一、什么是dds信號發生器
DDS信(xin)(xin)號(hao)發(fa)(fa)生器，是指采用(yong)直接(jie)數字頻(pin)率(lv)合成（Direct Digital Synthesis，簡稱DDS）技術的(de)信(xin)(xin)號(hao)發(fa)(fa)生器，這種信(xin)(xin)號(hao)發(fa)(fa)生器把頻(pin)率(lv)穩定(ding)度(du)、準(zhun)確(que)度(du)提高到與(yu)基準(zhun)頻(pin)率(lv)相同的(de)水平，并且可以在很寬的(de)頻(pin)率(lv)范圍內進行精(jing)細的(de)頻(pin)率(lv)調(diao)節。采用(yong)這種方(fang)法(fa)設(she)計的(de)信(xin)(xin)號(hao)源可工(gong)作于調(diao)制狀態(tai)，可對輸(shu)出電平進行調(diao)節，也可輸(shu)出各種波形(xing)。
二、dds信號發生器的結構組成
信(xin)號發(fa)(fa)生(sheng)器(qi)是(shi)一種能產生(sheng)標準信(xin)號的(de)電子儀器(qi)，是(shi)工業生(sheng)產和電工電子實驗(yan)室中(zhong)經常使(shi)用的(de)電子儀器(qi)之一。隨著社(she)會發(fa)(fa)展和科技的(de)進步，目前中(zhong)高端的(de)信(xin)號發(fa)(fa)生(sheng)器(qi)的(de)設計均采用了DDS技術，dds信(xin)號發(fa)(fa)生(sheng)器(qi)主(zhu)要由以下幾部(bu)分組(zu)成(cheng)：
1、相位累加器
DDS技術中(zhong)最關鍵的(de)部分就是相位(wei)累加器(qi)。相位(wei)累加器(qi)是在(zai)外部時鐘信(xin)號(hao)(hao)的(de)控制下(xia)產生讀取數(shu)(shu)據的(de)地址值，然后(hou)通過查表法(fa)，把(ba)地址直接轉化為所需信(xin)號(hao)(hao)波(bo)(bo)形(xing)(xing)的(de)數(shu)(shu)字(zi)(zi)幅(fu)度序(xu)(xu)列，再經由數(shu)(shu)模(mo)(mo)變換(huan)器(qi)（ D/A）把(ba)代表信(xin)號(hao)(hao)波(bo)(bo)形(xing)(xing)幅(fu)度的(de)數(shu)(shu)字(zi)(zi)序(xu)(xu)列進一步轉化為模(mo)(mo)擬電壓，最后(hou)傳送到低通濾(lv)波(bo)(bo)器(qi)。經過濾(lv)波(bo)(bo)器(qi)處理，將數(shu)(shu)模(mo)(mo)變換(huan)器(qi)中(zhong)不(bu)理想的(de)階(jie)梯狀波(bo)(bo)形(xing)(xing)轉化為平(ping)滑的(de)所需波(bo)(bo)形(xing)(xing)。合(he)成信(xin)號(hao)(hao)的(de)波(bo)(bo)形(xing)(xing)種(zhong)類由ROM表中(zhong)的(de)幅(fu)度序(xu)(xu)列決定。如果需要多(duo)種(zhong)波(bo)(bo)形(xing)(xing)，只需把(ba)所需波(bo)(bo)形(xing)(xing)的(de)數(shu)(shu)據直接存放到ROM表中(zhong)即(ji)可。
2、波形存儲器
波(bo)形(xing)存(cun)(cun)儲(chu)器(qi)也(ye)被稱之(zhi)為(wei)正(zheng)(zheng)(zheng)弦查詢(xun)(xun)表(biao)，它的(de)(de)(de)(de)主(zhu)要(yao)(yao)功(gong)能是(shi)在任何一(yi)(yi)個(ge)(ge)參考時(shi)鐘周期內(nei)，都可(ke)以(yi)把(ba)從上(shang)一(yi)(yi)級傳輸(shu)過來的(de)(de)(de)(de)相位二(er)進(jin)制碼信(xin)(xin)息作(zuo)為(wei)地(di)址(zhi)，讀取查詢(xun)(xun)表(biao)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)相應(ying)地(di)址(zhi)對(dui)應(ying)的(de)(de)(de)(de)幅值二(er)進(jin)制碼信(xin)(xin)息。這里需要(yao)(yao)說明的(de)(de)(de)(de)是(shi)，正(zheng)(zheng)(zheng)弦查詢(xun)(xun)表(biao)中(zhong)能夠查找(zhao)的(de)(de)(de)(de)數(shu)據信(xin)(xin)息是(shi)預先存(cun)(cun)儲(chu)好的(de)(de)(de)(de)，也(ye)就(jiu)是(shi)說需要(yao)(yao)事先對(dui)標準的(de)(de)(de)(de)正(zheng)(zheng)(zheng)弦信(xin)(xin)號按照采樣(yang)(yang)定理進(jin)行(xing)抽樣(yang)(yang)和離(li)散，比(bi)如波(bo)形(xing)存(cun)(cun)儲(chu)器(qi)的(de)(de)(de)(de)查詢(xun)(xun)地(di)址(zhi)為(wei)M，這就(jiu)需要(yao)(yao)將(jiang)一(yi)(yi)個(ge)(ge)周期的(de)(de)(de)(de)標準正(zheng)(zheng)(zheng)弦信(xin)(xin)號G（t）進(jin)行(xing)抽樣(yang)(yang)和離(li)散，即使其成為(wei)一(yi)(yi)個(ge)(ge)有2M個(ge)(ge)樣(yang)(yang)本值的(de)(de)(de)(de)D位二(er)進(jin)制離(li)散序列，把(ba)每(mei)一(yi)(yi)個(ge)(ge)樣(yang)(yang)值的(de)(de)(de)(de)相位信(xin)(xin)息作(zuo)為(wei)存(cun)(cun)儲(chu)地(di)址(zhi)，對(dui)應(ying)的(de)(de)(de)(de)幅值信(xin)(xin)息作(zuo)為(wei)地(di)址(zhi)的(de)(de)(de)(de)存(cun)(cun)儲(chu)內(nei)容(rong)。
當收(shou)到上一(yi)級相位累(lei)加器傳(chuan)(chuan)輸過來的(de)(de)相位二(er)進制(zhi)(zhi)碼信息時，將其作為地址(zhi)來讀取內部對(dui)應的(de)(de)預(yu)先存好的(de)(de)存儲內容即(ji)標準信號的(de)(de)幅值二(er)進制(zhi)(zhi)碼信息，并將這個幅值信息的(de)(de)D位二(er)進制(zhi)(zhi)碼傳(chuan)(chuan)送給下一(yi)級。
3、數模轉換器
數模轉(zhuan)換器(qi)(qi)可以把波形(xing)(xing)(xing)存儲器(qi)(qi)所(suo)(suo)輸出的(de)(de)包含(han)幅值信(xin)(xin)(xin)息的(de)(de)D位(wei)二進制離(li)散序列轉(zhuan)換成連續的(de)(de)模擬信(xin)(xin)(xin)號(hao)，但在實(shi)際(ji)中，它所(suo)(suo)恢復的(de)(de)模擬信(xin)(xin)(xin)號(hao)并不(bu)是(shi)真正(zheng)光滑(hua)的(de)(de)正(zheng)弦(xian)波，而是(shi)由(you)很多個(ge)小方塊(kuai)聚合成一個(ge)具(ju)有正(zheng)弦(xian)波輪廓(kuo)的(de)(de)階梯形(xing)(xing)(xing)信(xin)(xin)(xin)號(hao)。更直觀(guan)地(di)說，轉(zhuan)換來的(de)(de)模擬信(xin)(xin)(xin)號(hao)不(bu)能(neng)完全被還原，D/A轉(zhuan)換器(qi)(qi)的(de)(de)位(wei)數在很大(da)程度上決定了(le)還原后模擬信(xin)(xin)(xin)號(hao)的(de)(de)精度——位(wei)數越(yue)大(da)，分(fen)辨率越(yue)高，組成階梯形(xing)(xing)(xing)正(zheng)弦(xian)信(xin)(xin)(xin)號(hao)的(de)(de)矩形(xing)(xing)(xing)數量就越(yue)多，波形(xing)(xing)(xing)看起來越(yue)平滑(hua)，與正(zheng)弦(xian)波形(xing)(xing)(xing)的(de)(de)相(xiang)似度也就越(yue)高。所(suo)(suo)以，目前多數集(ji)成電路(lu)廠商在設計(ji)DDS芯片(pian)時都會(hui)盡量集(ji)成具(ju)有較高位(wei)數的(de)(de)數模轉(zhuan)換器(qi)(qi)。同樣，D/A轉(zhuan)換器(qi)(qi)的(de)(de)其他參數，如轉(zhuan)換速(su)率、線性(xing)度等也都影響著輸出信(xin)(xin)(xin)號(hao)的(de)(de)質量。
4、低通濾波器
低(di)通濾波器主要是將上級（D/A轉(zhuan)換器）輸(shu)(shu)出的階梯形(xing)的正弦信(xin)(xin)號進(jin)行平滑處(chu)理，去除(chu)混疊的、無用的雜散(san)分量(liang)，使(shi)輸(shu)(shu)出信(xin)(xin)號更為純凈(jing)，波形(xing)變(bian)得更為平滑。
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)號(hao)(hao)發生器是根據奈奎斯(si)特取樣定理制(zhi)成(cheng)的(de)(de)(de)：從連續信(xin)號(hao)(hao)的(de)(de)(de)相(xiang)(xiang)位Φ出發，對一(yi)個正(zheng)弦信(xin)號(hao)(hao)進行取樣、量(liang)化(hua)(hua)、編碼(ma)，然(ran)后將形(xing)成(cheng)的(de)(de)(de)正(zheng)弦函數(shu)表存入ROM/RAM中，合(he)成(cheng)時則(ze)通過(guo)改(gai)變(bian)(bian)相(xiang)(xiang)位累加(jia)器的(de)(de)(de)頻率(lv)控(kong)制(zhi)字來改(gai)變(bian)(bian)相(xiang)(xiang)位增量(liang)，相(xiang)(xiang)位增量(liang)不同(tong)將導致一(yi)個周期內取樣點數(shu)的(de)(de)(de)不同(tong)。因(yin)角頻率(lv)ω＝△φ·△ｔ，故可(ke)在取樣頻率(lv)不變(bian)(bian)的(de)(de)(de)情況下，通過(guo)改(gai)變(bian)(bian)相(xiang)(xiang)位累加(jia)器頻率(lv)控(kong)制(zhi)字的(de)(de)(de)方法將這種變(bian)(bian)化(hua)(hua)的(de)(de)(de)相(xiang)(xiang)位／幅(fu)值量(liang)化(hua)(hua)為(wei)數(shu)字信(xin)號(hao)(hao)，然(ran)后通過(guo)D/A變(bian)(bian)換和低通濾波即可(ke)得到相(xiang)(xiang)位變(bian)(bian)化(hua)(hua)的(de)(de)(de)合(he)成(cheng)模擬信(xin)號(hao)(hao)頻率(lv)。
和(he)普通信(xin)(xin)號發生(sheng)器相比，dds技術允許(xu)通過一個(ge)頻率(lv)表(biao)迅速(su)地(di)改變(bian)信(xin)(xin)號的Δ相位，并(bing)能(neng)夠指定一個(ge)頻率(lv)表(biao)，該表(biao)包括由波形頻率(lv)和(he)持續時間(jian)信(xin)(xin)息組成(cheng)(cheng)的各個(ge)段(duan)，通過生(sheng)成(cheng)(cheng)一個(ge)頻率(lv)表(biao)，可(ke)以(yi)構建(jian)復雜的頻率(lv)掃描信(xin)(xin)號和(he)頻率(lv)跳變(bian)信(xin)(xin)號。
