基于DDS芯片AD9851的精密跳频信号发生器时间:2007-5-9作者:罗正宁、张斌、黄成甲、陈来源:摘要：直接数字频率合成（DirectDigitalFrequencySynthesis简称DDS）是近年来迅速发展起来的一种新的频率合成方法，广泛应用于通讯、导航、雷达、遥控遥测、电子对抗以及现代化的仪器仪表工业等领域。而AD9851是美国模拟器件公司（ADI）最新推出的高品质、高集成度DDS芯片。本设计采用该DDS芯片作为核心元件，以ATmage16单片机为主控器件，1602点阵式字符型液晶显示模块作为显示器，构成了一种精密的DDS信号发生器。文中详细介绍了DDS的基本工作原理以及该精密信号发生器的软、硬件设计方法，给出了具体的程序设计方案。设计实现的信号发生器，输出频率范围为0～60MHz、最小步进为1Hz、输出信号幅度大于0.8Vp-p、杂散小。关键词：直接数字频率合成（DDS）；AD9851；AVR；信号发生器；频率控制字TheDesignofPrecisionSignalGeneratorontheBaseofDDSchipAD9851Abstract:DirectDigitalFrequencySynthesisisakindofnewsyntheticmethod,whichisappliedwidlyisthefieldsofcommunication,navigation,radarremotecontrol,telemetering,electronicantagonismandmoderninstrument-makingindustry.AD9851isakindofchipwithhighsualityandhighintegrated,whichispopularizedlatelybyADIcorporation.Theprecisionsignalgenerator,whichcangenerateaexportfreguencyupto60MHz,theminimumstepis1Hz,theextentofexportsignalismorethan0.6Vp-pandtheminimumemission,baseontheDDSchipasacoreelement,theATmage16Microcontrollerasamaincontrolelement,LCD1602LiguidCrystalDisplaymoduleasamonitor.ThispaperintroducestheworkingprincipleofDDS,thedesignmethodoftheprecisionsiganalgenerator’ssoftwareandhardwareindetails,andadvancesthespecificdesignscenarioofprocedureaswell.Keyword:DDS;AD9851;AVR;Signalgenerator;Frequencycontrolword1前言信号源作为一种基本电子设备,无论是在教学、还是在科学技术研究中，都有着广泛的使用。随着科学技术的发展和测量技术的进步，对信号源的要求越来越高，普通的信号发生器已无法满足目前日益发展的数字技术领域科研和教学的需要。怎样获得稳定、准确、连续可调甚至是跳频的信号输出，是设计信号发生器必须要考虑的问题，解决这一问题的一个较好的方法就是使用频率合成技术。频率合成一般有三种方法：直接模拟合成法、锁相环合成法和直接数字合成法。直接模拟合成法设备复杂、体积大、功耗大，且步进不易控制，目前已基本不被采用；锁相环合成法存在高分辨率和快转换速度之间的矛盾，一般只能用于大步进频率合成技术中；直接数字频率合成（DirectDigitalFrequencySynthesis简称DDS）是近年来迅速发展起来的一种新的频率合成方法。该技术具有分辨率高、切换速度快、切换相位连续、输出信号相位噪声低、可编程、全数字化易于集成、体积小、重量轻等优点。随着微电子技术的迅速发展，直接数字频率合成器得到了飞速的发展，它以有别于其它频率合成方法的优越性能和特点成为现代频率合成技术中的姣姣者。现已广泛应用于通讯、导航、雷达、遥控遥测、电子对抗以及现代化的仪器仪表工业等领域。在本设计中为了获得低成本，高性能的信号发生器，采用了直接数字频率合成技术，用一片AnalogDevices公司的单DDS集成芯片AD9951和微控制器ATmege16组合进行设计，达到了比较好的设计效果。2DDS的结构及原理2.1DDS的结构及工作原理直接数字频率合成是采用数字化技术，通过控制相位的变化速度，直接产生各种不同频率信号的一种频率合成的方法。DDS的结构原理图如图2.1-1所示，它由相位累加器、正弦ＲＯＭ表、Ｄ／Ａ转换器等组成。参考时钟ｆr由一个稳定的晶体振荡器产生，用它来同步整个合成器的各个组成部分。相位累加器由Ｎ位加法器与Ｎ位相位寄存器级联构成，类似于一个简单的加法器。每来一个时钟脉冲，加法器就将频率控制字Ｋ与相位寄存器输出的累加相位数据相加，然后把相加后的结果送至相位累加器的数据输入端。相位寄存器就将加法器在上一个时钟作用后产生的新相位...
