一、什么是dds信號發生器
DDS信(xin)(xin)號(hao)發生(sheng)器，是指采用直接數(shu)字頻率(lv)合成(cheng)（Direct Digital Synthesis，簡(jian)稱DDS）技術的(de)信(xin)(xin)號(hao)發生(sheng)器，這(zhe)種(zhong)信(xin)(xin)號(hao)發生(sheng)器把頻率(lv)穩(wen)定(ding)度、準確度提高到與(yu)基(ji)準頻率(lv)相同的(de)水平(ping)，并且可(ke)以在很寬的(de)頻率(lv)范圍內進行精細的(de)頻率(lv)調(diao)(diao)節。采用這(zhe)種(zhong)方法設計的(de)信(xin)(xin)號(hao)源可(ke)工作于調(diao)(diao)制狀態，可(ke)對輸出電平(ping)進行調(diao)(diao)節，也可(ke)輸出各種(zhong)波形(xing)。
二、dds信號發生器的結構組成
信號(hao)(hao)發生(sheng)器(qi)是(shi)一種(zhong)能產生(sheng)標準(zhun)信號(hao)(hao)的(de)電(dian)子儀(yi)器(qi)，是(shi)工業生(sheng)產和(he)電(dian)工電(dian)子實(shi)驗室中經(jing)常使用的(de)電(dian)子儀(yi)器(qi)之(zhi)一。隨著社會發展和(he)科技(ji)的(de)進(jin)步(bu)，目前中高端的(de)信號(hao)(hao)發生(sheng)器(qi)的(de)設計均采用了DDS技(ji)術，dds信號(hao)(hao)發生(sheng)器(qi)主要(yao)由(you)以(yi)下幾部分(fen)組成：
1、相位累加器
DDS技術中最(zui)關鍵(jian)的(de)(de)(de)部分就是相(xiang)位(wei)累(lei)加器(qi)。相(xiang)位(wei)累(lei)加器(qi)是在外部時鐘信號(hao)的(de)(de)(de)控制下產生讀取(qu)數據(ju)的(de)(de)(de)地址值，然(ran)后(hou)通(tong)過查表(biao)法，把(ba)(ba)地址直接轉化為所(suo)需(xu)信號(hao)波(bo)(bo)(bo)形(xing)的(de)(de)(de)數字幅(fu)度序列，再(zai)經由數模變(bian)換(huan)器(qi)（ D/A）把(ba)(ba)代表(biao)信號(hao)波(bo)(bo)(bo)形(xing)幅(fu)度的(de)(de)(de)數字序列進一步(bu)轉化為模擬電壓，最(zui)后(hou)傳送到低通(tong)濾波(bo)(bo)(bo)器(qi)。經過濾波(bo)(bo)(bo)器(qi)處理，將(jiang)數模變(bian)換(huan)器(qi)中不理想的(de)(de)(de)階梯狀波(bo)(bo)(bo)形(xing)轉化為平(ping)滑的(de)(de)(de)所(suo)需(xu)波(bo)(bo)(bo)形(xing)。合成信號(hao)的(de)(de)(de)波(bo)(bo)(bo)形(xing)種類(lei)由ROM表(biao)中的(de)(de)(de)幅(fu)度序列決(jue)定。如(ru)果(guo)需(xu)要(yao)多種波(bo)(bo)(bo)形(xing)，只需(xu)把(ba)(ba)所(suo)需(xu)波(bo)(bo)(bo)形(xing)的(de)(de)(de)數據(ju)直接存放到ROM表(biao)中即可。
2、波形存儲器
波(bo)形(xing)存(cun)(cun)儲器也被稱之為(wei)正弦查(cha)詢(xun)表(biao)，它(ta)的(de)(de)主(zhu)要(yao)功能是在任何一(yi)(yi)個參(can)考時鐘周期內，都可以把從上一(yi)(yi)級傳輸過來的(de)(de)相位二進制(zhi)碼(ma)信(xin)(xin)息(xi)(xi)作(zuo)為(wei)地址(zhi)，讀取查(cha)詢(xun)表(biao)中的(de)(de)相應(ying)地址(zhi)對應(ying)的(de)(de)幅(fu)值二進制(zhi)碼(ma)信(xin)(xin)息(xi)(xi)。這(zhe)里(li)需(xu)要(yao)說明(ming)的(de)(de)是，正弦查(cha)詢(xun)表(biao)中能夠查(cha)找的(de)(de)數據(ju)信(xin)(xin)息(xi)(xi)是預先存(cun)(cun)儲好的(de)(de)，也就(jiu)是說需(xu)要(yao)事(shi)先對標準的(de)(de)正弦信(xin)(xin)號(hao)(hao)按照采樣(yang)定理進行抽樣(yang)和離散，比如波(bo)形(xing)存(cun)(cun)儲器的(de)(de)查(cha)詢(xun)地址(zhi)為(wei)M，這(zhe)就(jiu)需(xu)要(yao)將(jiang)一(yi)(yi)個周期的(de)(de)標準正弦信(xin)(xin)號(hao)(hao)G（t）進行抽樣(yang)和離散，即使其成為(wei)一(yi)(yi)個有2M個樣(yang)本值的(de)(de)D位二進制(zhi)離散序(xu)列，把每一(yi)(yi)個樣(yang)值的(de)(de)相位信(xin)(xin)息(xi)(xi)作(zuo)為(wei)存(cun)(cun)儲地址(zhi)，對應(ying)的(de)(de)幅(fu)值信(xin)(xin)息(xi)(xi)作(zuo)為(wei)地址(zhi)的(de)(de)存(cun)(cun)儲內容。
當收(shou)到上(shang)一級(ji)相位累(lei)加器傳(chuan)輸過來(lai)的(de)(de)相位二進(jin)(jin)制(zhi)碼信息時，將(jiang)其(qi)作為地(di)址來(lai)讀取內部對(dui)應的(de)(de)預先存好的(de)(de)存儲內容即標準信號的(de)(de)幅值二進(jin)(jin)制(zhi)碼信息，并將(jiang)這個幅值信息的(de)(de)D位二進(jin)(jin)制(zhi)碼傳(chuan)送(song)給下(xia)一級(ji)。
3、數模轉換器
數(shu)(shu)(shu)模(mo)轉(zhuan)換器可以(yi)把波(bo)(bo)形(xing)存儲器所輸(shu)(shu)出的(de)(de)包(bao)含幅值(zhi)信(xin)息的(de)(de)D位二進制離散序(xu)列轉(zhuan)換成連續的(de)(de)模(mo)擬信(xin)號，但在(zai)實際(ji)中(zhong)，它(ta)所恢復的(de)(de)模(mo)擬信(xin)號并不是真正(zheng)光滑(hua)的(de)(de)正(zheng)弦波(bo)(bo)，而是由很(hen)多個小(xiao)方(fang)塊聚合成一個具有正(zheng)弦波(bo)(bo)輪(lun)廓(kuo)的(de)(de)階(jie)梯形(xing)信(xin)號。更直觀(guan)地說，轉(zhuan)換來的(de)(de)模(mo)擬信(xin)號不能(neng)完全被還(huan)(huan)原，D/A轉(zhuan)換器的(de)(de)位數(shu)(shu)(shu)在(zai)很(hen)大程度(du)(du)上決定了還(huan)(huan)原后(hou)模(mo)擬信(xin)號的(de)(de)精度(du)(du)——位數(shu)(shu)(shu)越(yue)大，分辨率(lv)越(yue)高，組成階(jie)梯形(xing)正(zheng)弦信(xin)號的(de)(de)矩形(xing)數(shu)(shu)(shu)量(liang)(liang)就越(yue)多，波(bo)(bo)形(xing)看起來越(yue)平滑(hua)，與正(zheng)弦波(bo)(bo)形(xing)的(de)(de)相似度(du)(du)也就越(yue)高。所以(yi)，目前多數(shu)(shu)(shu)集成電路(lu)廠(chang)商(shang)在(zai)設計DDS芯片時都會盡量(liang)(liang)集成具有較高位數(shu)(shu)(shu)的(de)(de)數(shu)(shu)(shu)模(mo)轉(zhuan)換器。同樣，D/A轉(zhuan)換器的(de)(de)其(qi)他(ta)參數(shu)(shu)(shu)，如轉(zhuan)換速率(lv)、線性度(du)(du)等也都影響(xiang)著輸(shu)(shu)出信(xin)號的(de)(de)質量(liang)(liang)。
4、低通濾波器
低(di)通濾波(bo)器主要(yao)是將(jiang)上級（D/A轉(zhuan)換器）輸出的(de)階梯形的(de)正弦(xian)信號進行平(ping)滑(hua)處理，去(qu)除混疊的(de)、無(wu)用的(de)雜散分量，使輸出信號更為(wei)純(chun)凈，波(bo)形變得更為(wei)平(ping)滑(hua)。
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信號(hao)發生器是(shi)根據奈奎斯特取(qu)(qu)樣(yang)定(ding)理制(zhi)成(cheng)的：從連(lian)續信號(hao)的相(xiang)(xiang)(xiang)位(wei)Φ出發，對一個正弦信號(hao)進行取(qu)(qu)樣(yang)、量化(hua)、編(bian)碼，然(ran)后(hou)將(jiang)形成(cheng)的正弦函數表(biao)存入ROM/RAM中，合成(cheng)時則(ze)通(tong)過(guo)改變(bian)(bian)(bian)相(xiang)(xiang)(xiang)位(wei)累(lei)加器的頻(pin)(pin)率(lv)控制(zhi)字來改變(bian)(bian)(bian)相(xiang)(xiang)(xiang)位(wei)增量，相(xiang)(xiang)(xiang)位(wei)增量不(bu)同(tong)將(jiang)導(dao)致一個周期內取(qu)(qu)樣(yang)點數的不(bu)同(tong)。因角頻(pin)(pin)率(lv)ω＝△φ·△ｔ，故可(ke)在取(qu)(qu)樣(yang)頻(pin)(pin)率(lv)不(bu)變(bian)(bian)(bian)的情況下(xia)，通(tong)過(guo)改變(bian)(bian)(bian)相(xiang)(xiang)(xiang)位(wei)累(lei)加器頻(pin)(pin)率(lv)控制(zhi)字的方(fang)法將(jiang)這種變(bian)(bian)(bian)化(hua)的相(xiang)(xiang)(xiang)位(wei)／幅值量化(hua)為數字信號(hao)，然(ran)后(hou)通(tong)過(guo)D/A變(bian)(bian)(bian)換和(he)低通(tong)濾(lv)波即(ji)可(ke)得(de)到相(xiang)(xiang)(xiang)位(wei)變(bian)(bian)(bian)化(hua)的合成(cheng)模(mo)擬信號(hao)頻(pin)(pin)率(lv)。
和(he)(he)普通信(xin)(xin)號(hao)(hao)發生器相(xiang)比，dds技術允許通過一(yi)個頻(pin)(pin)率(lv)表迅(xun)速地(di)改變(bian)信(xin)(xin)號(hao)(hao)的(de)Δ相(xiang)位，并(bing)能夠指(zhi)定一(yi)個頻(pin)(pin)率(lv)表，該表包括(kuo)由波形(xing)頻(pin)(pin)率(lv)和(he)(he)持續(xu)時間信(xin)(xin)息組成的(de)各(ge)個段，通過生成一(yi)個頻(pin)(pin)率(lv)表，可以構(gou)建復雜(za)的(de)頻(pin)(pin)率(lv)掃描信(xin)(xin)號(hao)(hao)和(he)(he)頻(pin)(pin)率(lv)跳變(bian)信(xin)(xin)號(hao)(hao)。
