一、什么是dds信號發生器
DDS信號(hao)發(fa)生(sheng)器(qi)，是指采用(yong)直(zhi)接數(shu)字頻(pin)率(lv)合成（Direct Digital Synthesis，簡稱(cheng)DDS）技術的(de)(de)信號(hao)發(fa)生(sheng)器(qi)，這(zhe)(zhe)種(zhong)信號(hao)發(fa)生(sheng)器(qi)把頻(pin)率(lv)穩定度、準確(que)度提高到與(yu)基(ji)準頻(pin)率(lv)相同的(de)(de)水平，并且可以在很寬的(de)(de)頻(pin)率(lv)范圍內進(jin)(jin)行精細的(de)(de)頻(pin)率(lv)調(diao)節。采用(yong)這(zhe)(zhe)種(zhong)方法設計的(de)(de)信號(hao)源可工(gong)作于調(diao)制(zhi)狀態，可對輸出電平進(jin)(jin)行調(diao)節，也可輸出各種(zhong)波形。
二、dds信號發生器的結構組成
信(xin)(xin)號發(fa)生(sheng)器(qi)(qi)是(shi)(shi)一種能產生(sheng)標(biao)準信(xin)(xin)號的電(dian)子(zi)儀器(qi)(qi)，是(shi)(shi)工業生(sheng)產和(he)電(dian)工電(dian)子(zi)實驗室中經(jing)常使用的電(dian)子(zi)儀器(qi)(qi)之一。隨著(zhu)社會發(fa)展和(he)科(ke)技的進步(bu)，目前中高端(duan)的信(xin)(xin)號發(fa)生(sheng)器(qi)(qi)的設計均采用了DDS技術，dds信(xin)(xin)號發(fa)生(sheng)器(qi)(qi)主要由(you)以(yi)下幾(ji)部(bu)分組成(cheng)：
1、相位累加器
DDS技(ji)術中(zhong)最(zui)關鍵的(de)部分就是(shi)相位(wei)(wei)累(lei)加(jia)器。相位(wei)(wei)累(lei)加(jia)器是(shi)在外部時鐘(zhong)信號(hao)的(de)控(kong)制下產生(sheng)讀取數(shu)據的(de)地址值，然(ran)后(hou)通(tong)過(guo)(guo)查表法，把地址直接轉(zhuan)(zhuan)化為所需(xu)信號(hao)波(bo)形(xing)(xing)的(de)數(shu)字幅度序列(lie)，再經(jing)由數(shu)模(mo)變(bian)換(huan)器（ D/A）把代表信號(hao)波(bo)形(xing)(xing)幅度的(de)數(shu)字序列(lie)進一(yi)步轉(zhuan)(zhuan)化為模(mo)擬電壓，最(zui)后(hou)傳送到低通(tong)濾(lv)波(bo)器。經(jing)過(guo)(guo)濾(lv)波(bo)器處理，將數(shu)模(mo)變(bian)換(huan)器中(zhong)不(bu)理想的(de)階梯(ti)狀波(bo)形(xing)(xing)轉(zhuan)(zhuan)化為平滑的(de)所需(xu)波(bo)形(xing)(xing)。合成(cheng)信號(hao)的(de)波(bo)形(xing)(xing)種類(lei)由ROM表中(zhong)的(de)幅度序列(lie)決定。如果需(xu)要多種波(bo)形(xing)(xing)，只需(xu)把所需(xu)波(bo)形(xing)(xing)的(de)數(shu)據直接存(cun)放到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)正弦(xian)(xian)查(cha)詢(xun)(xun)表，它的(de)(de)(de)主要(yao)(yao)功能是在任何一(yi)個參考時(shi)鐘(zhong)周(zhou)期內，都可以(yi)把(ba)從上(shang)一(yi)級傳輸過來(lai)的(de)(de)(de)相位二(er)進制碼(ma)信息(xi)(xi)作為(wei)(wei)地(di)址，讀取(qu)查(cha)詢(xun)(xun)表中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)相應(ying)地(di)址對應(ying)的(de)(de)(de)幅值(zhi)二(er)進制碼(ma)信息(xi)(xi)。這(zhe)里(li)需要(yao)(yao)說(shuo)明的(de)(de)(de)是，正弦(xian)(xian)查(cha)詢(xun)(xun)表中(zhong)(zhong)能夠查(cha)找的(de)(de)(de)數據信息(xi)(xi)是預先存(cun)儲(chu)好的(de)(de)(de)，也就是說(shuo)需要(yao)(yao)事先對標準(zhun)的(de)(de)(de)正弦(xian)(xian)信號(hao)按照采樣(yang)(yang)定(ding)理進行抽樣(yang)(yang)和離(li)散(san)，比如(ru)波(bo)形存(cun)儲(chu)器的(de)(de)(de)查(cha)詢(xun)(xun)地(di)址為(wei)(wei)M，這(zhe)就需要(yao)(yao)將一(yi)個周(zhou)期的(de)(de)(de)標準(zhun)正弦(xian)(xian)信號(hao)G（t）進行抽樣(yang)(yang)和離(li)散(san)，即使其成為(wei)(wei)一(yi)個有2M個樣(yang)(yang)本值(zhi)的(de)(de)(de)D位二(er)進制離(li)散(san)序(xu)列，把(ba)每一(yi)個樣(yang)(yang)值(zhi)的(de)(de)(de)相位信息(xi)(xi)作為(wei)(wei)存(cun)儲(chu)地(di)址，對應(ying)的(de)(de)(de)幅值(zhi)信息(xi)(xi)作為(wei)(wei)地(di)址的(de)(de)(de)存(cun)儲(chu)內容。
當收到上一級(ji)相位累(lei)加器傳(chuan)輸過來的(de)(de)相位二進(jin)制碼(ma)信(xin)息時(shi)，將其(qi)作(zuo)為地址來讀取內(nei)部(bu)對應的(de)(de)預先存(cun)(cun)好的(de)(de)存(cun)(cun)儲內(nei)容(rong)即(ji)標(biao)準信(xin)號的(de)(de)幅值二進(jin)制碼(ma)信(xin)息，并將這個(ge)幅值信(xin)息的(de)(de)D位二進(jin)制碼(ma)傳(chuan)送(song)給下一級(ji)。
3、數模轉換器
數(shu)(shu)(shu)模轉(zhuan)(zhuan)換(huan)(huan)(huan)器(qi)可以把(ba)波(bo)形存儲器(qi)所(suo)(suo)輸(shu)出(chu)的(de)(de)包含幅(fu)值信(xin)息(xi)的(de)(de)D位(wei)二進制(zhi)離散序列轉(zhuan)(zhuan)換(huan)(huan)(huan)成(cheng)連續的(de)(de)模擬(ni)信(xin)號(hao)，但在(zai)(zai)實(shi)際中，它所(suo)(suo)恢復的(de)(de)模擬(ni)信(xin)號(hao)并不是真正(zheng)光滑的(de)(de)正(zheng)弦(xian)波(bo)，而是由很(hen)多個小方塊聚合(he)成(cheng)一個具有(you)正(zheng)弦(xian)波(bo)輪廓(kuo)的(de)(de)階梯形信(xin)號(hao)。更直觀地說，轉(zhuan)(zhuan)換(huan)(huan)(huan)來(lai)的(de)(de)模擬(ni)信(xin)號(hao)不能(neng)完(wan)全(quan)被還原，D/A轉(zhuan)(zhuan)換(huan)(huan)(huan)器(qi)的(de)(de)位(wei)數(shu)(shu)(shu)在(zai)(zai)很(hen)大(da)(da)程度(du)(du)(du)上(shang)決定了還原后(hou)模擬(ni)信(xin)號(hao)的(de)(de)精度(du)(du)(du)——位(wei)數(shu)(shu)(shu)越(yue)大(da)(da)，分辨率(lv)越(yue)高，組成(cheng)階梯形正(zheng)弦(xian)信(xin)號(hao)的(de)(de)矩形數(shu)(shu)(shu)量就(jiu)(jiu)越(yue)多，波(bo)形看(kan)起來(lai)越(yue)平滑，與(yu)正(zheng)弦(xian)波(bo)形的(de)(de)相似度(du)(du)(du)也就(jiu)(jiu)越(yue)高。所(suo)(suo)以，目前多數(shu)(shu)(shu)集成(cheng)電路廠商在(zai)(zai)設計DDS芯片時都會盡量集成(cheng)具有(you)較高位(wei)數(shu)(shu)(shu)的(de)(de)數(shu)(shu)(shu)模轉(zhuan)(zhuan)換(huan)(huan)(huan)器(qi)。同樣(yang)，D/A轉(zhuan)(zhuan)換(huan)(huan)(huan)器(qi)的(de)(de)其他參數(shu)(shu)(shu)，如轉(zhuan)(zhuan)換(huan)(huan)(huan)速(su)率(lv)、線性度(du)(du)(du)等也都影響著輸(shu)出(chu)信(xin)號(hao)的(de)(de)質量。
4、低通濾波器
低(di)通濾(lv)波器主要是將上級（D/A轉換器）輸出的(de)(de)階梯形(xing)的(de)(de)正弦信(xin)號(hao)進行(xing)平(ping)滑處理(li)，去(qu)除混疊的(de)(de)、無用的(de)(de)雜散分量(liang)，使輸出信(xin)號(hao)更為純(chun)凈，波形(xing)變得更為平(ping)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信號發生(sheng)器(qi)是根(gen)據奈(nai)奎斯特取(qu)(qu)樣(yang)定(ding)理制(zhi)(zhi)成(cheng)的(de)(de)(de)：從連(lian)續(xu)信號的(de)(de)(de)相位(wei)(wei)Φ出(chu)發，對一個(ge)正弦信號進行取(qu)(qu)樣(yang)、量(liang)化、編碼，然后(hou)將(jiang)(jiang)形成(cheng)的(de)(de)(de)正弦函(han)數表存入ROM/RAM中(zhong)，合成(cheng)時(shi)則通(tong)過(guo)(guo)改變(bian)相位(wei)(wei)累加器(qi)的(de)(de)(de)頻率(lv)(lv)控制(zhi)(zhi)字(zi)(zi)來(lai)改變(bian)相位(wei)(wei)增(zeng)量(liang)，相位(wei)(wei)增(zeng)量(liang)不同(tong)將(jiang)(jiang)導致一個(ge)周期(qi)內取(qu)(qu)樣(yang)點數的(de)(de)(de)不同(tong)。因角(jiao)頻率(lv)(lv)ω＝△φ·△ｔ，故可在取(qu)(qu)樣(yang)頻率(lv)(lv)不變(bian)的(de)(de)(de)情況下，通(tong)過(guo)(guo)改變(bian)相位(wei)(wei)累加器(qi)頻率(lv)(lv)控制(zhi)(zhi)字(zi)(zi)的(de)(de)(de)方法將(jiang)(jiang)這種變(bian)化的(de)(de)(de)相位(wei)(wei)／幅值(zhi)量(liang)化為數字(zi)(zi)信號，然后(hou)通(tong)過(guo)(guo)D/A變(bian)換和低通(tong)濾波即可得(de)到(dao)相位(wei)(wei)變(bian)化的(de)(de)(de)合成(cheng)模擬(ni)信號頻率(lv)(lv)。
和(he)普通信(xin)(xin)(xin)號(hao)發生器相(xiang)比，dds技術允許通過一個(ge)(ge)(ge)頻(pin)(pin)(pin)(pin)率(lv)表(biao)迅速地改變信(xin)(xin)(xin)號(hao)的Δ相(xiang)位，并能夠指定一個(ge)(ge)(ge)頻(pin)(pin)(pin)(pin)率(lv)表(biao)，該表(biao)包括由波形頻(pin)(pin)(pin)(pin)率(lv)和(he)持(chi)續時間(jian)信(xin)(xin)(xin)息組成(cheng)的各(ge)個(ge)(ge)(ge)段，通過生成(cheng)一個(ge)(ge)(ge)頻(pin)(pin)(pin)(pin)率(lv)表(biao)，可(ke)以構建復雜的頻(pin)(pin)(pin)(pin)率(lv)掃描信(xin)(xin)(xin)號(hao)和(he)頻(pin)(pin)(pin)(pin)率(lv)跳變信(xin)(xin)(xin)號(hao)。
