一、什么是dds信號發生器
DDS信(xin)(xin)號(hao)發生器(qi)(qi)，是指采用(yong)直接數字頻(pin)率合成（Direct Digital Synthesis，簡稱DDS）技術的(de)(de)信(xin)(xin)號(hao)發生器(qi)(qi)，這種信(xin)(xin)號(hao)發生器(qi)(qi)把頻(pin)率穩定(ding)度、準(zhun)確度提高到與基準(zhun)頻(pin)率相同的(de)(de)水平，并且(qie)可(ke)以在(zai)很寬的(de)(de)頻(pin)率范圍內進(jin)行精細的(de)(de)頻(pin)率調節(jie)。采用(yong)這種方(fang)法(fa)設計的(de)(de)信(xin)(xin)號(hao)源可(ke)工作(zuo)于調制(zhi)狀(zhuang)態(tai)，可(ke)對輸出電平進(jin)行調節(jie)，也可(ke)輸出各種波(bo)形。
二、dds信號發生器的結構組成
信號發(fa)(fa)生器(qi)是一種能產生標(biao)準信號的電子(zi)儀器(qi)，是工(gong)業(ye)生產和電工(gong)電子(zi)實驗室中(zhong)經常使用的電子(zi)儀器(qi)之一。隨著社會發(fa)(fa)展和科技(ji)的進步，目前中(zhong)高端的信號發(fa)(fa)生器(qi)的設計(ji)均采用了(le)DDS技(ji)術(shu)，dds信號發(fa)(fa)生器(qi)主要(yao)由以下幾部分組(zu)成：
1、相位累加器
DDS技術(shu)中(zhong)最(zui)關(guan)鍵的(de)(de)部分就(jiu)是相位(wei)累加器(qi)(qi)。相位(wei)累加器(qi)(qi)是在外部時鐘信(xin)號(hao)的(de)(de)控制下產生讀取數(shu)(shu)據(ju)的(de)(de)地(di)址值，然后通過查表(biao)法，把(ba)(ba)地(di)址直接(jie)轉化為(wei)(wei)所需信(xin)號(hao)波(bo)(bo)(bo)形(xing)(xing)(xing)的(de)(de)數(shu)(shu)字(zi)幅度(du)序列，再經由數(shu)(shu)模變(bian)換(huan)(huan)器(qi)(qi)（ D/A）把(ba)(ba)代表(biao)信(xin)號(hao)波(bo)(bo)(bo)形(xing)(xing)(xing)幅度(du)的(de)(de)數(shu)(shu)字(zi)序列進一步(bu)轉化為(wei)(wei)模擬電(dian)壓，最(zui)后傳送(song)到低通濾波(bo)(bo)(bo)器(qi)(qi)。經過濾波(bo)(bo)(bo)器(qi)(qi)處(chu)理，將數(shu)(shu)模變(bian)換(huan)(huan)器(qi)(qi)中(zhong)不理想的(de)(de)階梯(ti)狀波(bo)(bo)(bo)形(xing)(xing)(xing)轉化為(wei)(wei)平滑的(de)(de)所需波(bo)(bo)(bo)形(xing)(xing)(xing)。合成信(xin)號(hao)的(de)(de)波(bo)(bo)(bo)形(xing)(xing)(xing)種類(lei)由ROM表(biao)中(zhong)的(de)(de)幅度(du)序列決定(ding)。如果(guo)需要多(duo)種波(bo)(bo)(bo)形(xing)(xing)(xing)，只需把(ba)(ba)所需波(bo)(bo)(bo)形(xing)(xing)(xing)的(de)(de)數(shu)(shu)據(ju)直接(jie)存放到ROM表(biao)中(zhong)即可。
2、波形存儲器
波(bo)(bo)形存(cun)儲(chu)器(qi)也被稱之為(wei)正弦查詢(xun)表，它的(de)(de)(de)主要(yao)功能是在任何(he)一(yi)個參考時鐘周(zhou)期內(nei)，都可(ke)以把從上一(yi)級(ji)傳輸過來的(de)(de)(de)相(xiang)位二進(jin)(jin)制(zhi)碼信(xin)息作(zuo)(zuo)為(wei)地(di)址(zhi)(zhi)(zhi)，讀取查詢(xun)表中的(de)(de)(de)相(xiang)應地(di)址(zhi)(zhi)(zhi)對(dui)應的(de)(de)(de)幅值(zhi)二進(jin)(jin)制(zhi)碼信(xin)息。這里需(xu)要(yao)說明的(de)(de)(de)是，正弦查詢(xun)表中能夠查找的(de)(de)(de)數據信(xin)息是預(yu)先存(cun)儲(chu)好的(de)(de)(de)，也就(jiu)(jiu)是說需(xu)要(yao)事(shi)先對(dui)標(biao)準的(de)(de)(de)正弦信(xin)號(hao)按照采樣(yang)定理進(jin)(jin)行抽樣(yang)和(he)離(li)散，比如波(bo)(bo)形存(cun)儲(chu)器(qi)的(de)(de)(de)查詢(xun)地(di)址(zhi)(zhi)(zhi)為(wei)M，這就(jiu)(jiu)需(xu)要(yao)將一(yi)個周(zhou)期的(de)(de)(de)標(biao)準正弦信(xin)號(hao)G（t）進(jin)(jin)行抽樣(yang)和(he)離(li)散，即使(shi)其(qi)成為(wei)一(yi)個有2M個樣(yang)本值(zhi)的(de)(de)(de)D位二進(jin)(jin)制(zhi)離(li)散序列，把每一(yi)個樣(yang)值(zhi)的(de)(de)(de)相(xiang)位信(xin)息作(zuo)(zuo)為(wei)存(cun)儲(chu)地(di)址(zhi)(zhi)(zhi)，對(dui)應的(de)(de)(de)幅值(zhi)信(xin)息作(zuo)(zuo)為(wei)地(di)址(zhi)(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)存(cun)儲(chu)內(nei)容(rong)。
當收(shou)到上一(yi)級相位(wei)累加器(qi)傳輸過來(lai)的(de)(de)相位(wei)二(er)進制(zhi)(zhi)碼信(xin)(xin)(xin)息(xi)時(shi)，將(jiang)其作為地址來(lai)讀取內(nei)(nei)部對應的(de)(de)預先存(cun)好的(de)(de)存(cun)儲內(nei)(nei)容即(ji)標準信(xin)(xin)(xin)號的(de)(de)幅(fu)值(zhi)二(er)進制(zhi)(zhi)碼信(xin)(xin)(xin)息(xi)，并(bing)將(jiang)這(zhe)個幅(fu)值(zhi)信(xin)(xin)(xin)息(xi)的(de)(de)D位(wei)二(er)進制(zhi)(zhi)碼傳送給下一(yi)級。
3、數模轉換器
數(shu)(shu)模(mo)(mo)轉(zhuan)換(huan)器(qi)可(ke)以(yi)把波(bo)(bo)形(xing)(xing)(xing)存(cun)儲器(qi)所輸出的(de)(de)包(bao)含幅值信(xin)(xin)(xin)息的(de)(de)D位(wei)二進制離散序列轉(zhuan)換(huan)成(cheng)連(lian)續的(de)(de)模(mo)(mo)擬(ni)信(xin)(xin)(xin)號(hao)，但(dan)在實際中，它所恢(hui)復(fu)的(de)(de)模(mo)(mo)擬(ni)信(xin)(xin)(xin)號(hao)并(bing)不是真正(zheng)光滑的(de)(de)正(zheng)弦(xian)(xian)波(bo)(bo)，而(er)是由(you)很(hen)多個(ge)小方(fang)塊聚(ju)合(he)成(cheng)一個(ge)具有(you)(you)正(zheng)弦(xian)(xian)波(bo)(bo)輪廓的(de)(de)階(jie)梯(ti)(ti)形(xing)(xing)(xing)信(xin)(xin)(xin)號(hao)。更直觀地說，轉(zhuan)換(huan)來(lai)的(de)(de)模(mo)(mo)擬(ni)信(xin)(xin)(xin)號(hao)不能完全被(bei)還原，D/A轉(zhuan)換(huan)器(qi)的(de)(de)位(wei)數(shu)(shu)在很(hen)大程度(du)(du)上決定了還原后模(mo)(mo)擬(ni)信(xin)(xin)(xin)號(hao)的(de)(de)精度(du)(du)——位(wei)數(shu)(shu)越(yue)大，分辨(bian)率(lv)越(yue)高，組成(cheng)階(jie)梯(ti)(ti)形(xing)(xing)(xing)正(zheng)弦(xian)(xian)信(xin)(xin)(xin)號(hao)的(de)(de)矩(ju)形(xing)(xing)(xing)數(shu)(shu)量就(jiu)越(yue)多，波(bo)(bo)形(xing)(xing)(xing)看起來(lai)越(yue)平滑，與(yu)正(zheng)弦(xian)(xian)波(bo)(bo)形(xing)(xing)(xing)的(de)(de)相似度(du)(du)也就(jiu)越(yue)高。所以(yi)，目前多數(shu)(shu)集成(cheng)電路廠商在設計(ji)DDS芯片時(shi)都會盡量集成(cheng)具有(you)(you)較(jiao)高位(wei)數(shu)(shu)的(de)(de)數(shu)(shu)模(mo)(mo)轉(zhuan)換(huan)器(qi)。同樣(yang)，D/A轉(zhuan)換(huan)器(qi)的(de)(de)其他參數(shu)(shu)，如轉(zhuan)換(huan)速率(lv)、線(xian)性度(du)(du)等也都影(ying)響著輸出信(xin)(xin)(xin)號(hao)的(de)(de)質量。
4、低通濾波器
低通濾波(bo)器主要是將上級（D/A轉換(huan)器）輸出(chu)的階梯形的正弦信號進行平(ping)滑處(chu)理，去除混疊(die)的、無用的雜散(san)分量，使輸出(chu)信號更(geng)為純凈，波(bo)形變得更(geng)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(xin)(xin)號發生器是根據奈奎斯特取樣(yang)(yang)定理制(zhi)(zhi)成的(de)(de)(de)：從連續信(xin)(xin)號的(de)(de)(de)相(xiang)(xiang)位(wei)Φ出發，對一個(ge)正弦(xian)(xian)信(xin)(xin)號進行(xing)取樣(yang)(yang)、量(liang)化、編碼，然(ran)后(hou)將形成的(de)(de)(de)正弦(xian)(xian)函數表存入ROM/RAM中，合(he)成時則通(tong)過改(gai)變(bian)(bian)(bian)相(xiang)(xiang)位(wei)累加器的(de)(de)(de)頻率(lv)控制(zhi)(zhi)字來改(gai)變(bian)(bian)(bian)相(xiang)(xiang)位(wei)增量(liang)，相(xiang)(xiang)位(wei)增量(liang)不同將導致一個(ge)周期內取樣(yang)(yang)點(dian)數的(de)(de)(de)不同。因角(jiao)頻率(lv)ω＝△φ·△ｔ，故可在(zai)取樣(yang)(yang)頻率(lv)不變(bian)(bian)(bian)的(de)(de)(de)情況(kuang)下，通(tong)過改(gai)變(bian)(bian)(bian)相(xiang)(xiang)位(wei)累加器頻率(lv)控制(zhi)(zhi)字的(de)(de)(de)方法將這種(zhong)變(bian)(bian)(bian)化的(de)(de)(de)相(xiang)(xiang)位(wei)／幅值量(liang)化為數字信(xin)(xin)號，然(ran)后(hou)通(tong)過D/A變(bian)(bian)(bian)換(huan)和低通(tong)濾波即(ji)可得到相(xiang)(xiang)位(wei)變(bian)(bian)(bian)化的(de)(de)(de)合(he)成模(mo)擬信(xin)(xin)號頻率(lv)。
和普(pu)通信(xin)(xin)號(hao)發生器(qi)相比，dds技(ji)術允許通過一(yi)(yi)個(ge)(ge)頻率表(biao)迅速地(di)改(gai)變信(xin)(xin)號(hao)的Δ相位，并能夠指定一(yi)(yi)個(ge)(ge)頻率表(biao)，該表(biao)包括由(you)波形頻率和持續(xu)時間信(xin)(xin)息組成的各個(ge)(ge)段，通過生成一(yi)(yi)個(ge)(ge)頻率表(biao)，可以構建復雜的頻率掃描(miao)信(xin)(xin)號(hao)和頻率跳變信(xin)(xin)號(hao)。
