一、什么是dds信號發生器
DDS信(xin)號發生(sheng)器，是(shi)指(zhi)采用直接數字(zi)頻率合(he)成（Direct Digital Synthesis，簡稱DDS）技術的信(xin)號發生(sheng)器，這(zhe)種信(xin)號發生(sheng)器把(ba)頻率穩定度(du)、準確度(du)提高(gao)到(dao)與(yu)基準頻率相同的水平(ping)(ping)，并且可以在很寬的頻率范圍內進行(xing)精細的頻率調(diao)節。采用這(zhe)種方法設計的信(xin)號源(yuan)可工作于調(diao)制(zhi)狀態，可對輸出(chu)電平(ping)(ping)進行(xing)調(diao)節，也(ye)可輸出(chu)各種波形。
二、dds信號發生器的結構組成
信號(hao)發(fa)生(sheng)器(qi)(qi)是(shi)一(yi)種能(neng)產生(sheng)標準信號(hao)的電(dian)子儀器(qi)(qi)，是(shi)工業生(sheng)產和(he)電(dian)工電(dian)子實驗室中經常(chang)使用(yong)(yong)的電(dian)子儀器(qi)(qi)之一(yi)。隨著社會(hui)發(fa)展和(he)科技的進步，目(mu)前中高(gao)端(duan)的信號(hao)發(fa)生(sheng)器(qi)(qi)的設(she)計均采用(yong)(yong)了DDS技術(shu)，dds信號(hao)發(fa)生(sheng)器(qi)(qi)主要由(you)以下幾(ji)部分組成(cheng)：
1、相位累加器
DDS技術中最(zui)關鍵的(de)(de)(de)(de)(de)(de)部分(fen)就是(shi)相位累加(jia)器。相位累加(jia)器是(shi)在外部時(shi)鐘信號(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)控(kong)制下產生(sheng)讀取數據(ju)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)地址值，然后通(tong)過查表法(fa)，把地址直接轉化(hua)為所需(xu)信號(hao)波(bo)(bo)形(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)數字幅度序列(lie)，再(zai)經由(you)數模(mo)變換(huan)器（ D/A）把代(dai)表信號(hao)波(bo)(bo)形(xing)幅度的(de)(de)(de)(de)(de)(de)數字序列(lie)進一(yi)步轉化(hua)為模(mo)擬電壓，最(zui)后傳(chuan)送到(dao)低通(tong)濾波(bo)(bo)器。經過濾波(bo)(bo)器處(chu)理，將數模(mo)變換(huan)器中不理想的(de)(de)(de)(de)(de)(de)階梯(ti)狀波(bo)(bo)形(xing)轉化(hua)為平滑的(de)(de)(de)(de)(de)(de)所需(xu)波(bo)(bo)形(xing)。合成信號(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)波(bo)(bo)形(xing)種類(lei)由(you)ROM表中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)幅度序列(lie)決定。如果需(xu)要多種波(bo)(bo)形(xing)，只需(xu)把所需(xu)波(bo)(bo)形(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)數據(ju)直接存放到(dao)ROM表中即可。
2、波形存儲器
波(bo)形(xing)存(cun)儲(chu)器也(ye)被(bei)稱之(zhi)為正(zheng)弦(xian)(xian)查(cha)詢(xun)表，它的(de)(de)(de)主要(yao)功能(neng)是在任(ren)何(he)一(yi)個參(can)考(kao)時鐘周期內(nei)，都可以把從上一(yi)級(ji)傳(chuan)輸過來(lai)的(de)(de)(de)相位二進(jin)制碼(ma)信(xin)(xin)息(xi)作為地(di)址(zhi)，讀(du)取查(cha)詢(xun)表中(zhong)的(de)(de)(de)相應地(di)址(zhi)對應的(de)(de)(de)幅(fu)值二進(jin)制碼(ma)信(xin)(xin)息(xi)。這里需要(yao)說明(ming)的(de)(de)(de)是，正(zheng)弦(xian)(xian)查(cha)詢(xun)表中(zhong)能(neng)夠查(cha)找(zhao)的(de)(de)(de)數據(ju)信(xin)(xin)息(xi)是預先存(cun)儲(chu)好的(de)(de)(de)，也(ye)就是說需要(yao)事先對標準的(de)(de)(de)正(zheng)弦(xian)(xian)信(xin)(xin)號按照采樣(yang)(yang)定理進(jin)行抽(chou)樣(yang)(yang)和離(li)散，比如(ru)波(bo)形(xing)存(cun)儲(chu)器的(de)(de)(de)查(cha)詢(xun)地(di)址(zhi)為M，這就需要(yao)將(jiang)一(yi)個周期的(de)(de)(de)標準正(zheng)弦(xian)(xian)信(xin)(xin)號G（t）進(jin)行抽(chou)樣(yang)(yang)和離(li)散，即使其(qi)成為一(yi)個有2M個樣(yang)(yang)本值的(de)(de)(de)D位二進(jin)制離(li)散序列，把每一(yi)個樣(yang)(yang)值的(de)(de)(de)相位信(xin)(xin)息(xi)作為存(cun)儲(chu)地(di)址(zhi)，對應的(de)(de)(de)幅(fu)值信(xin)(xin)息(xi)作為地(di)址(zhi)的(de)(de)(de)存(cun)儲(chu)內(nei)容(rong)。
當收(shou)到上一級相位(wei)累加器傳(chuan)輸過來(lai)的(de)相位(wei)二(er)進制碼(ma)信息時，將其作(zuo)為地(di)址來(lai)讀取內部對應的(de)預先(xian)存好(hao)的(de)存儲內容即標準信號的(de)幅值二(er)進制碼(ma)信息，并(bing)將這個幅值信息的(de)D位(wei)二(er)進制碼(ma)傳(chuan)送給下一級。
3、數模轉換器
數(shu)(shu)模(mo)(mo)(mo)轉(zhuan)換(huan)(huan)(huan)器(qi)可以把波形(xing)存儲器(qi)所(suo)(suo)輸出的包含幅值信(xin)息的D位二(er)進制(zhi)離散序(xu)列轉(zhuan)換(huan)(huan)(huan)成(cheng)連續的模(mo)(mo)(mo)擬(ni)信(xin)號(hao)，但在(zai)實(shi)際中，它所(suo)(suo)恢(hui)復的模(mo)(mo)(mo)擬(ni)信(xin)號(hao)并不是真正(zheng)光滑(hua)的正(zheng)弦波，而是由很(hen)多(duo)個小方塊聚合成(cheng)一個具有(you)正(zheng)弦波輪(lun)廓的階梯(ti)形(xing)信(xin)號(hao)。更直觀地說，轉(zhuan)換(huan)(huan)(huan)來(lai)的模(mo)(mo)(mo)擬(ni)信(xin)號(hao)不能完全被還(huan)原，D/A轉(zhuan)換(huan)(huan)(huan)器(qi)的位數(shu)(shu)在(zai)很(hen)大(da)程度上決(jue)定了(le)還(huan)原后(hou)模(mo)(mo)(mo)擬(ni)信(xin)號(hao)的精度——位數(shu)(shu)越(yue)大(da)，分辨率(lv)越(yue)高，組成(cheng)階梯(ti)形(xing)正(zheng)弦信(xin)號(hao)的矩形(xing)數(shu)(shu)量就越(yue)多(duo)，波形(xing)看起(qi)來(lai)越(yue)平滑(hua)，與正(zheng)弦波形(xing)的相似度也(ye)就越(yue)高。所(suo)(suo)以，目前(qian)多(duo)數(shu)(shu)集成(cheng)電路廠商(shang)在(zai)設計DDS芯片時(shi)都(dou)會盡量集成(cheng)具有(you)較高位數(shu)(shu)的數(shu)(shu)模(mo)(mo)(mo)轉(zhuan)換(huan)(huan)(huan)器(qi)。同(tong)樣(yang)，D/A轉(zhuan)換(huan)(huan)(huan)器(qi)的其(qi)他參(can)數(shu)(shu)，如轉(zhuan)換(huan)(huan)(huan)速率(lv)、線性度等也(ye)都(dou)影響(xiang)著輸出信(xin)號(hao)的質量。
4、低通濾波器
低通(tong)濾波器主要是將上級(ji)（D/A轉換器）輸(shu)出的階梯(ti)形(xing)的正(zheng)弦信號進行(xing)平滑處理，去除混疊的、無用(yong)的雜散分量，使輸(shu)出信號更為純凈，波形(xing)變得(de)更為平滑。
三、dds信號發生器原理是什么
了解了dds信號發生器的結構，再來說下dds信號發生器的工作原理：
dds信(xin)(xin)號(hao)(hao)發(fa)(fa)生(sheng)器是根據奈(nai)奎斯特取(qu)(qu)(qu)樣定理制成的(de)：從連(lian)續信(xin)(xin)號(hao)(hao)的(de)相(xiang)位(wei)Φ出發(fa)(fa)，對一個正(zheng)弦信(xin)(xin)號(hao)(hao)進行取(qu)(qu)(qu)樣、量(liang)化(hua)(hua)、編碼，然后將(jiang)形(xing)成的(de)正(zheng)弦函數(shu)表存(cun)入ROM/RAM中，合(he)成時(shi)則通(tong)(tong)過(guo)(guo)改變(bian)相(xiang)位(wei)累(lei)加(jia)器的(de)頻率(lv)(lv)控制字(zi)(zi)來(lai)改變(bian)相(xiang)位(wei)增量(liang)，相(xiang)位(wei)增量(liang)不同將(jiang)導致一個周期內取(qu)(qu)(qu)樣點數(shu)的(de)不同。因角頻率(lv)(lv)ω＝△φ·△ｔ，故可(ke)在取(qu)(qu)(qu)樣頻率(lv)(lv)不變(bian)的(de)情況下，通(tong)(tong)過(guo)(guo)改變(bian)相(xiang)位(wei)累(lei)加(jia)器頻率(lv)(lv)控制字(zi)(zi)的(de)方(fang)法將(jiang)這種變(bian)化(hua)(hua)的(de)相(xiang)位(wei)／幅(fu)值量(liang)化(hua)(hua)為數(shu)字(zi)(zi)信(xin)(xin)號(hao)(hao)，然后通(tong)(tong)過(guo)(guo)D/A變(bian)換和低通(tong)(tong)濾波即可(ke)得到(dao)相(xiang)位(wei)變(bian)化(hua)(hua)的(de)合(he)成模擬信(xin)(xin)號(hao)(hao)頻率(lv)(lv)。
和(he)普通(tong)信(xin)號發生器相(xiang)比，dds技術允(yun)許通(tong)過一(yi)個(ge)(ge)頻(pin)率(lv)(lv)表迅速地改變(bian)信(xin)號的Δ相(xiang)位，并能夠指定一(yi)個(ge)(ge)頻(pin)率(lv)(lv)表，該表包(bao)括(kuo)由波形頻(pin)率(lv)(lv)和(he)持續(xu)時間信(xin)息組成(cheng)的各個(ge)(ge)段，通(tong)過生成(cheng)一(yi)個(ge)(ge)頻(pin)率(lv)(lv)表，可以構建復雜的頻(pin)率(lv)(lv)掃描(miao)信(xin)號和(he)頻(pin)率(lv)(lv)跳變(bian)信(xin)號。
