一、什么是dds信號發生器
DDS信(xin)號(hao)發(fa)(fa)(fa)生器(qi)，是指采(cai)用直接數(shu)字頻率合成（Direct Digital Synthesis，簡稱DDS）技術(shu)的信(xin)號(hao)發(fa)(fa)(fa)生器(qi)，這種信(xin)號(hao)發(fa)(fa)(fa)生器(qi)把頻率穩(wen)定(ding)度、準確度提高到與基(ji)準頻率相同的水平，并且可(ke)(ke)以在很(hen)寬的頻率范(fan)圍內進(jin)行精細的頻率調節(jie)。采(cai)用這種方法設計的信(xin)號(hao)源可(ke)(ke)工作于調制狀態，可(ke)(ke)對(dui)輸出電平進(jin)行調節(jie)，也可(ke)(ke)輸出各種波(bo)形。
二、dds信號發生器的結構組成
信(xin)號發(fa)生(sheng)器(qi)是(shi)一種能產生(sheng)標準信(xin)號的(de)電子(zi)儀器(qi)，是(shi)工(gong)業生(sheng)產和電工(gong)電子(zi)實驗(yan)室(shi)中經(jing)常使用的(de)電子(zi)儀器(qi)之(zhi)一。隨著(zhu)社會(hui)發(fa)展和科(ke)技的(de)進步(bu)，目前中高端的(de)信(xin)號發(fa)生(sheng)器(qi)的(de)設計(ji)均采用了DDS技術(shu)，dds信(xin)號發(fa)生(sheng)器(qi)主(zhu)要由(you)以下(xia)幾部分組成：
1、相位累加器
DDS技術中(zhong)最(zui)關鍵的(de)(de)(de)部分就是(shi)相位累(lei)(lei)加器(qi)。相位累(lei)(lei)加器(qi)是(shi)在外(wai)部時(shi)鐘信(xin)號的(de)(de)(de)控制(zhi)下產生讀取(qu)數(shu)(shu)(shu)據的(de)(de)(de)地址值，然后通過(guo)查(cha)表法(fa)，把地址直(zhi)接轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)化(hua)為(wei)所需(xu)(xu)信(xin)號波(bo)(bo)(bo)形的(de)(de)(de)數(shu)(shu)(shu)字幅度序(xu)(xu)列，再經(jing)由數(shu)(shu)(shu)模變換器(qi)（ D/A）把代表信(xin)號波(bo)(bo)(bo)形幅度的(de)(de)(de)數(shu)(shu)(shu)字序(xu)(xu)列進一步轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)化(hua)為(wei)模擬電壓(ya)，最(zui)后傳送到低通濾波(bo)(bo)(bo)器(qi)。經(jing)過(guo)濾波(bo)(bo)(bo)器(qi)處(chu)理(li)，將數(shu)(shu)(shu)模變換器(qi)中(zhong)不理(li)想的(de)(de)(de)階梯(ti)狀波(bo)(bo)(bo)形轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)化(hua)為(wei)平(ping)滑的(de)(de)(de)所需(xu)(xu)波(bo)(bo)(bo)形。合成信(xin)號的(de)(de)(de)波(bo)(bo)(bo)形種類由ROM表中(zhong)的(de)(de)(de)幅度序(xu)(xu)列決(jue)定(ding)。如果需(xu)(xu)要多種波(bo)(bo)(bo)形，只(zhi)需(xu)(xu)把所需(xu)(xu)波(bo)(bo)(bo)形的(de)(de)(de)數(shu)(shu)(shu)據直(zhi)接存放(fang)到ROM表中(zhong)即(ji)可。
2、波形存儲器
波形存儲器(qi)也被稱之為(wei)正(zheng)弦(xian)(xian)查詢(xun)表，它的(de)(de)(de)(de)(de)主要(yao)功能是在任何一(yi)個(ge)參考時(shi)鐘周期內，都可以把(ba)從上一(yi)級傳輸過(guo)來(lai)的(de)(de)(de)(de)(de)相(xiang)位(wei)二進(jin)(jin)制碼(ma)信(xin)(xin)息(xi)(xi)(xi)作(zuo)為(wei)地址，讀取查詢(xun)表中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)相(xiang)應地址對應的(de)(de)(de)(de)(de)幅值二進(jin)(jin)制碼(ma)信(xin)(xin)息(xi)(xi)(xi)。這里需(xu)要(yao)說(shuo)明的(de)(de)(de)(de)(de)是，正(zheng)弦(xian)(xian)查詢(xun)表中(zhong)能夠查找的(de)(de)(de)(de)(de)數據信(xin)(xin)息(xi)(xi)(xi)是預先存儲好的(de)(de)(de)(de)(de)，也就(jiu)是說(shuo)需(xu)要(yao)事先對標準的(de)(de)(de)(de)(de)正(zheng)弦(xian)(xian)信(xin)(xin)號按(an)照采(cai)樣(yang)定理進(jin)(jin)行抽樣(yang)和離(li)散(san)(san)，比如波形存儲器(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)查詢(xun)地址為(wei)M，這就(jiu)需(xu)要(yao)將一(yi)個(ge)周期的(de)(de)(de)(de)(de)標準正(zheng)弦(xian)(xian)信(xin)(xin)號G（t）進(jin)(jin)行抽樣(yang)和離(li)散(san)(san)，即使其成為(wei)一(yi)個(ge)有(you)2M個(ge)樣(yang)本值的(de)(de)(de)(de)(de)D位(wei)二進(jin)(jin)制離(li)散(san)(san)序列(lie)，把(ba)每一(yi)個(ge)樣(yang)值的(de)(de)(de)(de)(de)相(xiang)位(wei)信(xin)(xin)息(xi)(xi)(xi)作(zuo)為(wei)存儲地址，對應的(de)(de)(de)(de)(de)幅值信(xin)(xin)息(xi)(xi)(xi)作(zuo)為(wei)地址的(de)(de)(de)(de)(de)存儲內容。
當收到上一(yi)級(ji)相(xiang)位(wei)累加(jia)器傳(chuan)輸過來的(de)(de)相(xiang)位(wei)二進制碼(ma)信(xin)(xin)息(xi)時，將(jiang)其作(zuo)為(wei)地址來讀(du)取內(nei)部對應的(de)(de)預先存好的(de)(de)存儲內(nei)容即標(biao)準(zhun)信(xin)(xin)號的(de)(de)幅(fu)值二進制碼(ma)信(xin)(xin)息(xi)，并將(jiang)這(zhe)個(ge)幅(fu)值信(xin)(xin)息(xi)的(de)(de)D位(wei)二進制碼(ma)傳(chuan)送給下一(yi)級(ji)。
3、數模轉換器
數(shu)模(mo)(mo)轉換(huan)器可(ke)以把(ba)波(bo)形存儲器所輸(shu)出的(de)(de)包含幅值信(xin)息的(de)(de)D位二進制離散序列轉換(huan)成連續的(de)(de)模(mo)(mo)擬信(xin)號，但在實(shi)際中，它所恢復的(de)(de)模(mo)(mo)擬信(xin)號并不是真正(zheng)光(guang)滑(hua)的(de)(de)正(zheng)弦(xian)波(bo)，而(er)是由很(hen)多個(ge)小方塊聚合成一個(ge)具有正(zheng)弦(xian)波(bo)輪廓的(de)(de)階梯(ti)形信(xin)號。更(geng)直觀地說，轉換(huan)來的(de)(de)模(mo)(mo)擬信(xin)號不能完全被還原，D/A轉換(huan)器的(de)(de)位數(shu)在很(hen)大程度上決定了還原后模(mo)(mo)擬信(xin)號的(de)(de)精度——位數(shu)越(yue)大，分辨率越(yue)高(gao)，組成階梯(ti)形正(zheng)弦(xian)信(xin)號的(de)(de)矩形數(shu)量(liang)(liang)就越(yue)多，波(bo)形看起(qi)來越(yue)平滑(hua)，與正(zheng)弦(xian)波(bo)形的(de)(de)相似(si)度也就越(yue)高(gao)。所以，目前多數(shu)集成電路廠(chang)商(shang)在設計DDS芯(xin)片時都(dou)會盡量(liang)(liang)集成具有較高(gao)位數(shu)的(de)(de)數(shu)模(mo)(mo)轉換(huan)器。同(tong)樣，D/A轉換(huan)器的(de)(de)其他參數(shu)，如轉換(huan)速率、線性度等(deng)也都(dou)影響著輸(shu)出信(xin)號的(de)(de)質量(liang)(liang)。
4、低通濾波器
低通濾波(bo)器(qi)主要是將上級(ji)（D/A轉(zhuan)換器(qi)）輸(shu)出的階梯形的正弦信號進(jin)行平滑處理，去除混疊的、無用的雜(za)散分量，使(shi)輸(shu)出信號更為純凈(jing)，波(bo)形變得(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)號(hao)發生器是根據(ju)奈(nai)奎斯特取(qu)(qu)樣(yang)定理(li)制(zhi)成(cheng)的：從連續(xu)信(xin)號(hao)的相(xiang)位(wei)Φ出(chu)發，對(dui)一個正(zheng)(zheng)弦(xian)信(xin)號(hao)進行取(qu)(qu)樣(yang)、量(liang)(liang)化(hua)、編(bian)碼，然(ran)后(hou)將形(xing)成(cheng)的正(zheng)(zheng)弦(xian)函數(shu)表(biao)存入ROM/RAM中，合成(cheng)時則通過(guo)改(gai)變相(xiang)位(wei)累加器的頻(pin)率(lv)控制(zhi)字(zi)來改(gai)變相(xiang)位(wei)增量(liang)(liang)，相(xiang)位(wei)增量(liang)(liang)不同將導致(zhi)一個周期內(nei)取(qu)(qu)樣(yang)點數(shu)的不同。因角頻(pin)率(lv)ω＝△φ·△ｔ，故(gu)可在取(qu)(qu)樣(yang)頻(pin)率(lv)不變的情(qing)況下，通過(guo)改(gai)變相(xiang)位(wei)累加器頻(pin)率(lv)控制(zhi)字(zi)的方法將這種變化(hua)的相(xiang)位(wei)／幅值量(liang)(liang)化(hua)為數(shu)字(zi)信(xin)號(hao)，然(ran)后(hou)通過(guo)D/A變換和低通濾波即可得到相(xiang)位(wei)變化(hua)的合成(cheng)模(mo)擬信(xin)號(hao)頻(pin)率(lv)。
和普通(tong)信號(hao)(hao)發生(sheng)器相比，dds技術(shu)允許通(tong)過一個(ge)頻(pin)(pin)率(lv)表迅速地改(gai)變信號(hao)(hao)的Δ相位，并能夠指定一個(ge)頻(pin)(pin)率(lv)表，該表包括由(you)波形頻(pin)(pin)率(lv)和持(chi)續(xu)時間信息組成的各個(ge)段，通(tong)過生(sheng)成一個(ge)頻(pin)(pin)率(lv)表，可以構建復雜的頻(pin)(pin)率(lv)掃(sao)描信號(hao)(hao)和頻(pin)(pin)率(lv)跳變信號(hao)(hao)。
