DDS芯片资料
DDS
一、简介
DDS同 DSP（数字信号处理）一样，是一项关键的数字化技术。DDS是直接数字式频率合成器（Direct Digital Synthesizer）的英文缩写。与传统的频率合成器相比，DDS具有低成本、低功耗、高分辨率和快速转换时间等优点，广泛使用在电信与电子仪器领域，是实现设备全数字化的一个关键技术。
DDS输出示意图
1、DDS的简单介绍
DDS芯片中主要包括频率控制寄存器、高速相位累加器和正弦计算器三个部分（如Q2220）。频率控制寄存器可以串行或并行的方式装载并寄存用户输入的频率控制码；而相位累加器根据频率控制码在每个时钟周期内进行相位累加，得到一个相位值；正弦计算器则对该相位值计算数字化正弦波幅度（芯片一般通过查表得到）。DDS芯片输出的一般是数字化的正弦波，因此还需经过高速D/A转换器和低通滤波器才能得到一个可用的模拟频率信号。
另外，有些DDS芯片还具有调幅、调频和调相等调制功能及片内D/A变换器（如AD7008）。
2、DDS主要芯片介绍
二、DDS的工作原理
在模拟域的正弦波中，单个频率fa, 的相位角以下面的速度旋转一个固定角度：
ω=Δphase/Δt=2πfa, 相位角相对于时间的变化与正弦波频率呈线性关系，在每个正弦波周期结束时相位角为0。
在数字域，上述方程式中的Δt为采样时钟频率fs的倒数，这表明对任何给定的采样：
fa=Δphase*fs /2π
DDS中的相位累加器生成输出信号的相位信息，它通常基于一个32位的频率调节字(FTW)，代表了Δphase。显然，32位的FTW能够保证DDS输出频率的高分辨率。通过另外的相位寄存器累加相位偏移量来完成相位调制。
这个相位信息直接映射为输入字决定的频率的幅度信息，然后DDS中的一个模块将相位信息转换为幅度值。
传统上由保存在内存中的正弦/余弦查找表来完成这项任务。为控制查找表的大小，并不是FTW中所有的位都被用于查找表，尽管它们可在选择fa上提供高分辨率。该模块的输出为DAC的输入，DAC则产生一个幅度序列，然后由低通滤波器对DAC的输出进行平滑处理。
三、DDS的优点及应用
1、DDS有如下优点：
⑴频率分辨率高，输出频点多，可达2的N次方个频点(N为相位累加器位数)；
⑵频率切换速度快，可达us量级；
⑶频率切换时相位连续；
⑷可以输出宽带正交信号；
⑸输出相位噪声低，对参考频率源的相位噪声有改善作用；
⑹可以产生任意波形；
⑺全数字化实现，便于集成，体积小，重量轻。
2、DDS的应用
在各行各业的测试应用中，信号源扮演着极为重要的作用。但信号源具有许多不同的类型，不同类型的信号源在功能和特性上各不相同，分别适用于许多不同的应用。目前，最常见的信号源类型包括任意波形发生器，函数发生器，RF信号源，以及基本的模拟输出模块。信号源中采用DDS技术在当前的测试测量行业已经逐渐称为一种主流的做法。 ⑴任意波形发生器
任意波形发生器(AWG)通常提供较深的存储器，较大的动态范围以及较宽的带宽，来满足各式各样的应用，包括通信、半导体和系统测试。AWG接收来自PC的用户自定义数据，并利用这些数据来生成任意波形。AWG用户可以将想要产生的一系列波形下载到仪器所带的存储器中。通常，可以存储实际的波形和形成这些波形所需的波形序列指令。
现在请看一下AWG的基本架构。要从AWG上产生一种波形，必须先创建任意波形本身。像模拟波形编辑器，调制工具，以及国家仪器公司(NI)的LabVIEW这类的软件工具都能够简化这些波形的创建。这些波形和其波形序列指令都存在仪器所带的RAM中。
波形生成序列通常从 TTL硬件触发器开始。各种波形由许多单个的样本构成，而生成采样率由仪器的采样时钟确定。从内部采样时钟时基(100 MHz VCXO)中导出采样时钟有几种不同模式，包括DDS定时Div/N时钟，以及几种提供不同外部时钟的模式。另外，对于用于仪器的锁相环的频率基准，也有几种不同的选择。
波形通过存储器到数模转换器( DAC)，数模转换器将数字采样样本转换成所需的模拟输出波形。在DAC之前，样本被数字滤波，而经过DAC之后，模拟输出又通过一个模拟滤波器。这些数字和模拟滤波器通过插值来增加采样率，并通过谐波低通滤波器滤除寄生信号，从而极大地改进了信号的质量。通常，这些滤波器都能够软件编程。
AWG允许用户规定波形片断，并通过重复来构建复杂波形。由于AWG将波形存储在自身存储器中，故波形长度受限。波形循环帮助产生具有多次重复的子段的信号。对波形段进行循环改善了存储效率，并增加了波形的持续时间。
AWG还可以规定波形中不同的级，每级都可以包括不同的波形段和不同的循环次数。AWG依次产生每一个定义的波形段。通过组合先后顺序和循环次数，就能够利用很小的存储器容量来构建非常复杂的波形。AWG可以为每段指定不同的波形片段，不过不同段之间的过渡点上的相位不一定是连续的。
最后，许多AWG都具有一个仿函数发生器功能。此时，当要求输出一个标准函数波形时，可以先用软件来产生，并下载到AWG上，然后再由AWG输出。这就不同于下面将要介绍的全DDS技术。
⑵函数发生器
函数发生器产生固定波形，如正弦波、方波(矩形波）阶梯波或三角波（锯齿波），频率可调节。函数发生器无需来自计算机或大容量存储缓冲器的连续输入，因为设备本身能够产生这些波形。
函数发生器可以基于模拟技术，也可以基于数字技术。模拟函数发生器利用模拟硬件来产生简单的函数，并在需要指定频率的静态正弦波或方波时经常使用。而数字函数发生器采用直接数字综合( DDS)，DAC，数字信号处理，以及一个单周期存储缓冲器来产生信号。 DDS技术依赖数字控制的方法，利用单基准时钟频率来实现一个模拟频率源。DDS能够实现高精度和高分辨率，高温度稳定度，高宽带，以及随机的和相位连续的频率切换。
许多信号源通过对一个内部时基进行整数分频来产生时钟信号，这被称为除N方法。但是，用除N方法来产生时钟，只能产生有限的时钟频率。AWG，甚至几个时钟频率产生器，可以采用DDS技术来产生具有非常精细的更新频率时钟信号，而这是除N方法无法实现的。
典型的DDS函数发生器
一个完整周期的函数波形被存储在上面所示的存储器查找表中。相位累加器跟踪输出函数的电流相位。为了输出一个非常低的频率，采样样本之间的差相位(Δ)将非常小。例如，一个很慢的正弦波可能将有1度的Δ相位。则波形的0号采样样本采得0度时刻的正弦波的幅度，而波形的1号采样将采得1度时刻的正弦波的幅度，依次类推。经过360次采样后，将输出正弦曲线的全部360度，或者确切地说是一个周期。一个较快的正弦波可能会有10度的Δ相位。于是，36次采样就会输出正弦波的一个周期。如果采样率保持恒定，上述较慢的正弦波的频率将比较快的正弦波慢10倍。
进一步说，一个恒定的Δ相位必将导致一个恒定正弦波频率的输出。但是，DDS技术允许通过一个频率表迅速地改变信号的Δ相位。函数发生器能够指定一个频率表，该表包括由波形频率和持续时间信息组成的各个段。函数发生器按顺序产生每个定义的频率段。通过生成一个频率表，可以构建复杂的频率扫描信号和频率跳变信号。DDS允许函数发生器的相位从一级到另一级连续变化。
矢量信号发生器提供高灵活度和强大的解决方案，可用于科学研究，通信，消费电子，宇航/国防，半导体测试以及一些新兴领域，如软件无线电，无线电频率识别( RFID)，以及无线传感网络等。
有些公司还提供许多其他利用DAC来产生模拟信号的模拟输出产品。模拟输出板的基本架构是，将一个小型的FIFO存储器连接到一个DAC上。绝大部分的模拟输出板被用来产生静态电压，而且许多可以被用来产生低频波形。
AD9850介绍AD9850中文资料
第13章 DDS芯片AD9850/AD9851的设计
13.1 硬件设计
信号源作为现代电子产品设计和生产中的重要工具,必须满足高精度、高速度、高分辨率等要求。本章基于 DDS ( Direct Digital Synthesis ,直接数字频率合成)技术，采用AD9850
DDS芯片，采用F169单片机作为控制芯片，实现一种了简易信号发生器的设计，该信号发生器具有输出频率范围宽，可以输出正弦和方波两种波形，与键盘结合易于实现全数字化的设计。
13.1.1 AD9850 DDS芯片简介
随着数字技术的飞速发展，用数字控制方法从一个参考频率源产生多种频率的技术，即直接数字频率合成（DDS）技术异军突起。美国AD公司推出的高集成度频率合成器AD9850便是采用DDS技术的典型产品之一。
AD9850采用CMOS工艺，其功耗在3.3V左右。供电时仅为155mW，扩展工业级温度范围为-40～80℃，采用28脚SSOP表面封装形式。AD9850的引脚排列如图13-1所示：
12345678910111213141516171819202122232425262728D3D2D1LSB D0DGNDDVDOW_CLKFQ-UDCLKINAGNDAVDDRSETQOUTQOUTBD4D5D6D7 MSBDGNDDVDORESETIOUTIOUTBAGNDAVDODACBL(NC)VINPVINN
图13-1 AD9850的引脚图
图13-2中层虚线内是一个完整的可编程DDS系统，外层虚线内包含了AD9850的主要组成部分。图13-3为其组成框图。
微控制器相位控制字频率控制字相位累加器相位寄存器正弦查询表比较器DACLPF方波输出正弦波输出
图13-2 AD9850组成原理
AD9850内含可编程DDS系统和高速比较器，能实现全数字编程控制的频率合成[22]。可编程DDS系统的核心是相位累加器，它由一个加法器和一个N位相位寄存器组成，N一般为24～32。每来一个外部参考时钟，相位寄存器便以步长M递加。相位寄存器的输出与相位控制字相加后可输入到正弦查询表地址上。正弦查询表包含一个正弦波周期的数字幅度信息，每一个地址对应正弦波中0°～360°范围的一个相位点。查询表把输入地址的相位信息映射成正弦波幅度信号，然后驱动DAC以输出模式量。相位寄存器每过2NM个外部参考时钟后返回到初始状态一次，相位地正弦查询表每消费品一个循环也回到初始位置，从而使整个DDS系统输出一个正弦波。输出的正弦波周期02cTTNM，频率2outcfMfN，cT、cf分别为外部参考时钟的周期和频率。
DDS基本原理及技术指南
DDS基本原理及技术指南
DDS全称为Direct Digital Synthesis（直接数字合成），是一种数字信号处理技术，广泛应用于频率合成、载波信号生成和频率调制等领域。本文将介绍DDS的基本原理以及一些技术指南。
一、DDS原理
DDS技术利用数字信号处理器（DSP）和数字锁相环（PLL）的协同工作实现信号的合成。其基本原理如下：
1.参考信号生成：DDS系统首先需要一个参考信号作为频率和相位参考。这个参考信号可以是一个精确的时钟信号或者一个外部输入信号。参考信号经过A/D转换器（模数转换器）转换为数字信号。
2.累加器：DDS系统会将参考信号的数字表示输入到一个累加器中。累加器根据输入的数字信号进行累加操作，并且通过加法操作可以改变每一步的累加值。
3.相位累加器：累加器的输出值作为相位累加器的输入。相位累加器也是一个累加器，但是其输出值作为频率合成器的输入。相位累加器的输出值会被用来计算输出信号的相位。
4.乘法器/其它运算器：DDS系统还可能包含一个乘法器或其它运算器。乘法器可以用来改变输出信号的幅度，以及实现频率调制等功能。
5.数字控制端口：DDS系统通常还包括一个数字控制端口，用来接受用户输入的频率、相位和幅度等参数。这可以通过软件或者硬件的方式进行设置。
二、DDS技术指南 以下是一些关于使用DDS技术的指南：
1.选择合适的DDS芯片：根据需要合成的信号频率范围、分辨率和精度等要求，选择合适的DDS芯片。一些常用的DDS芯片有AD9850、AD9851等。
2.谐波抑制：DDS系统在生成频率时会产生一定的谐波。为了保持输出信号的纯净性，需要采取一些方法来抑制谐波。常见的方法有使用低通滤波器、改变采样率等。
3.防止相位突变：相位突变会引起频谱中出现额外的频谱成分，影响输出信号的质量。为了避免相位突变，可以通过调整累加器的初始相位或者采用相位预置技术。
4.频率和相位调制：DDS技术可以很方便地实现频率和相位调制。可以利用乘法器修改输出信号的幅度和相位来实现频率和相位调制。
名词解释DSP,FPGA,CPLD,RAM,PLL,SOC,SOPC,DDS
名词解释
1．DSP
DSP数字信号处理(Digital Signal Processing，简称DSP)是一门涉及许多学科而又广泛应用于许多领域的新兴学科。
DSP（digital signal processor）是一种独特的微处理器，是以数字信号来处理大量信息的器件。其工作原理是接收模拟信号，转换为0或1的数字信号，再对数字信号进行修改、删除、强化，并在其他系统芯片中把数字数据解译回模拟数据或实际环境格式。它不仅具有可编程性，而且其实时运行速度可达每秒数以千万条复杂指令程序，远远超过通用微处理器，是数字化电子世界中日益重要的电脑芯片。它的强大数据处理能力和高运行速度，是最值得称道的两大特色。
2．FPGA
是英文Field－Programmable Gate Array的缩写，即现场可编程门阵列，它是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路（ASIC）领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。
目前以硬件描述语言（Verilog 或 VHDL）所完成的电路设计，可以经过简单的综合与布局，快速的烧录至 FPGA 上进行测试，是现代 IC 设计验证的技术主流。这些可编辑元件可以被用来实现一些基本的逻辑门电路（比如AND、OR、XOR、NOT）或者更复杂一些的组合功能比如解码器或数学方程式。在大多数的FPGA里面，这些可编辑的元件里也包含记忆元件例如触发器（Flip－flop）或者其他更加完整的记忆块。
3.CPLD
CPLD(Complex Programmable Logic Device)复杂可编程逻辑器件，是从PAL和GAL器件发展出来的器件，相对而言规模大，结构复杂，属于大规模集成电路范围。是一种用户根据各自需要而自行构造逻辑功能的数字集成电路。其基本设计方法是借助集成开发软件平台，用原理图、硬件描述语言等方法，生成相应的目标文件，通过下载电缆（“在系统”编程）将代码传送到目标芯片中，实现设计的数字系统。
毕业设计54基于DDS芯片AD9850的正弦发生器6
西安工程大学毕业论文
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
西安工程大学毕业论文
ABSTRACT
The 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)
关于DDS技术的高精度频率综合器
关于DDS技术的高精度频率综合器
频率源是雷达、通信、电子对抗与电子系统实现高性能指标的关键，很多现代电子设备和系统的功能都直接依赖于所用频率源的性能，因此频率源被人们喻为众多电子系统的"心脏"。而当今高性能的频率源均通过频率合成技术来实现。传统的频率合成器有直接频率合成器和锁相环两种。直接频率合成方法具有频率转换时间短、近载频相位噪声性能好等优点，但由于采用大量的倍频、分频、混频和滤波环节，导致直接频率合成器结构复杂、体积庞大、成本高，而且容易产生过多的杂散分量，难以达到较高的频谱纯度。锁相环式频率合成器具有很好的窄带跟踪特性，可以很好地选择所需频率的信号，抑制杂散分量，并且避免了大量的滤波器，有利于集成化和小型化。但由于锁相环本身是1个惰性环节，锁定时间较长，故频率转换时间较长。除此之外，由模拟方法合成的正弦波的参数，如幅度、频率和相位都很难控制。
一：直接数字式频率合成（DirectDigitalFrequencySynthesis，简称DDS或DDFS）是近年来发展起来的1种新的频率合成技术。它将先进的数字处理理论与方法引入信号合成领域，标志着第三代频率合成技术的出现。其主要优点是相对带宽很宽、频率转换时间极短（可小于20ns）、频率分辨率很高（典型值为0.001Hz）、全数字化结构便于集成、输出相位连续、频率、相位和幅度均可实现程控。因此，能够与计算机紧密结合在一起，充分发挥软件的作用。DDS技术的实现完全是高速数字电路D/A变换器集合的产物。由于集成电路速度的限制，目前DDS的上限频率还不能做得很高。但GaAs（砷化镓）材料在集成电路中的应用，使得DDS上限频率不够高的缺陷正在不断地被克服。作为应用，现在已有DDS产品用于接收机本振、信号发生器、通信系统、雷达系统等，特别是跳频通信系统。
在上世纪中期对于传统的模拟电路而言这几乎是很难实现的，因为三者之间存在无法克服的矛盾。但是到上世纪末本世纪初，随着数字电路的发展，直接数字频率合成技术（Direct
DDS芯片AD9858在相位编码脉冲压缩雷达中的应用
第１期 ２００７年３月 电光系统 Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏ—ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｎｏ．１ Ｍａｒｃｈ．２Ｏ０ｒ７
ＤＤＳ芯片ＡＤ９８５８在相位编码脉冲 压缩雷达中的应用
陈俊章宇兵 吴霞飞 路静 中国电子科技集团公司第二十七研究所郑州４５００１５ 摘要：重点介绍ＡＤ９８５８的结构、功能特点，并提出一种采用ＦＰＧＡ控制ＡＤ９８５８实现一个相位编码雷达 数字波形产生器的方案，并提出若干抑制其杂散电平的方法。对相关的雷达信号产生具有借鉴意义。 关键词：ＡＤ９８５８ ＤＤＳ数字波形产生器杂散 中图分类号：ＴＮ７６２ 文献标识码：Ａ １ 引言
相位编码信号是常用的一种脉冲压缩信号。 传统的相位编码调制是采用微波调相器实现 的 Ｊ，虽然该方案简单，但受到目前技术和工艺 的制约，其载波抑制最高只能做到３０ｄＢ Ｊ，这种 调制方式只适合较窄的工作带宽和瞬时带宽场 合。当雷达在较宽频带内工作，并采用高速码扩 谱时，微波调相器的调制精度差，影响脉冲压缩， 造成虚假目标。另外由于微波ＰＩＮ管的响应时 间有限，在调相的同时在幅度上产生尖峰毛刺， 即所谓的寄生调幅。寄生调幅对于收发共用天 线的连续波雷达是非常有害的，由于混频器中二 极管的包络检波作用，使发射机泄漏功率以调幅 包络的形式进人接收机，处理不好会造成接收机 饱和 。 现代雷达普遍采用中频调制加微波上变频 的调制方案，即将复杂调制放在中频完成，这样 容易保证调制质量。而随着数字技术和大规模 集成电路技术的发展，直接数字频率合成技术 ＤＤＳ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ）在通信、雷达、电子 对抗、仪器仪表等领域的应用越来越广泛。产生 了所谓的基于ＤＤＳ的数字波形技术，将中频信 号产生和调制一次完成，具有调制精度高、通用 性好、灵活性强等优点，但受芯片速度的影响，当 产生较高频率时，杂散比较大，需设法抑制 。 本文介绍了较新的高速ＤＤＳ芯片ＡＤ９８５８，并以 此设计了数字波形产生器，调制精度高、杂散低， 满足雷达整机性能的要求。 ２ ＤＤＳ的基本原理
dds正弦波信号发生器(10)
dds正弦波信号发生器
作者：成都 康鸿 来源：转载 发布时间：2008-1-2 20:43:41 [收 藏] [评 论]
在数字信号处理器飞速发展的今天，微处理器的应用已主领着电子技术领域的潮流，先进的数字信号处理技术，能实现各种复杂的功能。对正弦波信号发生器而言，数字DDS技术的诞生，使波形发生器技术有了进一步的飞跃。就数字DDS波形发生器和模拟振荡器对比而言，具有输出频率精度高，波形失真小，可由单片机或DSP微处理器对其进行通讯控制其输出频率，从而实现用数控方式来精确控制其输出频率，以适应高精度仪表或智能化系统信号发生器应用，从而克服传统方式通过模拟振荡带来的频率调整分辨率低，稳定性较差，无法实现和微处理器接口的智能化的缺点。基于该芯片能实现很宽范围的输出频率和可输出任何波形的特点。本文以DDS技术，介绍一种宽范围正弦波发生器的芯片。
数字频率合成技术芯片ML2035 DDS(Digitai Direct Frequency Synthesis)是一种全数字化的频率合成器，由相位累加器、波形ROM、D/A转换器和低通滤波器构成。时钟频率给定后，输出信号的频率取决于频率控制字；频率分辨率取决于累加器位数；相位分辨率取决于ROM的地址线位数；幅度量化噪声取决于ROM的数据位字长和DIA转换器位数等。基于DDS信号发生器有如下优点：(1)频率分辨率高，输出频点多，可达N个频点(N为相位累加器位数)；(2)频率切换速度快，可达μs量级；(3)频率切换时相位连续；(4)可以输出宽带正交信号；(5)输出相位噪声低，对参考频率源的相位噪声有改善作用；(6)可以产生任意波形；(7)全数字化便于集成，体积小，重量轻。 DDS的核心部件是相位累加器，它由N位加法器与N位相位寄存器构成，类似一个简单的计数器。每来一个时钟脉冲，相位寄存器的输出就增加一个步长的相位增量值，加法器将频率控制数据与累加寄存器输出的累加相位数据相加，把相加结果送至累加寄存器的数据输入端。相位累加器进入线性相位累加，累加至满量程时产生一次计数溢出，这个溢出频率即为DDS的输出频率。正弦查询表是一种可编程只读存储器(PROM)，存储的是以相位为地址的一个周期正弦信号的采样编码值和包含一个周期正弦波的数字幅度信息，每个地址对应于正弦波中0～360°范围中的一个相位点。将相位寄存器的输出与相位控制字相加，得到的数据，作为一个地址对正弦查询表进行寻址，查询表把输入的地址相位信息映射成正弦波幅度信号，驱动DAC，输出模拟信号。低通滤波器滤除不需要的取样分量，以便输出频谱纯净的正弦波信号。随着电子工程领域的实际需要以及数字集成电路和微电子技术的发展，DDS技术日益显露出它的优越性。
DDS
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DDS技术在激光测距中的设计和应用
作者：韩凯 槐宇超
来源：《科技创新导报》2012年第18期
摘要:直接数字频率合成技术在相位式激光测距中扮演着重要的角色,特别在多尺测尺时作为理想的频率源来实现频率精调,是传统信号发生器无法比及得,本文重点介绍DDS芯片AD9954在激光测距中的应用和设计。
关键词:DDS 激光测距 AD9954 频率调制
中图分类号:TN24 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)06(c)-0082-01
DDS是一种全数字化的频率合成器,以数控震荡器的方式产生频率、相位可控制的正弦波。i数字化技术,。。相位法激光测距中需要两个频率进行粗尺和细尺测量,粗尺测量用于测量π的整数倍相位,确定大量程。细尺测量用于测量π的非整数倍部分,用于确定小量程。本文采用DDS技术来解决多频率精度难题。
1 DDS技术及其原理:
DDS包括D/A转换器,正弦ROM表,低通滤波器(LPF)以及高速相位累加器。原理为:每来一个时钟脉冲,加法器将频率控制数据与累积相位数据相加,把相加后的结果送至相位寄存器,相位寄存器将加法器在上一个时钟所产生的新相位数据反馈到输入端。相位累加器进行线性相位累加,当累积满量时就会产生一次溢出,完成一个周期,这个周期就是DDS合成信号的一个频率周期,累加器的溢出频率即为DDS的输出信号频率。
DDS的输出频率和参考时钟,相位累加器长度N以及频率控制字FSW的关系式为:
目前常见的DDS芯片的频率分辨率在,适用于高精度的测量。尤其对于那些需要特别低的频率的场合(比如:0.00001Hz)。采用DDS技术可以非常容易的实现且其精度稳定度非常高体积也很小。由于DDS的输出最大频率受奈奎斯特抽样定理限制,所以DDS的最高输出频率为,但在实际设计中的DDS系统中,由于输出滤波器的非理想性,一般输出信号的最大频率只能达到参考时钟频率的40%左右。
一种基于DDS芯片AD9959的高精度信号发生器
一种基于DDS芯片AD9959的高精度信号发生器
工作电压在2.7-3.6伏的单片机C8051F023是该信号发生器的主要型号，与电压为3.3伏的AD9959相一致。C8051F023自身配置标准的8051端口来作为推挽与漏极开路输出。同时端口的输出电平所负载能力强，因此要接近于电源电压处。节电能力的提升需要在总体上控制标准8051中的固定的“弱上拉”，进一步降低能源的消耗。管脚配置的灵活性也要在数字交叉开关上体现出来，同时也要经过复位模式来增加程序运行的可靠性。
3.2软件设计分析
按键程序包含在单片机的控制程序中，并以输出频率形式呈现出来。同时，在单片机中，AD9959初始设置程序与按键指令等程序都在包含其中。AD9959在投入应用时，定会经过单片机的简单操作来进行初始设置，例如串口传输模式设置、初始频率输出设置等。
其次，一些注意细节仍需要关注。例如，AD9959的时序问题是软件编写重要关注问题，考虑到指令周期与数据周期的不同。若不注意細节或是操作不当，会因为运行速度过快而出现问题。另外，单片机的控制应在三个部件之间充分协调，做到程序流畅简洁，提高器件间的耦合度。与此同时，显示屏在技术处理上，可以采用虚拟帧来弥补花屏现象，不断创新屏幕效果。
3.3测试结果分析
该系统经过正规的测试工作后，可达到初步预定的指标。在O-lOOMHz频率范围内，AD9959凭借优特的性能来实现分辨率可达1Hz。同时，还可进行多种调制模式，例如ASK、FSK、PSK等。若单从信号源的概念出发，其精准度与稳定度也达到预定的参数。
4结束语 以DDS芯片为载体，具有速度快、波形输出稳定、相位幅度控制率高等优点，AD9959芯片在微电子技术已遥遥领先。在数据传输中，可支持多串口数据传送、分辨率高等。另外，调制模式的选择也因为通道的设置而实现多种模式，使得适用范围不断扩大。同时，AD9959不同于其他芯片的地方在于其具有扫频功能，远比于普通的信号源芯片。
集成DDS芯片AD9913的原理与应用
科技信息 ０机械与电子０ ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ ２００８年第１８期
集成ＤＤＳ芯片ＡＤ９９１３ 的原理与应用
武超 （洛阳理工学院自动化系 张 刚 河南洛阳４７１００３）
【摘 要】介绍了ＡＤＩ公司生产的专用ＤＤＳ（ｄｉｒｅｃｔ ｄｉｇｉｔａｌ ｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｒ）芯片ＡＤ９９１３的内部结构及原理功能，深入研究了其结构特点，并在 此基础上给出了一个基于ＡＤ９９１３的ＦＭ／ＰＭ信号源的设计方案，该方案具有较高的精度和频率范围，可较好地满足工程设计中的各种要求。 【关键词】直接频率合成；调频／调相；ＡＤ９９１３
１．引言 ＡＤ９９１３是专门为无线、便携式设备而设计的完全低功耗、低成本 直接数字频率合成器。除了集成了高速ＤＤＳ和内部寄存器之外， ＡＤ９９１３还内置１０ｂｉｔ高速数模转换器，省去了独立数模转换器的成 本。ＡＤ９９１３主要面向便携低功耗需求，是第一款时钟速率为２５０ＭＨｚ 而功耗仅为５０ｍＷ的ＤＤＳ芯片，它的微调粒度与较高的ＳＦＤＲ允许 其在有用频带更迅速且更精确地生成稳定的信号，最高输出频率可达 １００ＭＨＺ。除此之外，ＡＤ９９１３提供了对于相位偏移控制的解决方案，控 制字可以由串行或并行输入。 ２．ＡＤ９９１３的结构及性能
图一ＡＤ９９１３功能结构图 ２．１ ＡＤ９９１３的结构图一为ＡＤ９９１３的功能结构图，主要由时钟 输入电路、寄存器和实时控制模块、ＤＤＳ和ｌ０位ＤＡＣ组成，主要性能 如下： ●１．８Ｖ电源电压： Ｑ２５０ＭＨｚ时钟速率功耗仅为５ＯｍＷ： ●１００ＭＨｚ模拟输出； ●０．０５８Ｈｚ频率精度； ． ●０．０２２０相位精度： ●内含１Ｏ位ＤＡＣ； ●在１０１３ ＭＨｚ输出信号时超过８０ｄＢ的无杂散动态范围（ＳＦＤＲ）
●可选串行或并行编程模式： ●采用３２脚ＬＦＣＳＰ封装。 羹
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图二ＡＤ９９１３封装引脚图 ２－２主要引脚的说明 由于芯片管脚较多，这里仅列出主要管脚的 作用： ＤＶＤＤ（４）：数字信号电源： ＤＧＮＤ（５）：数字信号地： ＳＥＲ／ＰＡＲ（１０）：串／并行模式选择。低电平：串行模式，高电平＝并行 模式； ． ＡＧＮＤ（１１，１５，１８，２１，２３）：模拟信号地； ＡＶＤＤ（１２，１６，１７，２２）：模拟信号电源； ＲＥＦＪＣＬＫ（１３）参考时钟输入端； ＩＯＵＴ（２０）：ＤＡＣ输出端，通过５００接地； Ｉｏ＿ＵＰＤＡＴＥ（２７）：Ｉ／Ｏ更新端。高电平表示Ｉ／Ｏ缓存中的内容向对 应内部寄存器进行信号传输： ＣＳ（２８）：串／并行端Ｉ：１片选端（低电平有效）。此端口 低电平时使芯片检测ＳＣＬＫ／ＰＣＬＫ的上升沿： ＳＤＩＯ（ＷＲ／ＲＤ）（２９）：串行操作时双向数据传输端和并行操作时读／ 写使能端； ＳＣＬＫ／ＰＣＬＫ（３０）：串并行端１：３的时钟输入端： ３．两种ｌ／Ｏ方式 ３．１串行输人模式 搿