一、什么是dds信號發生器
DDS信(xin)號發(fa)生器(qi)，是指采(cai)用(yong)(yong)直接數(shu)字頻(pin)率(lv)合成（Direct Digital Synthesis，簡稱DDS）技術的(de)(de)信(xin)號發(fa)生器(qi)，這(zhe)種信(xin)號發(fa)生器(qi)把頻(pin)率(lv)穩定度(du)、準(zhun)確度(du)提高到(dao)與基準(zhun)頻(pin)率(lv)相同的(de)(de)水平(ping)，并且可以(yi)在很寬的(de)(de)頻(pin)率(lv)范圍內進行精細的(de)(de)頻(pin)率(lv)調(diao)(diao)節。采(cai)用(yong)(yong)這(zhe)種方法設(she)計(ji)的(de)(de)信(xin)號源可工作于調(diao)(diao)制狀態，可對輸出(chu)電平(ping)進行調(diao)(diao)節，也可輸出(chu)各種波形。
二、dds信號發生器的結構組成
信(xin)號(hao)發(fa)生(sheng)器(qi)是(shi)(shi)一種能產(chan)生(sheng)標準信(xin)號(hao)的(de)電(dian)子儀器(qi)，是(shi)(shi)工業生(sheng)產(chan)和電(dian)工電(dian)子實(shi)驗室(shi)中(zhong)經常使用的(de)電(dian)子儀器(qi)之一。隨著社會發(fa)展(zhan)和科技(ji)的(de)進步(bu)，目前中(zhong)高端的(de)信(xin)號(hao)發(fa)生(sheng)器(qi)的(de)設計均采用了DDS技(ji)術，dds信(xin)號(hao)發(fa)生(sheng)器(qi)主要(yao)由以下幾部分組成：
1、相位累加器
DDS技術中最(zui)關鍵(jian)的(de)部分(fen)就是相位(wei)累加器(qi)(qi)。相位(wei)累加器(qi)(qi)是在(zai)外部時鐘信(xin)(xin)號(hao)的(de)控制下產生讀(du)取數(shu)據的(de)地(di)址(zhi)(zhi)值，然后(hou)通(tong)過(guo)(guo)查表(biao)(biao)法，把地(di)址(zhi)(zhi)直(zhi)接轉化(hua)為(wei)所需信(xin)(xin)號(hao)波(bo)形(xing)的(de)數(shu)字(zi)幅度序列，再(zai)經(jing)(jing)由數(shu)模變換器(qi)(qi)（ D/A）把代表(biao)(biao)信(xin)(xin)號(hao)波(bo)形(xing)幅度的(de)數(shu)字(zi)序列進一步轉化(hua)為(wei)模擬電壓，最(zui)后(hou)傳送到(dao)低通(tong)濾波(bo)器(qi)(qi)。經(jing)(jing)過(guo)(guo)濾波(bo)器(qi)(qi)處理(li)，將數(shu)模變換器(qi)(qi)中不理(li)想的(de)階梯狀波(bo)形(xing)轉化(hua)為(wei)平(ping)滑的(de)所需波(bo)形(xing)。合成(cheng)信(xin)(xin)號(hao)的(de)波(bo)形(xing)種(zhong)類由ROM表(biao)(biao)中的(de)幅度序列決(jue)定。如果需要多種(zhong)波(bo)形(xing)，只需把所需波(bo)形(xing)的(de)數(shu)據直(zhi)接存放到(dao)ROM表(biao)(biao)中即可。
2、波形存儲器
波形存(cun)儲(chu)(chu)器也被稱之為(wei)(wei)(wei)(wei)正弦查(cha)詢(xun)表(biao)，它的(de)(de)(de)主要功能是在任何一(yi)個(ge)參(can)考(kao)時鐘周期內，都可以把從(cong)上一(yi)級(ji)傳輸(shu)過來的(de)(de)(de)相位二進(jin)制碼(ma)(ma)信(xin)(xin)(xin)(xin)息(xi)(xi)作為(wei)(wei)(wei)(wei)地址，讀取查(cha)詢(xun)表(biao)中的(de)(de)(de)相應地址對應的(de)(de)(de)幅值(zhi)二進(jin)制碼(ma)(ma)信(xin)(xin)(xin)(xin)息(xi)(xi)。這(zhe)里需(xu)要說明的(de)(de)(de)是，正弦查(cha)詢(xun)表(biao)中能夠(gou)查(cha)找的(de)(de)(de)數(shu)據信(xin)(xin)(xin)(xin)息(xi)(xi)是預先(xian)存(cun)儲(chu)(chu)好的(de)(de)(de)，也就(jiu)是說需(xu)要事先(xian)對標準(zhun)的(de)(de)(de)正弦信(xin)(xin)(xin)(xin)號按照采樣定理進(jin)行(xing)抽樣和離(li)散，比如波形存(cun)儲(chu)(chu)器的(de)(de)(de)查(cha)詢(xun)地址為(wei)(wei)(wei)(wei)M，這(zhe)就(jiu)需(xu)要將一(yi)個(ge)周期的(de)(de)(de)標準(zhun)正弦信(xin)(xin)(xin)(xin)號G（t）進(jin)行(xing)抽樣和離(li)散，即使其成為(wei)(wei)(wei)(wei)一(yi)個(ge)有2M個(ge)樣本值(zhi)的(de)(de)(de)D位二進(jin)制離(li)散序列，把每一(yi)個(ge)樣值(zhi)的(de)(de)(de)相位信(xin)(xin)(xin)(xin)息(xi)(xi)作為(wei)(wei)(wei)(wei)存(cun)儲(chu)(chu)地址，對應的(de)(de)(de)幅值(zhi)信(xin)(xin)(xin)(xin)息(xi)(xi)作為(wei)(wei)(wei)(wei)地址的(de)(de)(de)存(cun)儲(chu)(chu)內容。
當收到上一級相位累加(jia)器傳輸過(guo)來(lai)的相位二進(jin)(jin)制碼信(xin)息時，將其作為地址來(lai)讀(du)取內部對應(ying)的預先(xian)存(cun)好(hao)的存(cun)儲內容(rong)即標(biao)準信(xin)號的幅值(zhi)(zhi)二進(jin)(jin)制碼信(xin)息，并(bing)將這個幅值(zhi)(zhi)信(xin)息的D位二進(jin)(jin)制碼傳送(song)給下一級。
3、數模轉換器
數(shu)(shu)(shu)模(mo)(mo)轉(zhuan)(zhuan)換(huan)器(qi)可以把波(bo)形(xing)存儲器(qi)所(suo)輸出的(de)(de)(de)包含幅值信(xin)息的(de)(de)(de)D位二進制離散序列轉(zhuan)(zhuan)換(huan)成(cheng)(cheng)連續(xu)的(de)(de)(de)模(mo)(mo)擬(ni)(ni)信(xin)號(hao)(hao)(hao)，但在(zai)實際中，它所(suo)恢復的(de)(de)(de)模(mo)(mo)擬(ni)(ni)信(xin)號(hao)(hao)(hao)并不是(shi)真(zhen)正(zheng)光滑的(de)(de)(de)正(zheng)弦(xian)波(bo)，而是(shi)由很多(duo)個小方塊聚合成(cheng)(cheng)一個具有(you)正(zheng)弦(xian)波(bo)輪廓的(de)(de)(de)階梯(ti)形(xing)信(xin)號(hao)(hao)(hao)。更直觀地說，轉(zhuan)(zhuan)換(huan)來(lai)的(de)(de)(de)模(mo)(mo)擬(ni)(ni)信(xin)號(hao)(hao)(hao)不能完全被還原(yuan)，D/A轉(zhuan)(zhuan)換(huan)器(qi)的(de)(de)(de)位數(shu)(shu)(shu)在(zai)很大程度(du)上(shang)決定了還原(yuan)后模(mo)(mo)擬(ni)(ni)信(xin)號(hao)(hao)(hao)的(de)(de)(de)精度(du)——位數(shu)(shu)(shu)越大，分(fen)辨率越高，組成(cheng)(cheng)階梯(ti)形(xing)正(zheng)弦(xian)信(xin)號(hao)(hao)(hao)的(de)(de)(de)矩形(xing)數(shu)(shu)(shu)量就越多(duo)，波(bo)形(xing)看起來(lai)越平滑，與正(zheng)弦(xian)波(bo)形(xing)的(de)(de)(de)相似度(du)也(ye)就越高。所(suo)以，目前多(duo)數(shu)(shu)(shu)集(ji)成(cheng)(cheng)電路廠(chang)商在(zai)設計DDS芯片時都(dou)會盡(jin)量集(ji)成(cheng)(cheng)具有(you)較高位數(shu)(shu)(shu)的(de)(de)(de)數(shu)(shu)(shu)模(mo)(mo)轉(zhuan)(zhuan)換(huan)器(qi)。同樣，D/A轉(zhuan)(zhuan)換(huan)器(qi)的(de)(de)(de)其(qi)他參數(shu)(shu)(shu)，如轉(zhuan)(zhuan)換(huan)速(su)率、線性度(du)等也(ye)都(dou)影響著輸出信(xin)號(hao)(hao)(hao)的(de)(de)(de)質(zhi)量。
4、低通濾波器
低(di)通(tong)濾波器主(zhu)要是將上級（D/A轉(zhuan)換器）輸出的(de)階梯形的(de)正弦信號(hao)(hao)進(jin)行平(ping)(ping)滑(hua)處理，去除混疊(die)的(de)、無用的(de)雜散(san)分量，使輸出信號(hao)(hao)更(geng)為(wei)純凈，波形變得更(geng)為(wei)平(ping)(ping)滑(hua)。
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(ju)奈奎斯特(te)取(qu)樣(yang)定理制(zhi)成的(de)：從連續信(xin)(xin)號的(de)相(xiang)(xiang)位(wei)(wei)(wei)Φ出(chu)發，對一個(ge)正弦(xian)信(xin)(xin)號進行取(qu)樣(yang)、量(liang)化、編碼(ma)，然(ran)后將(jiang)(jiang)形(xing)成的(de)正弦(xian)函(han)數(shu)表存(cun)入ROM/RAM中，合(he)成時則通過改(gai)變相(xiang)(xiang)位(wei)(wei)(wei)累加(jia)器的(de)頻(pin)率控(kong)制(zhi)字來改(gai)變相(xiang)(xiang)位(wei)(wei)(wei)增(zeng)量(liang)，相(xiang)(xiang)位(wei)(wei)(wei)增(zeng)量(liang)不(bu)同將(jiang)(jiang)導致一個(ge)周期內取(qu)樣(yang)點(dian)數(shu)的(de)不(bu)同。因角頻(pin)率ω＝△φ·△ｔ，故可在取(qu)樣(yang)頻(pin)率不(bu)變的(de)情況下，通過改(gai)變相(xiang)(xiang)位(wei)(wei)(wei)累加(jia)器頻(pin)率控(kong)制(zhi)字的(de)方法將(jiang)(jiang)這種變化的(de)相(xiang)(xiang)位(wei)(wei)(wei)／幅值量(liang)化為數(shu)字信(xin)(xin)號，然(ran)后通過D/A變換和低通濾波(bo)即(ji)可得(de)到(dao)相(xiang)(xiang)位(wei)(wei)(wei)變化的(de)合(he)成模擬信(xin)(xin)號頻(pin)率。
和(he)普(pu)通信(xin)號(hao)發生器相比，dds技術允許通過(guo)一(yi)個頻(pin)(pin)(pin)率(lv)(lv)表迅速地改變信(xin)號(hao)的(de)Δ相位，并(bing)能夠指定(ding)一(yi)個頻(pin)(pin)(pin)率(lv)(lv)表，該表包括由(you)波形頻(pin)(pin)(pin)率(lv)(lv)和(he)持(chi)續時(shi)間(jian)信(xin)息組成的(de)各個段，通過(guo)生成一(yi)個頻(pin)(pin)(pin)率(lv)(lv)表，可以構建復雜的(de)頻(pin)(pin)(pin)率(lv)(lv)掃(sao)描信(xin)號(hao)和(he)頻(pin)(pin)(pin)率(lv)(lv)跳變信(xin)號(hao)。
