基于DDS函数信号发生器设计方案
一、系统硬件设计
21、引言
本函数信号发生器主要由AD9851芯片产生我们希望的正弦波，然后通过芯片部自带的高速比较器得到方波，再将方波通过外围的积分电路得到最后的三角波。综合分析以上四种实现方法的性价比，采用DDS芯片AD9851来设计函数信号发生器。以51单片机为控制核心，一方面，对AD9851的频率相位控制字进行控制，产生所需要的正弦波形。另一方面，对液晶LCD12864进行控制，通过菜单的模式，选择所需要的频率输出方式。采用独立式键盘输入相应的操作命令，使得整个设计显得更加直观明了。
硬件电路主要由AD9851为核心的DDS模块、单片机为核心的按键LCD显示控制模块、滤波模块、供电模块、通信模块等构成。首先，通过供电模块给系统上电，然后，把编写好的程序通过通信模块下载到单片机中，最后，通过液晶和独立式键盘进行菜单式的操作，单片机对AD9851进行控制，进而输出所需要的频率。
22、AD9851为核心的DDS模块
221、ＤＤＳ基本原理及性能特点
ＤＤＳ的基本原理是利用采样定理，通过查表法产生波形。ＤＤＳ的结构有很多种，其基本的电路原理可用图3来表示。
f相位累加器由Ｎ位加法器与Ｎ位累加寄存器级联构成。每来一个时钟脉冲ｆｓ，加法器将频率控制字ｋ与累加寄存器输出的累加相位数据相加，把相加后的结果送至累加寄存器的数据输入端。累加寄存器将加法器在上一个时钟脉冲作用后所产生的新相位数据回馈到加法器的输入端，以使加法器在下一个时钟脉冲的作用下继续与频率控制字相加。这样，相位累加器在时钟作用下，不断对频率控制字进行线性相位累加。由此可以看出，相位累加器在每一个时钟脉冲输入时，把频率控制字累加一次，相位累加器输出的数据就是合成信号的相位，相位累加器的溢出频率就是ＤＤＳ输出的信号频率。用相位累加器输出的数据作为波形存（ＲＯＭ）的相位取样地址，这样就可把存储在波形存的波形抽样值（二进制编码）经查找表查出，完成相位到幅值转换。波形存的输出送到Ｄ／Ａ转换器，Ｄ／Ａ转换器将数字量形式的波形幅值转换成所要求合成频率的模拟量形式信号。低通滤波器用于滤除不需要的取样分量，以便输出频谱纯净的正弦波信号。ＤＤＳ在相对带宽、频率转换时间、高分辨力、相位连续性、正交输出以及集成化等一系列性能指标方面远远超过了传统频率合成技术所能达到的水平，为系统提供了优于模拟信号源的性能。（１）输出频率相对带宽较宽
输出频率带宽为５０％r