技术的信号发生器的设计与实现一、引言在电子通信和信号处理领域，信号发生器是一种常见的设备，用于产生各种类型的信号波形，包括正弦波、方波、三角波等。
基于直接数字合成（S）技术的信号发生器在现代电子设备中越来越受到重视，因为它具有频率稳定性高、频率分辨率高、频率和相位调制灵活等优点。
本文将围绕基于S技术的信号发生器的设计和实现展开讨论。
二、S技术的基本原理S技术是一种通过数字方式直接合成信号的技术，其基本原理是利用数字信号处理器（DSP）生成离散时间信号序列，再通过数模转换器将其转换为模拟信号输出。
S技术的核心在于其通过累加相位增量的方式来实现信号的频率合成，因此频率分辨率高，相位调制灵活，并且可以实现快速切换频率和相位。
三、基于S技术的信号发生器的硬件设计1. 时钟模块：基于S技术的信号发生器的时钟模块需要具有极高的稳定性和精度，以确保合成信号的频率稳定性和精度。
2. 数字信号处理模块：数字信号处理模块是实现基于S技术的信号发生器的关键，它需要具有高速的计算能力和精确的相位累加器，以实现频率和相位的精确合成。
3. 数模转换模块：数模转换模块将数字信号处理模块生成的数字信号转换为模拟信号输出，需要具有高精度和低失真的特性。
四、基于S技术的信号发生器的软件设计1. 频率和相位控制算法：基于S技术的信号发生器的软件设计需要包括频率和相位控制算法，以实现对合成信号频率和相位的灵活调节。
2. 用户界面设计：为了方便用户操作和监控合成信号的参数，基于S技术的信号发生器的软件设计还需要包括用户界面设计，以实现对信号发生器的参数设置和监控。
五、基于S技术的信号发生器的实现基于S技术的信号发生器的实现需要在硬件和软件两方面充分考虑，确保其在频率稳定性、频率分辨率和相位调制灵活性等方面具有优秀的性能。
在实际应用中还需要考虑其输出功率、谐波失真等参数，以满足不同场景的需求。
六、个人观点与展望基于S技术的信号发生器在现代电子领域中具有广泛的应用前景，其高稳定性、高频率分辨率和灵活的相位调制特性，使其在通信、雷达、医疗等领域都有着重要的地位。
毕业设计54基于DDS芯片AD9850的正弦发生器6
基于DDS芯片AD9850的正弦发生器摘要数字化是目前无线电技术的发展趋势，它具有可靠性高、灵活性强、易大规模集成等优点。
而直接数字合成技术DDS(direct digital synthesis)正是适应数字通信的发展趋势而产生的。
直接数字合成DDS是一种基于波形存储的频率合成技术。
它具有频率转换时间短、频率分辨率高、输出相位连续、相位噪声小及可编程等突出特点，在通信和雷达领域中得到了广泛的应用。
所以，研究用直接数字合成技术（DDS）合成信号波形具有广泛的现实意义。
论文中论述的系统以直接数字合成技术为基础，采用在线可编程单片机AT89S52为主控制器，结合直接数字频率合成芯片AD9850，实现了从1Hz到20MHz步进为1Hz的频率可调正弦信号以及方波信号的产生。
整个系统具有结构简单，控制灵活，信号精度高等特点。
设计中，32位频率控制字计算采用了查表与计算相结合的算法，该算法简单快捷，且节约存储空间。
本文主要分以下几章进行论述。
第一章是对研究背景、目的和内容的介绍；第二章是原理及相关设计工具介绍；第三、四章是系统总体设计和详细设计部分；第五章是系统调试与分析部分；第六章是结论与展望。
关键词: DDS , AT89S52，AD9850，信号发生器ABSTRACTThe digitization is the present radio technology development tendency, it has the reliability high, the flexibility strong, merit and so on easy large scale integration. But direct digital synthesis technology DDS (direct digital synthesis) is precisely adapts the digital communication development tendency to produce. The direct digital synthesizes DDS is one kind the frequency synthesis technology which saves based on the profile. It has the frequency switching time short, the frequency resolution high, the output phase continuously, the phase noise small and is programmable and so on the prominent characteristic, obtained the widespread application in the correspondence and the radar domain. Therefore, study with the direct digital synthesis technology (DDS) to composite signal profile has the widespread practical significance.In the paper elaborates the system take the direct digital synthesis technology as a foundation, uses the on-line programmable monolithic integrated circuit AT89S52 as the primarily controller, union direct digital frequency synthesis chip AD9850, realized step has entered from 1Hz to 20MHz with the 1Hz frequency may adjust the sine signal as well as the square-wave signal production. The overall system has the structure simply, the control is nimble, signal precision higher characteristic. In the design, 32 frequencies control words computation has used the algorithm which Zha Biao and the computation unifies, this algorithm is simple quickly, also saves the storage space.The article main following several chapters carry on the elaboration. First chapter is to studies the background, the goal and the content introduction; Second chapter is the principle and the correlation design tool introduction; Third, four chapters are the system design and the detailed design part; Fifth chapter is the system debugging and the analysis part; Sixth chapter is the conclusion and the forecast.KEY WORDS ：DDS , AT89S52，AD9850， signal generator目录第一章概述 (5)1.2主要研究内容 (5)1.3论文章节安排 (5)第二章基本原理 (6)2.1DDS的基本原理 (6)2.2DDS的信号质量分析 (7)2.2.1 DDS信号源的性能指标： (7)2.2.2 DDS的优点 (8)2.2.3 DDS的局限性 (9)2.2.4 DDS的总体概述 (9)2.3实现DDS的三种技术方案 (10)2.3.1 采用高性能DDS单片电路的解决方案 (10)2.3.2 采用低频正弦波DDS单片电路的解决方案 (10)2.3.3自行设计的基于FPGA芯片的解决方案 (11)2.4系统解决方案 (11)2.5相关器件介绍 (11)2.5.1 AD9850介绍 (11)2.5.2 AT89S52介绍 (14)2.5.3 8279介绍 (15)2.6相关软件介绍 (17)2.6.1 电路设计软件PROTEL DXP介绍 (17)2.6.2 单片机开发软件Keil C51简介 (18)2.6.3 下载软件ISP EXPERT简介 (18)第三章总体设计 (20)3.1系统功能总体描述 (20)3.2硬件总体设计 (20)3.3软件总体设计 (21)第四章详细设计 (23)4.1系统功能详细描述与参数指标 (23)4.2硬件详细设计介绍 (23)4.2.1 键盘显示电路的设计 (23)4.2.2 DDS波形产生电路设计 (24)4.2.3 单片机控制电路设计 (26)4.2.4 硬件电路抗干扰性设计 (29)4.2.5 低通滤波器设计 (30)4.3系统硬件原理图 (32)4.4硬件PCB图 (34)4.5软件详细设计 (34)4.5.1 初始化程序模块 (35)4.5.1.1单片机的初始化 (35)4.5.1.2 8279初始化 (35)4.5.1.3 AD9850的初始化 (36)4.5.2键盘显示程序模块 (36)4.5.2.1 键盘扫描 (36)4.5.2.2 键值转换 (37)4.5.2.3 键值显示 (37)4.5.3频率控制字计算模块 (37)4.5.3.1 频率控制字的计算 (37)4.5.3.2 频率控制字的算法 (37)4.5.3.3 频率控制字表的确定 (39)4.5.3.4 频率控制字计算流程图 (40)4.5.4频率控制字传输模块 (41)4.5.5系统总体软件流程图 (41)第五章系统调试及分析 (42)5.1调试内容与目的 (42)5.1.1 调试目的 (42)5.1.2 调试内容 (42)5.1.3 调试环境与使用仪器 (42)5.2调试步骤设计 (43)5.2.1 检查测试 (43)5.2.2 分步调试 (43)5.2.3 综合调试 (43)5.3调试过程与结果分析 (44)5.3.1 调试过程 (44)5.3.2 输出频率数据 (44)5.3.3 结果分析 (44)5.4产生的问题与分析 (45)5.5设计结果分析 (46)第六章结论与展望 (47)6.1结论 (47)6.2展望 (47)参考文献 (48)附录1主程序 (49)附录2频率控制字表生成程序 (65)附录3频率控制字表 (80)附录4实物图 (82)第一章概述1.1 研究背景与意义频率合成器技术是现代电子系统中的一项关键技术，频率合成器作为雷达、通信、电子对抗等电子系统的重要基础设备，总是对这些系统某些主要指标的最终性能起着决定性的影响。
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摘 要
本文论述了直接数字频率合成技术(DDS)的信号发生器的设计与实现。本设计
以DDS芯片AD9850为频率合成器，以AVR单片机ATmega16为进程控制和任务调
度核心，用AD603实现增益控制（AGC）和功率放大，串行数模转换器(D/A)MAX531
实现方波占空比调节，并用LCD12864液晶显示及键盘构成幅度、频率、方波占空
比均可调的函数信号发生器。
在对AD9850频率控制字及参数的计算、增益控制、方波占空比调节、两相正
弦波相位差调节、LCD显示原理、底层驱动程序等简要讨论的基础上进行了研究，
提出了该设计中所涉及到的问题以及解决方案，该信号发生器输出正弦波信号频
率范围为1Hz~12MHz，方波信号频率范围为500Hz~500KHz；步进1Hz，10Hz，100Hz，
lkHz，10kHz,100kHz，1MHz可键盘选取；正弦波的电压峰峰值可以在1~5V范围内
步进调节，幅度调节精度达0.1V；方波占空比从10％～90％可任意设定；此外，
该信号发生器能同时产生两相正弦波，相位差可以是0°，45°，90°。测试表明，
该DDS信号发生器具有工作稳定、精度高、失真度小、频率范围大、步进选择多、
控制灵活的优点，具有广泛的实际应用前景。
关键词：DDS芯片AD9850 AVR单片机 幅度调节 占空比调节
Abstract
This article elaborated the signal generating device design and the realization of the
Direct Digital Frequency Synthesis Technology (short for DDS). The design regards
DDS chip AD9850 as frequency synthesizer, with AVR Microcontroller (MCU)
ATmega16 for the processing control and task scheduling, and with AD603 to realize
the gain control and power amplification (AGC), and with serial DAC (D/A) MAX531
to come to square-wave duty cycle regulation, then using LCD12864 liquid crystal
display and keyboard to composite the function signal generation with adjusted
amplitude, frequency, duty cycle wave.
I would like to propose the involving issues and resolving proposals on the basis of
simply researching of words and parameters counted with AD9850 control, gain control
and duty cycle wave regulation, two phase sine wave phase difference adjustment, LCD
displaying principle, low-level drivers. The sine wave signal rate outputting from signal
generator is 1 Hz~2 MHz: square signal rate is 500Hz~500KHz; the step-by-step can be
choose from keyboard by 1Hz, 10Hz, 100Hz, 1kHz, 10kHz, 100kHz, 1MHz; sine wave
voltage peak can be adjusted ranging from 1 to 5V by step, amplitude modulation
reaches 0.1V; duty cycle wave can be enacted arbitrarily; besides, the signal generator
can create two sine wave at the same time, and the difference can be 0°,45°,90°. It
shows that DDS signal generator gets the virtues of stable working, high accuracy, small
distortion, large frequency range, multi-step selection, flexible control, owning a wide
prospect of practical application.
Key words: DDS chip AD9850 AVR MCU amplitude regulation duty cycle
wave
1
第一章 绪论
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、遥控遥测、电子对抗以
及现代化的仪器仪表工业等领域。
1.1 DDS技术概述
直接数字频率合成技术的出现改变了以往的采用RC振荡电路、直接频率合成、
锁相环等传统的频率合成方法，它以固定的精确时钟源为基准，利用数字处理模
块产生频率和相位均可调的输出信号。实质上它是按照可编程频率控制字所设定
的比例因数，在DDS体系结构中对参考时钟源进行分频，得到所需频率的信号。典
型的频率控制字一般为24-48位长，用来提供更优越的频率分辨率，实现DDS技术。
使用DDS技术得到的合成信号不仅信号的频率切换速度快，便于程控。
随着科学技术的发展和测量技术的进步，对信号源频率的稳定度、准确度以
及频谱纯度的要求越来越高，普通的信号发生器已无法满足目前日益发展的电子
技术领域的生产调试需要。直接数字频率合成（DDS）是近年来发展迅猛的一种新
的频率合成技术。使用DDS 可以很方便的产生多种简单信号和调制信号，结合单
片机可以构成性价比较高的数字合成信号源。相对于传统信号源具有频率分辨率
高、频率切换速度快、切换相位连续、输出信号相位噪声低、可编程、全数字化
易于集成、稳定度高、功耗小、精度高、可扩展性好等优点。基于DDS 技术的信
号发生器是一类新型信号源,数字合成信号源目前已经成为信号源主流，在各个领
域具有广泛的应用前景。本文在介绍DDS 原理的基础上，重点介绍利用DDS 技术
采用AVR单片机ATmega16控制AD9850芯片实现多功能信号发生器的设计。