dds信号合成器设计
近代通信系统的重要组成部分之一的频率合成技术，正广泛应用于各种无线电通信与电子系统。现代技术发展速度飞快，因此人们对频率合成器的稳定度、频谱的纯度、频率范围和输出频率的数目有了越来越高的要求。本系统的控制核心用单片机STC89C52，控制AD9850芯片产生正弦波，通过功率放大模块、调幅(AM)、调频(FM)模块、程控衰减模块。采用数控的方法控制AD9850芯片产生0Hz-10MHz的正弦波信号。经过滤波、放大和功放模块放大至5V并具有一定的驱动能力，同时可以对这些信号进行步进调频。本系统从简单、调整方便、功能完善等为出发点，基本实现了设计中的要求，波形显示较稳定，且精度较高。关键词 DDS，单片机，AD9850，放大，调频，调幅目 录
1 引言 1
1.1 研究这个课题的作用 1
1.2 DDS目前的发展情况 1
1.3 如何去研究这个课题 2
2 硬件部分 2
2.1 单片机STC89C52 2
2.2 AD9850 7
2.3方案的确定 8
2.3.1每个电路方案的选择 8
2.3.2理论分析、计算与模块计算 10
3 软件部分 15
3.1主程序流程 16
3.2程序设计 16
3.3仿真波形 19
结 论 21
致 谢 22
参 考 文 献 23
附录1：程序 24
附录2：硬件电路图 29
1 引言
现在有一种新的频率合成方法，叫做直接数字频率合成(DDS-Digital Direct Frequency Synthesis),它引发了频率合成技术的一次变革,成了现在炙手可热的新兴电子设备。DDS技术伴随着数字集成电路和微电子技术的发展,正在日益显露出它的优越性和强大之处。DDS是一个完全使用数字技术用于频率合成的设备,它的组成中包括了相位累加器、波形ROM、D/A转换器和低通滤波器。DDS技术具有频率分辨率高、频率切换速度快、频率切换时相位连续、输出
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igital Direct Frequency Synthesis),它引发了频率合成技术的一次变革,成了现在炙手可热的新兴电子设备。DDS技术伴随着数字集成电路和微电子技术的发展,正在日益显露出它的优越性和强大之处。DDS是一个完全使用数字技术用于频率合成的设备,它的组成中包括了相位累加器、波形ROM、D/A转换器和低通滤波器。DDS技术具有频率分辨率高、频率切换速度快、频率切换时相位连续、输出相位噪声低和可以产生任意波形等优点。鉴于上述特点,DDS技术可被用于雷达、通信、电子对抗和仪器仪表等领域。
1.1 研究这个课题的作用
在这10年间，伴随着微电子技术的快速发展，直接数字频率合成器（Direct?Digital?Frequency?Synthesis）也得到了快速的发展，并且发展速度超乎想象，它以有别于其它频率合成方法的强大性能和特点成为现代频率合成技术中的宠儿，受到圈内人士的大力赞扬，并且将之应用到各个领域。具体表现在相对带宽宽、频率转换时间短、频率分辨率高、输出相位连续、可产生宽带正交信号及其他多种调制信号、可编程和全数字化、控制灵活方便等层面，具有很高的性价比，被大多数人所接受，现在已经被广泛使用，本文就主要介绍了使用这个技术来实现自己目的的一个实践。我在学习利用这个技术来加强自己的综合能力，同时完成这个设计。
1.2 DDS目前的发展情况
在频率合成（FS,?Frequency?Synthesis）的领域中，经常使用的频率合成技术有各种锁相环技术，它们都是基于一个基本的技术延伸出来的，直接数字合成(Direct?Digital?Synthesis－DDS)技术是基于FS的一种新兴技术。锁相环也能够换成一片集成好的DDS芯片。DDS是产生高精度、迅速变换频率、输出波形失真小的频率的优先选用技术。DDS的参考源因为需求稳定度高，所以使用了参考时钟，信号的处理由相位累加器和数字信号进行，然后使用高速的D/A变换器，生成接收的数字波形（一般是正弦波），再把这个波形进行一次模拟滤波，就可以获得最终的模拟信号。正弦数字信号波形产生于高速DAC，通过带通 滤波器后得到一个与之对应的模拟正弦波信号，最后这个模拟正弦波与一个门限进行对比获得方波时钟信号。
DDS系统有个显著的特点，在数字处理器的控制下可以非常精确而快速地处理频率和相位，也能很快的完成人们的目标。除此以外，DDS的固有性质还包括：不错的频率和相位分辨率（频率的可控范围达μHz级，相位控制小于0.09°）,可以进行快速的信号变换（输出DAC的转换速率300百万次/秒）。这些性质使DDS在通信系统中的应用日益广泛，也让它成为了目前电子行业的宠儿。
在各个行业的测试应用中，信号源充当着极为重要的角色，是不可或缺的一部分。但信号源拥有许多不同的类型，不同类型的信号源在功能和性质上各不相同，分别适用于各种不同的应用，所以我们要根据自己的需要来选择到底该使用寿命信号源。在当前，最普遍的信号源类型包含任意波形发生器、函数发生器、RF信号源以及基本的模拟输出模块等设备。DDS技术在信号源中采用在当前的测试测量行业里已经逐渐变为一种主流的做法，取代了之前其他的信号源的地位。以前DDS价格昂贵、功耗大（以前的功耗达Watt级）、DAC器件转换速率不高，应用也受到限制，因此大多用于高端设备和军事上。伴随着数字技术和半导体工业的发展，DDS芯片能够集成包括高速DAC器件在内的部件，可以轻松完成其他设备的功能，其功耗已经降低到了mW级，功能强大了，价格便宜了。因此，DDS获得了更广泛的应用：现代电子器件、通信技术、医学成像、无线、PCS/PCN系统、雷达、卫星通信。
1.3 如何去研究这个课题
本设计采用DDS技术为主要依靠。通过键盘发出控制信息到单片机，两路DDS芯片AD9850产生了两路设定好频率的正弦波。经过输出信号调整后，单片机可以控制AD7524来完成对信号的程控误差。两路信号从DDS模块中输出，经过低通滤波和直流偏置，把两路信号输入模拟乘法器AD835中，一路当载波，一路当调制波，AD835产生调制波。同时可以把DDS信号输入到CD4046B芯片里进行振荡输出调频。在显示器上可以方便快捷的看到预制参数的变化，并实现对信号的控制。
2 硬件部分
2.1 单片机STC89C52 STC89C52是一种耗能少、功能强的CMOS8位微控制器，系统中用来编程的Flash存储器是8k的。每一块芯片上面，都有8位CPU和系统可编程Flash，可方便使用。这让STC89C52可以提供很方便、很快捷的解决方法给大部分嵌入式控制系统。让它能运行下面的这些标准功能：8K字节Flash，512字节RAM，32位I/O口线，看门狗定时器，内置4KBEEPROM，MAX810复位电路，三个16位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口。同时STC89C52也能把频率调到0Hz进行静态逻辑操作，可以使用2种类型的软件，也可以进入省电模式。
在空闲模式中，CPU不工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断持续工作。在掉电保护的模式中，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机停止所有工作，直到下一个中断到达或硬件复位才停止。单片机的最高工作频率为35MHz，可以选择6T/12T。
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1 引言 1
1.1 研究这个课题的作用 1
1.2 DDS目前的发展情况 1
1.3 如何去研究这个课题 2
2 硬件部分 2
2.1 单片机STC89C52 2
2.2 AD9850 7
2.3方案的确定 8
2.3.1每个电路方案的选择 8
2.3.2理论分析、计算与模块计算 10
3 软件部分 15
3.1主程序流程 16
3.2程序设计 16
3.3仿真波形 19
结 论 21
致 谢 22
参 考 文 献 23
附录1：程序 24
附录2：硬件电路图 29
1 引言
现在有一种新的频率合成方法，叫做直接数字频率合成(DDS-Digital Direct Frequency Synthesis),它引发了频率合成技术的一次变革,成了现在炙手可热的新兴电子设备。DDS技术伴随着数字集成电路和微电子技术的发展,正在日益显露出它的优越性和强大之处。DDS是一个完全使用数字技术用于频率合成的设备,它的组成中包括了相位累加器、波形ROM、D/A转换器和低通滤波器。DDS技术具有频率分辨率高、频率切换速度快、频率切换时相位连续、输出
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
igital Direct Frequency Synthesis),它引发了频率合成技术的一次变革,成了现在炙手可热的新兴电子设备。DDS技术伴随着数字集成电路和微电子技术的发展,正在日益显露出它的优越性和强大之处。DDS是一个完全使用数字技术用于频率合成的设备,它的组成中包括了相位累加器、波形ROM、D/A转换器和低通滤波器。DDS技术具有频率分辨率高、频率切换速度快、频率切换时相位连续、输出相位噪声低和可以产生任意波形等优点。鉴于上述特点,DDS技术可被用于雷达、通信、电子对抗和仪器仪表等领域。
1.1 研究这个课题的作用
在这10年间，伴随着微电子技术的快速发展，直接数字频率合成器（Direct?Digital?Frequency?Synthesis）也得到了快速的发展，并且发展速度超乎想象，它以有别于其它频率合成方法的强大性能和特点成为现代频率合成技术中的宠儿，受到圈内人士的大力赞扬，并且将之应用到各个领域。具体表现在相对带宽宽、频率转换时间短、频率分辨率高、输出相位连续、可产生宽带正交信号及其他多种调制信号、可编程和全数字化、控制灵活方便等层面，具有很高的性价比，被大多数人所接受，现在已经被广泛使用，本文就主要介绍了使用这个技术来实现自己目的的一个实践。我在学习利用这个技术来加强自己的综合能力，同时完成这个设计。
1.2 DDS目前的发展情况
在频率合成（FS,?Frequency?Synthesis）的领域中，经常使用的频率合成技术有各种锁相环技术，它们都是基于一个基本的技术延伸出来的，直接数字合成(Direct?Digital?Synthesis－DDS)技术是基于FS的一种新兴技术。锁相环也能够换成一片集成好的DDS芯片。DDS是产生高精度、迅速变换频率、输出波形失真小的频率的优先选用技术。DDS的参考源因为需求稳定度高，所以使用了参考时钟，信号的处理由相位累加器和数字信号进行，然后使用高速的D/A变换器，生成接收的数字波形（一般是正弦波），再把这个波形进行一次模拟滤波，就可以获得最终的模拟信号。正弦数字信号波形产生于高速DAC，通过带通 滤波器后得到一个与之对应的模拟正弦波信号，最后这个模拟正弦波与一个门限进行对比获得方波时钟信号。
DDS系统有个显著的特点，在数字处理器的控制下可以非常精确而快速地处理频率和相位，也能很快的完成人们的目标。除此以外，DDS的固有性质还包括：不错的频率和相位分辨率（频率的可控范围达μHz级，相位控制小于0.09°）,可以进行快速的信号变换（输出DAC的转换速率300百万次/秒）。这些性质使DDS在通信系统中的应用日益广泛，也让它成为了目前电子行业的宠儿。
在各个行业的测试应用中，信号源充当着极为重要的角色，是不可或缺的一部分。但信号源拥有许多不同的类型，不同类型的信号源在功能和性质上各不相同，分别适用于各种不同的应用，所以我们要根据自己的需要来选择到底该使用寿命信号源。在当前，最普遍的信号源类型包含任意波形发生器、函数发生器、RF信号源以及基本的模拟输出模块等设备。DDS技术在信号源中采用在当前的测试测量行业里已经逐渐变为一种主流的做法，取代了之前其他的信号源的地位。以前DDS价格昂贵、功耗大（以前的功耗达Watt级）、DAC器件转换速率不高，应用也受到限制，因此大多用于高端设备和军事上。伴随着数字技术和半导体工业的发展，DDS芯片能够集成包括高速DAC器件在内的部件，可以轻松完成其他设备的功能，其功耗已经降低到了mW级，功能强大了，价格便宜了。因此，DDS获得了更广泛的应用：现代电子器件、通信技术、医学成像、无线、PCS/PCN系统、雷达、卫星通信。
1.3 如何去研究这个课题
本设计采用DDS技术为主要依靠。通过键盘发出控制信息到单片机，两路DDS芯片AD9850产生了两路设定好频率的正弦波。经过输出信号调整后，单片机可以控制AD7524来完成对信号的程控误差。两路信号从DDS模块中输出，经过低通滤波和直流偏置，把两路信号输入模拟乘法器AD835中，一路当载波，一路当调制波，AD835产生调制波。同时可以把DDS信号输入到CD4046B芯片里进行振荡输出调频。在显示器上可以方便快捷的看到预制参数的变化，并实现对信号的控制。
2 硬件部分
2.1 单片机STC89C52 STC89C52是一种耗能少、功能强的CMOS8位微控制器，系统中用来编程的Flash存储器是8k的。每一块芯片上面，都有8位CPU和系统可编程Flash，可方便使用。这让STC89C52可以提供很方便、很快捷的解决方法给大部分嵌入式控制系统。让它能运行下面的这些标准功能：8K字节Flash，512字节RAM，32位I/O口线，看门狗定时器，内置4KBEEPROM，MAX810复位电路，三个16位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口。同时STC89C52也能把频率调到0Hz进行静态逻辑操作，可以使用2种类型的软件，也可以进入省电模式。
在空闲模式中，CPU不工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断持续工作。在掉电保护的模式中，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机停止所有工作，直到下一个中断到达或硬件复位才停止。单片机的最高工作频率为35MHz，可以选择6T/12T。
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