基于DDS的多波形发生器设计【文献综述】

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1、毕业论文文献综述电子信息工程基于DDS的多波形发生器设计摘要：随着信息技术的发展，现代电子系统对波形发生器提出了更高的要求。直接频率合成技术(DDS)以其高分辨率等特点，得到越来越多的重视。DDS同DSP（数字信号处理）一样，是一项关键的数字化技术。DDS是直接数字式频率合成器（DirectDigitalSynthesizer）的英文缩写。与传统的频率合成器相比，DDS具有低成本、低功耗、高分辨率和快速转换时间等优点，广泛使用在电信与电子仪器领域，是实现设备全数字化的一个关键技术。本文主要是关于DDS技术的发展、特点及常用芯片的介绍。关键词：DDS；波形发生器；频率合成器。一

2、、DDS技术简介：近年来，通信技术特别是无线电通信技术取得了迅速的发展，与此同时通信、雷达、电子对抗、导航、广播电视、遥控遥测、仪器仪表等各领域的专用信号源获得了长足的发展，表现为载波调制方式趋于多样化，从调幅、调频、调相到脉冲调制。如果采用多台信号源获得所需要的信号显然是很不方便的。因此需要研制一种新型的信号源，使其能够产生任意频率的载频信号和多种调制信号，这就要靠直接数字合成(DDS，DirectDigitalSynthesize)【1】技术来实现。DDS的核心部分是频率合成器，频率合成器一般分为直接式、间接式和直接数字式三种基本类型【2】。直接数字频率合成(DDS)是近

3、年来发展起来的一种新的频率合成技术，其主要优点是相对带宽很大，频率转换时间极短(可小于20ns)，频率分辨率很高，全数字化结构便于集成，输出相位连续可调，且频率、相位和幅度均可实现程控．DDS能够与计算机技术紧密结合在一起，克服了模拟频率合成和锁相频率合成等传统频率合成技术电路复杂、设备体积较大、成本较高的不足，因此它是一种很有发展前途的频率合成技术【3-4】．DDS技术现已在接收机本振、信号发生器、通信系统、雷达系统等方面得到广泛应用．数字频率合成器作为一种信号产生装置己经越来越受到人们的重视，它可以根据用户的要求产生相应的波形，具有重复性好、实时性强等优点，己经逐步取代了

4、传统的函数发生器。二、DDS技术的发展DDS的概念是1971年由美国人J.Tierney首先提出来的,DDS是一种以奈奎斯特时域采样定理理论为基础,从相位概念出发,在时域中直接合成所需波形的一种新的全数字技术的频率合成方法,具有易于程控,相位连续,输出频率稳定度高,转换速度快,频率分辨率高等优点【5】-4-。但限于当时的技术和工艺水平，DDS技术仅仅在理论上进行一些探讨，而没有应用到实际中去。20世纪80年代末，随着数字集成电路和微电子技术的发展出现的一种新的数字频率合成技术，它从相位量化的概念出发进行频率合成。DDS技术与传统的频率合成技术相比，具有频率分辨率高、相位噪声小

5、、稳定度高、易于调整及控制灵活等优点【6】。近30年来随着VLSI(VeryLargeScaleIntegration，超大规模集成)、FPGA(FieldProgrammableGateArray，现场可编程门阵列)、CPLD(ComplexprogrammableLogicDevice，复杂可编程器件)等技术的出现以及对DDS理论上的进一步探讨，使得DDS技术得到了飞速的发展。它已广泛应用于通讯、雷达、遥控测试、电子对抗、以及现代化的仪器仪表、工业等许多领域【7】。三、DDS技术的原理及优点3.1原理：一块DDS芯片中主要包括频率控制寄存器、高速相位累加器和正弦计算器三个

6、部分。频率控制寄存器可以串行或并行的方式装载并寄存用户输入的频率控制码；而相位累加器根据频率控制码在每个时钟周期内进行相位累加，得到一个相位值；正弦计算器则对该相位值计算数字化正弦波幅度（芯片一般可以通过查表得到）。DDS芯片输出的一般是数字化的正弦波，因此还需经过高速D/A转换器和低通滤波器才能得到一个可用的模拟频率信号。DDS原理图【8】如下：图1DDS基本构成原理框图3.2优点：（1）频率分辨率高，输出频点多，可达2的n次方个频点(N为相位累加器位数)【9】；（2）频率切换速度快，可达us量级；（3）频率切换时相位连续；（4）可以输出宽带正交信号；（5）输出相位噪声低，

7、对参考频率源的相位噪声有改善作用；（6）可以产生任意波形【10】；-4-（7）全数字化实现，便于集成，体积小，重量轻。　　在各行各业的测试应用中，信号源扮演着极为重要的角色。但信号源具有许多不同的类型，不同类型的信号源在功能和特性上各不相同，分别适用于许多不同的应用。目前，最常见的信号源类型包括任意波形发生器，函数发生器，RF信号源，以及最基本的模拟输出模块。信号源中采用DDS技术在当前的测试测量行业已经成为一种主流的做法。四、DDS应用简介及常用芯片介绍：信号发生器在当今通信、电子测量仪表、雷达等电子