[實用新型]一種DDS信號發生器

有效

• 申請號: 201120272029.7
• 申請日: 2011-07-29
• 公開（公告）號: CN202150069U
• 公開（公告）日: 2012-02-22
• 發明（設計）人: 郭業才;丁遠振
• 申請（專利權）人: 南京信息工程大學
• 主分類號: G06F1/03
• 分類號: G06F1/03
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 許方

技術領域

本實用新型涉及一種信號發生器，尤其是一種DDS信號發生器。

背景技術

現在頻率合成主要包括三種基本技術：直接式頻率合成、鎖相環式頻率合成(PLL)、直接數字式頻率合成(DDS)?，其中，鎖相環式頻率合成也叫間接式頻率合成。

直接式頻率合成方式是最早使用的頻率合成方式，由一個或多個參考頻率源經分頻、倍頻、混頻實現頻率間的加、減、乘、除來產生新的頻率，并靠濾波器選擇使信號純凈。直接式頻率合成具有頻率轉換時間短、相位噪聲低、輸出頻帶寬（可達上千兆赫）、頻率分辨率高（可達微赫茲級）等優點，但由于非線性器件引入的雜波成分較多且采用了大量的混頻、分頻、倍頻和濾波等途徑，使得頻率合成器的體積龐大、成本高、結構復雜、容易產生雜散分量且難于抑制。但近幾年隨著聲表面波(SAW)技術的發展，直接模擬頻率合成器的體積也得到了相應減小，因此仍具有一定的發展前景。

上世紀六十年代，相位反饋理論和模擬鎖相技術的應用產生了間接合成技術，由此引發了頻率合成理論的第一次革命。間接式頻率合成技術是由一個或多個基準頻率源，通過諧波發生器、混頻、分頻等變換，產生大量的諧波或組合頻率，然后用鎖相環(PLL)將頻率鎖定在某一諧波或組合頻率上。鎖相環頻率合成器具有合成信號穩定度高，輸出頻帶寬、頻譜純度好等優點。此外，鎖相環頻率合成器還具有控制方便、體積較小、性價比好的優點，因此廣泛地應用于同步跟蹤、信號提取、解調等雷達與通信系統中。但由于鎖相環存在捕獲時間問題，其頻率轉換時間較長，單環頻率合成器的頻率間隔不可能做得很小，使之很難適用于高速、超高速的技術要求。

上世紀后期提出的直接數字頻率合成理論(DDS)是頻率合成史上的第二次革命。1971年，美國學者J.Tiemyc、C.M.Rader、B.Gold發表了關于直接數字頻率合成的研究結果，第一次提出了DDS的概念。但由于受到當時微電子技術和數字信號處理技術的制約，DDS技術在當時并沒有受到重視。隨著數字集成電路和微電子技術的發展和電子工程領域的實際需要，DDS技術正日益顯露出它的優越性。DDS采用全數字技術，基于相位的線性性質以及相位與幅度的對應關系實現頻率合成，由相位累加器、相位幅度轉換和數模轉換器組成，具有很高的頻率捷變速度、很寬的相對帶寬、很高的頻率分辨率、輸出相位連續、便于單片集成，并且可以輸出正交信號、能很容易地實現PSK和FSK等調制。雖然DDS芯片不斷發展，仍有兩點不足之處：輸出帶寬和雜散。DDS工作時鐘頻率決定了輸出帶寬，如AD9854，時鐘頻率為300MHz，輸出帶寬為0~120MHz，不過這對于飛速發展的無線通信是遠遠不夠的。隨著GaAs器件的發展，輸出帶寬的限制正在逐步被克服，目前采用GaAs（砷化鎵）技術生產出來的DDS芯片其輸出頻率可達300到400MHz，但價格過于昂貴，難以大量應用。而雜散是DDS本身所固有的，且隨著輸出帶寬的展寬，將越來越明顯地成為限制DDS技術發展的最重要因素。利用GaAs技術的高速DDS芯片只能達到-40~-50?dBc，而一般的CMOS工藝的DDS芯片可達到-70~-90dBc，但如上面所說的，其輸出頻率不高，當采用倍頻或變頻提高其頻率時會使雜散惡化，因此如何抑制雜散仍然是高速DDS技術亟待解決的問題。

發明內容

本實用新型所要解決的技術問題是針對上述背景技術的不足，提供了一種DDS信號發生器。

???????本實用新型為實現上述發明目的采用如下技術方案：

一種DDS信號發生器，包括單片機控制模塊、DDS芯片、低通濾波模塊、信號放大模塊、顯示器、矩陣鍵盤、輸出模塊；

其中，DDS芯片、顯示器、矩陣鍵盤分別與單片機控制模塊連接，DDS芯片依次連接低通濾波模塊、信號放大模塊、輸出模塊；

所述矩陣鍵盤將輸入的控制信號傳送給單片機；

所述顯示器顯示單片機接收到的數據；

所述單片機控制DDS芯片動作得到階梯波形的模擬輸出量，進入所述低通濾波模塊將階梯波形的模擬輸出量轉化為平滑波形的模擬量，然后經過信號放大模塊將信號放大后發送至輸出模塊輸出平滑波形的模擬量。

所述一種DDS信號發生器中，單片機控制模塊采用STC11F60XE單片機。

所述一種DDS信號發生器中，?DDS芯片為AD9954芯片。

所述一種DDS信號發生器中還包括PC機、串口通信模塊，其中PC機通過串口通信模塊與單片機控制模塊連接。