DDS信號發(fā)生器70655課件

2010年7月DDS信號發(fā)生器的設(shè)計設(shè)計題目

采用DDS技術(shù)設(shè)計一個信號發(fā)生器

設(shè)計要求如下：（1）具有產(chǎn)生正弦波、方波和三角波3種周期性波形；（2）輸出信號頻率范圍10Hz~5MHz，頻率步進間隔≤1Hz；（3）輸出信號幅值范圍0~10V（峰—峰值），波形幅值和偏移量可調(diào)；（4）具有穩(wěn)幅輸出功能，當負載變化時，輸出電壓幅度變化不大于±3%（負載電阻變化范圍：50Ω~∞）；（5）具有顯示輸出波形類型、重復(fù)頻率等功能。

將2π切割成2N等份作為最小量化單位，從而得到△θ的數(shù)字量M為：直接數(shù)字頻率合成的原理

用頻率為fclk的基準時鐘對正弦信號進行抽樣

當M取1時，可以得到輸出信號的最小頻率步進為

由于正弦函數(shù)為非線性函數(shù)，很難實時計算，一般通過查表的方法來快速獲得函數(shù)值。直接數(shù)字頻率合成的原理

DDS正弦信號發(fā)生器原理框圖

直接數(shù)字頻率合成的原理

專用DDS集成芯片——AD9850

專用DDS集成芯片——AD9850

正弦信號的輸出頻率與頻率控制字之間的關(guān)系由下式確定：fCLKIN為AD9850外部輸入的參考時鐘，最高頻率為125MHz。M為4字節(jié)的頻率控制字，就是W1~W4。

問題：如要產(chǎn)生50Hz的正弦波，計算4字節(jié)的頻率字。AD9850實現(xiàn)的DDS信號發(fā)生器硬件電路設(shè)計LT6600-10內(nèi)部還有一全差分放大器，通過改變R4和R5的阻值可獲得不同的放大倍數(shù)。

當R4和R5取相同阻值時，內(nèi)部差分放大器的增益為402Ω/R4

AD9850實現(xiàn)的DDS信號發(fā)生器硬件電路設(shè)計

LT6600-10為單片集成開關(guān)電容低通濾波器，截止頻率為10MHz。從LT6600-10輸入和輸出信號波形比較：AD9850實現(xiàn)的DDS信號發(fā)生器硬件電路設(shè)計AD9850控制字傳送時序圖

W0為相位控制字，W1~W4為32位頻率字AD9850實現(xiàn)的DDS信號發(fā)生器程序設(shè)計AD9850實現(xiàn)的DDS信號發(fā)生器程序設(shè)計SEND： CLR W_CLK CLR FQ_UD MOV R0，#38H MOV R7，#05HSEND0：MOV R6，#08H

MOV A，@R0SEND1： RRC A MOV DIN，C SETB W_CLK CLR W_CLK DJNZ R6，SEND1 DEC R0 DJNZ R7，SEND0 SETB FQ_UD NOP NOP NOP NOP CLR FQ_UD RET1方案設(shè)計

單片機+FPGA實現(xiàn)的DDS信號發(fā)生器單片機子系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計單片機子系統(tǒng)硬件設(shè)計

單片機子系統(tǒng)軟件設(shè)計

DDS子系統(tǒng)設(shè)計

高速D/A轉(zhuǎn)換電路設(shè)計

FPGA內(nèi)部邏輯設(shè)計

模擬子系統(tǒng)設(shè)計

濾波器的設(shè)計

信號放大電路的設(shè)計

驅(qū)動電路的設(shè)計（4）DDS信號的質(zhì)量DDS信號源的質(zhì)量可用信號的失真度THD（TotalHarmonicDistortion，也稱總諧波系數(shù)）來表示。

X：采樣點數(shù)，n：DAC字長D/A選用8位字寬，一個周期的樣本數(shù)取256，失真度為0.72%。一個周期的樣本數(shù)為20，失真度約為6.4%。一個周期的樣本數(shù)為4，失真度達到48.3%主要技術(shù)指標分析和確定DDS子系統(tǒng)參數(shù)的確定（1）系統(tǒng)時鐘頻率：40MHz；（2）頻率控制字的位寬：32位；（3）相位累加器的位寬：32位；（4）波形存儲器的地址位寬：8位；（5）波形存儲器的數(shù)據(jù)位寬：8位。最小頻率步進值

單片機子系統(tǒng)硬件設(shè)計鍵盤顯示電路AD9708時序DDS子系統(tǒng)頂層原理圖

頻率字接收模塊

差分放大電路的設(shè)計

模擬子系統(tǒng)設(shè)計

模擬子系統(tǒng)設(shè)計

驅(qū)動電路設(shè)計

模擬子系統(tǒng)設(shè)計

單片機子系統(tǒng)軟件設(shè)計軟件主要功能：人機接口：波形選擇，頻率設(shè)置向FPGA傳送波形數(shù)據(jù)和頻率控制字頁面2

頁面3頁面1

LCD顯示畫面設(shè)計按鍵的定義

主程序流程圖鍵盤中斷服務(wù)程序流程圖

給定頻率轉(zhuǎn)化為4字節(jié)的頻率控制字

N為字寬，取3