一、什么是dds信號發生器
DDS信(xin)號(hao)發生器，是指(zhi)采用(yong)直接數字(zi)頻(pin)(pin)(pin)率合成（Direct Digital Synthesis，簡稱DDS）技術(shu)的信(xin)號(hao)發生器，這種(zhong)信(xin)號(hao)發生器把頻(pin)(pin)(pin)率穩定(ding)度(du)、準確度(du)提(ti)高(gao)到(dao)與基準頻(pin)(pin)(pin)率相同的水平(ping)，并且(qie)可(ke)(ke)以在(zai)很寬的頻(pin)(pin)(pin)率范(fan)圍內進行精(jing)細的頻(pin)(pin)(pin)率調(diao)節。采用(yong)這種(zhong)方法設計的信(xin)號(hao)源可(ke)(ke)工作(zuo)于調(diao)制狀態(tai)，可(ke)(ke)對輸出電(dian)平(ping)進行調(diao)節，也(ye)可(ke)(ke)輸出各種(zhong)波形。
二、dds信號發生器的結構組成
信(xin)號發生(sheng)器是一種能(neng)產生(sheng)標(biao)準信(xin)號的(de)電(dian)子儀器，是工(gong)(gong)業生(sheng)產和(he)電(dian)工(gong)(gong)電(dian)子實驗室中經(jing)常(chang)使用的(de)電(dian)子儀器之一。隨著(zhu)社(she)會(hui)發展和(he)科技(ji)(ji)的(de)進步，目前(qian)中高(gao)端的(de)信(xin)號發生(sheng)器的(de)設計均采(cai)用了(le)DDS技(ji)(ji)術，dds信(xin)號發生(sheng)器主要(yao)由以下幾部分組成：
1、相位累加器
DDS技術中(zhong)最關鍵的(de)(de)(de)部(bu)分就是(shi)相(xiang)位(wei)累(lei)加(jia)器(qi)。相(xiang)位(wei)累(lei)加(jia)器(qi)是(shi)在外(wai)部(bu)時鐘信號(hao)(hao)的(de)(de)(de)控(kong)制下產生讀取(qu)數據的(de)(de)(de)地址值，然后通過查表法，把地址直(zhi)接轉(zhuan)化為所(suo)(suo)需(xu)(xu)信號(hao)(hao)波(bo)(bo)(bo)形(xing)的(de)(de)(de)數字幅(fu)(fu)度序(xu)列，再經由數模變換(huan)器(qi)（ D/A）把代表信號(hao)(hao)波(bo)(bo)(bo)形(xing)幅(fu)(fu)度的(de)(de)(de)數字序(xu)列進一步轉(zhuan)化為模擬電壓，最后傳送到(dao)低通濾波(bo)(bo)(bo)器(qi)。經過濾波(bo)(bo)(bo)器(qi)處理(li)，將數模變換(huan)器(qi)中(zhong)不理(li)想的(de)(de)(de)階(jie)梯狀波(bo)(bo)(bo)形(xing)轉(zhuan)化為平滑的(de)(de)(de)所(suo)(suo)需(xu)(xu)波(bo)(bo)(bo)形(xing)。合成信號(hao)(hao)的(de)(de)(de)波(bo)(bo)(bo)形(xing)種類(lei)由ROM表中(zhong)的(de)(de)(de)幅(fu)(fu)度序(xu)列決定。如果(guo)需(xu)(xu)要多(duo)種波(bo)(bo)(bo)形(xing)，只需(xu)(xu)把所(suo)(suo)需(xu)(xu)波(bo)(bo)(bo)形(xing)的(de)(de)(de)數據直(zhi)接存放到(dao)ROM表中(zhong)即可。
2、波形存儲器
波(bo)形存(cun)儲(chu)器也被稱之為(wei)(wei)正(zheng)弦(xian)查(cha)詢表(biao)，它的(de)(de)(de)(de)主要(yao)功能是在任何一(yi)(yi)個(ge)參(can)考時鐘周(zhou)期內，都可以(yi)把從上一(yi)(yi)級(ji)傳(chuan)輸(shu)過來的(de)(de)(de)(de)相(xiang)位(wei)二(er)進(jin)(jin)制碼信(xin)息(xi)(xi)作(zuo)為(wei)(wei)地(di)址(zhi)(zhi)，讀取(qu)查(cha)詢表(biao)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)相(xiang)應地(di)址(zhi)(zhi)對(dui)應的(de)(de)(de)(de)幅值(zhi)二(er)進(jin)(jin)制碼信(xin)息(xi)(xi)。這(zhe)里需要(yao)說明的(de)(de)(de)(de)是，正(zheng)弦(xian)查(cha)詢表(biao)中(zhong)能夠查(cha)找(zhao)的(de)(de)(de)(de)數據信(xin)息(xi)(xi)是預先存(cun)儲(chu)好的(de)(de)(de)(de)，也就是說需要(yao)事先對(dui)標準的(de)(de)(de)(de)正(zheng)弦(xian)信(xin)號(hao)按照采(cai)樣(yang)定理進(jin)(jin)行(xing)抽樣(yang)和離散，比如波(bo)形存(cun)儲(chu)器的(de)(de)(de)(de)查(cha)詢地(di)址(zhi)(zhi)為(wei)(wei)M，這(zhe)就需要(yao)將(jiang)一(yi)(yi)個(ge)周(zhou)期的(de)(de)(de)(de)標準正(zheng)弦(xian)信(xin)號(hao)G（t）進(jin)(jin)行(xing)抽樣(yang)和離散，即使其成為(wei)(wei)一(yi)(yi)個(ge)有2M個(ge)樣(yang)本(ben)值(zhi)的(de)(de)(de)(de)D位(wei)二(er)進(jin)(jin)制離散序列，把每一(yi)(yi)個(ge)樣(yang)值(zhi)的(de)(de)(de)(de)相(xiang)位(wei)信(xin)息(xi)(xi)作(zuo)為(wei)(wei)存(cun)儲(chu)地(di)址(zhi)(zhi)，對(dui)應的(de)(de)(de)(de)幅值(zhi)信(xin)息(xi)(xi)作(zuo)為(wei)(wei)地(di)址(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)存(cun)儲(chu)內容。
當收到上一級相位(wei)累加器(qi)傳輸過來(lai)的相位(wei)二進制(zhi)碼信息時，將(jiang)其作(zuo)為地址來(lai)讀取內(nei)部對應的預先存(cun)好的存(cun)儲內(nei)容即標準信號的幅(fu)值二進制(zhi)碼信息，并將(jiang)這個幅(fu)值信息的D位(wei)二進制(zhi)碼傳送(song)給(gei)下一級。
3、數模轉換器
數(shu)(shu)模轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)換(huan)(huan)器(qi)(qi)(qi)可以把波(bo)形(xing)存儲(chu)器(qi)(qi)(qi)所(suo)輸出的(de)(de)包含(han)幅值信(xin)息的(de)(de)D位二進制離(li)散序列(lie)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)換(huan)(huan)成(cheng)(cheng)連續(xu)的(de)(de)模擬信(xin)號(hao)，但(dan)在實際中，它所(suo)恢復的(de)(de)模擬信(xin)號(hao)并不(bu)是真正(zheng)光滑的(de)(de)正(zheng)弦波(bo)，而是由很多個(ge)小方(fang)塊聚合成(cheng)(cheng)一(yi)個(ge)具有正(zheng)弦波(bo)輪廓的(de)(de)階梯(ti)形(xing)信(xin)號(hao)。更(geng)直觀地說，轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)換(huan)(huan)來的(de)(de)模擬信(xin)號(hao)不(bu)能完全(quan)被還原，D/A轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)換(huan)(huan)器(qi)(qi)(qi)的(de)(de)位數(shu)(shu)在很大(da)程度上決定了還原后模擬信(xin)號(hao)的(de)(de)精度——位數(shu)(shu)越(yue)大(da)，分辨(bian)率越(yue)高(gao)，組成(cheng)(cheng)階梯(ti)形(xing)正(zheng)弦信(xin)號(hao)的(de)(de)矩形(xing)數(shu)(shu)量就(jiu)越(yue)多，波(bo)形(xing)看起來越(yue)平滑，與正(zheng)弦波(bo)形(xing)的(de)(de)相似度也就(jiu)越(yue)高(gao)。所(suo)以，目(mu)前多數(shu)(shu)集(ji)成(cheng)(cheng)電路(lu)廠商在設計DDS芯片(pian)時都會(hui)盡量集(ji)成(cheng)(cheng)具有較高(gao)位數(shu)(shu)的(de)(de)數(shu)(shu)模轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)換(huan)(huan)器(qi)(qi)(qi)。同樣，D/A轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)換(huan)(huan)器(qi)(qi)(qi)的(de)(de)其他(ta)參數(shu)(shu)，如轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)換(huan)(huan)速率、線性度等也都影響著輸出信(xin)號(hao)的(de)(de)質(zhi)量。
4、低通濾波器
低通濾波器主要是將上級(ji)（D/A轉換器）輸出的階(jie)梯形的正(zheng)弦信號進(jin)行(xing)平滑處理，去除(chu)混疊的、無(wu)用的雜散分量，使輸出信號更(geng)為(wei)純凈(jing)，波形變得更(geng)為(wei)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)號發(fa)生器是根據奈(nai)奎(kui)斯(si)特(te)取(qu)樣(yang)(yang)定(ding)理(li)制(zhi)(zhi)成的(de)(de)(de)：從連續信(xin)號的(de)(de)(de)相位(wei)(wei)Φ出發(fa)，對一個(ge)(ge)正弦信(xin)號進行(xing)取(qu)樣(yang)(yang)、量(liang)化、編碼，然(ran)后將(jiang)形成的(de)(de)(de)正弦函數表存入ROM/RAM中(zhong)，合(he)成時則通(tong)過改變(bian)相位(wei)(wei)累加器的(de)(de)(de)頻(pin)率(lv)(lv)(lv)控制(zhi)(zhi)字來改變(bian)相位(wei)(wei)增量(liang)，相位(wei)(wei)增量(liang)不同將(jiang)導致一個(ge)(ge)周期內取(qu)樣(yang)(yang)點數的(de)(de)(de)不同。因角頻(pin)率(lv)(lv)(lv)ω＝△φ·△ｔ，故可(ke)在(zai)取(qu)樣(yang)(yang)頻(pin)率(lv)(lv)(lv)不變(bian)的(de)(de)(de)情況下，通(tong)過改變(bian)相位(wei)(wei)累加器頻(pin)率(lv)(lv)(lv)控制(zhi)(zhi)字的(de)(de)(de)方法將(jiang)這種(zhong)變(bian)化的(de)(de)(de)相位(wei)(wei)／幅值量(liang)化為數字信(xin)號，然(ran)后通(tong)過D/A變(bian)換和低通(tong)濾波(bo)即(ji)可(ke)得(de)到(dao)相位(wei)(wei)變(bian)化的(de)(de)(de)合(he)成模擬信(xin)號頻(pin)率(lv)(lv)(lv)。
和(he)普通信(xin)號發生(sheng)(sheng)器(qi)相(xiang)比，dds技術允許通過一(yi)個(ge)頻率(lv)(lv)表迅(xun)速地改(gai)變(bian)信(xin)號的Δ相(xiang)位，并能夠指定一(yi)個(ge)頻率(lv)(lv)表，該表包(bao)括由波形頻率(lv)(lv)和(he)持續時間信(xin)息(xi)組(zu)成的各(ge)個(ge)段，通過生(sheng)(sheng)成一(yi)個(ge)頻率(lv)(lv)表，可以構(gou)建復雜的頻率(lv)(lv)掃(sao)描信(xin)號和(he)頻率(lv)(lv)跳變(bian)信(xin)號。
