产生模拟信号的传统方法是采用rc 或lc 振荡器,它们产生的信号频率精度和稳定度都很差,后来出现了锁相环技术,频率精度大大提高,但是工艺复杂,分辨力不高,频率变换和实现计算机程控也不方便。dds 技术出现于二十世纪70年代,它是一种全数字频率合成技术。完全没有振荡元件和锁相环,是用一连串数据流经过数模转换器产生出一个预先设定的模拟信号。它将先进的数字信号处理理论与方法引入信号合成领域,具有以往频率合成器难以达到的优点,如频率转换时间短(<=20ns)、频率分辨率高(0.01hz)、频率稳定度高(10-7至10-8)、输出信号频率和相位可快速程控切换等,因此可以很容易地对信号实现全数字式调制。由于dds是数字化高密度集成电路产品,芯片体积小、功耗低,因此可以用dds构成高性能频率合成信号源而取代传统频率信号源产品。近年来dds技术得到了飞速的发展,各种通用的dds 芯片不断上市,性能很好,使用简单,价格也在不断下降,给一般用户使用提供了极大的方便,这里给大家介绍一款采用analog公司的ad9835 dds专用芯片设计的由单片机控制的合成信号源,它的主要技术指标如下:频率范围:0.1hz~10mhz频率分辨率:0.1hz频率稳定度:1×10-7输出幅度:0~5v可调输出波形:正弦波、方波(ttl电平)输出设定方式:数字键盘直接设定显示方式:lcd液晶显示器6.1 dds原理与特点dds的基本结构如图6-1所示。因为正弦波信号可以用这样的函数来表示, y = sin(ωt) ,这是一个非线性函数。要直接合成一个正弦波信号, 首先应将函数y=sin(x)进行数字量化,然后以x 为地址,以y 为量化数据,依次存入波形存储器。dds 使用了相位累加技术来控制波形存储器的地址,在每一个基准时钟周期中,都把一个相位增量加到相位累加器的当前结果上。相位累加器的输出即为波形存储器的地址,通过改变相位增量即可以改变dds 的输出频率值,所以基准时钟频率的稳定度也就是输出频率的稳定度。根据相位累加器输出的地址,由波形存储器取出波形量化数据,经过数模转换器转换成模拟电流,再经过运算放大器转换成模拟电压。由于波形数据是间断的取样数据,所以dds 发生器输出的是一个阶梯正弦波形,必须经过低通滤波器将波形中所含的高次谐波滤除, 输出即为连续的正弦波。图6-1 dds原理框图dds 芯片通常带有一个幅度调节器,可以通过微处理器将幅度设定值送到dds 芯片的相关寄存器,以产生出一个合适的信号幅度。如果要求功率输出,则再经过功率放大器进行功率放大,最后由"输出"端口输出。采用直接数字合成技术(dds)设计的信号发生器与传统信号源相比具有其独特的优点:l 频率稳定度高:频率稳定度取决于使用的参考频率源晶体振荡器的稳定度,一般市面上常见的廉价晶振的稳定度可以达到10-6。l 频率精度高:常见的dds 芯片的频率分辨率在1/1228 ~32 。适用于高精度的计量和测试。尤其对于那些需要特别低的频率(比如:0.0001hz),用通常的方法是很难实现,而采用dds 技术,可以非常容易的实现,而且精度、稳定度非常高,体积也很小。l 无量程限制:在全部频率范围内频率设定一次到位,最适合于宽频带系统的测试。l 无过渡过程:频率转换时没有过渡过程,信号相位和幅度真正连续无畸变,最适合于动态特性的测试。易于控制:目前新上市的dds 芯片大多都带有微控制器,设计者只要增加少许外围器件就可以制作成基于dds 技术的高质量信号发生器,如果再增加一些智能控制可以设计出幅度、频率、相位多方便控制的多功能信号发生器。而且性能完全可以达到高档进口信号发生器所具有的性能,而价格可以大大节省。