DDS常用芯片

高速ＤＤＳ集成芯片ＡＤ9851原理及应用文章介绍了高速DDS芯片AD9851的内部结构、工作原理及功能特点,利用CPLD控制的简单接口实现了正弦波、频率键控波、相位键控波的产生。

标签：DDSAD9851CPLD频率键控相位键控频率合成技术发展至今,DDS(Direct Digital Synthesis)可谓后起之秀。

DDS以其高精度,频率建立和频率切换快,可控制性好,容易实现扫频和频率调制等优点得到了飞速的发展。

DDS通常通过在CPLD或FPGA内设置逻辑电路来实现,理论上可以达到MHz级的信号输出。

但是对于高频信号,DDS的输出波形容易产生由于DA速度不够而带来的失真,同时产生高频信号要求D/A转换后级的I-V转换电路中的运放具有很高的带宽增益积和响应速度。

经实验测试,FPGA内部实现DDS在输出3MHz信号时幅值已经不稳定。

而专用DDS芯片克服了以上缺点,本文介绍的就是其中表现优秀的一款高速DDS芯片。

AD9851结构和工作原理AD9851是Analog Device公司推出的采用先进CMOS技术生产的具有高集成度的低功耗直接数字频率合成器。

内置可软件选通的高速时钟6倍频电路可以只用外部提供较低时钟而产生较高内部参考时钟,对于实际应用中的内部工作频率150MHz,仅需一个25MHz晶振即可,因此减小了高频辐射,提高了系统的电磁兼容能力。

32位的频率累加器可以实现高精度的频率步进,10Bit高速DA转换器可以保证输出信号波形的稳定。

另外,高速比较器可以实现由正弦波到方波的变换,从而直接提供数字电路使用。

各功能模块见AD9851的内部结构框如图1所示。

AD9851控制说明AD9851的可编程功能主要是通过对内部的5个输入数据寄存器写入40位的控制字来实现的。

其控制字寄存器的内容如表1所示:在150MHz系统时钟的情况下频率分辨率是0.035Hz,相位最小步进是11.25°。

控制字的写入有并行和串行两种方式,并行方式是通过数据总线D0-D7来完成的。

目录摘要 —————————————————————————2 创新之处 ———————————————————————2 关键词 ————————————————————————2 引言 —————————————————————————2 系统工作原理 —————————————————————3 直接数字频率合成 ———————————————————4 DDS 基本原理及性能特点 —————————————————5 采用 DDS 的 AD9851 ———————————————————6 AD9851 的原理 —————————————————————7 AD9851 在信号源中的应用 ————————————————8 AD9851 在本系统的应用电路 ———————————————9 低通滤波器（LPF） ——————————————————10 锁相环频率合成 ———————————————————11 锁相环频率合成 MC145151 在本电路中的应用 ————————12 压控振荡器（VCO） ———————————————————12 缓冲放大器 ——————————————————————13 单片机控制的整体电路 —————————————————14 功率放大 ———————————————————————15 本系统的软件设计 ———————————————————15 总调试 ————————————————————————25 结束语 ————————————————————————25 DDS 短波信号发生器技术指标 ——————————————26 所采用的仪器设备 ———————————————————26 所用软件 ———————————————————————26 参考文献 ———————————————————————26 参考网站 ———————————————————————271DDS 短波信号发生器摘要： 本文主要介绍的是采用直接数字频率合成的短波信号发生器， 它 主要以微电脑控制部分、直接数字频率合成（DDS）部分、数字锁相 环频率合成部分、背光液晶显示部分、功率放大部分等组成。

DDS简介DDS简介DDS 直接数字频率合成技术（Direct Digital Frequency Synthesis，即DDFS，一般简称DDS），是从相位概念出发直接合成所需要波形的一种新的频率合成技术。

目前各大芯片制造厂商都相继推出采用先进CMOS工艺生产的高性能、多功能的DDS芯片，为电路设计者提供了多种选择。

然而在某些场合，专用DDS芯片在控制方式、置频速率等方面与系统的要求差距很大，这时如果用高性能的FPGA器件来设计符合自己需要的DDS电路，就是一个很好的解决方法。

ACEX 1K器件是Altera公司着眼于通信、音频处理及类似场合的应用而推出的芯片系列，总的来看将会逐步取代FLEX 10K 系列，成为首选的中规模器件产品。

它具有如下优点：* 高性能。

ACEX 1K器件采用查找表（LUT）和EAB（嵌入式阵列块）相结合的结构，特别适用于实现复杂逻辑功能和存储器功能，例如通信中应用的DSP、多通道数据处理、数据传递和微控制等。

* 高密度。

典型门数为1万到10万门，有多达49，152位的RAM（每个EAB有4，096位RAM）。

* 系统性能。

器件内核采用2.5V电压，功耗低，能够提供高达250MHz的双向I/O功能，完全支持33MHz和66MHz的PCI局部总线标准。

* 灵活的内部互联。

具有快速连续式、延时可预测的快速通道互连；能提供实现快速加法器、计数器、乘法器和比较器等算术功能的专用进位链和实现高速多扇入逻辑功能的专用级联链。

本次设计采用的是ACEX EP1K50，典型门数50000门，逻辑单元2880个，嵌入系统块10个，完全符合单片实现DDS电路的要求。

设计工具为Altera的下一代设计工具Quartus软件。

另一方面将这个值作为取样地址值送入幅度/相位转换电路（即图1中的波形存储器），幅度/相位转换电路根据这个地址值输出相应的波形数据。

最后经数/模转换和低通滤波器将波形数据转换成所需要的模拟波形。

DDS介绍（自己整理）DDS概要1971年，美国学者J.Tierney等人撰写的“A DIGITAL Frequency Synthesizer”-文首次提出了以全数字技术，从相位概念出发直接合成所需波形的一种新给成原理。

限于当时的技术和器件产，它的性牟指标尚不能与已有的技术盯比，故未受到重视。

近1年间，随着微电子技术的迅速发展，直接数字频率合成器（Direct DIGITAL Frequency Synthesis简称DDS或DDFS）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。

具体体现在相对带宽宽、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、控制灵活方便等方面，并具有极高的性价比。

DDS是直接数字式频率合成器（Direct Digital Synthesizer）的英文缩写。

与传统的频率合成器相比，DDS具有低成本、低功耗、高分辨率和快速转换时间等优点，广泛使用在电信与电子仪器领域，是实现设备全数字化的一个关键技术。

一、DDS原理和结构DDS的基本大批量是利用采样定量，通过查表法产生波形。

DDS的结构有很多种，其基本的电路原理可用图1来表示。

相位累加器由N位加法器与N位累加寄存器级联构成。

每来一个时钟脉冲fs，加法器将控制字k与累加寄存器输出的累加相位数据相加，把相加后的结果送到累加寄存器的数据输入端，以使加法器在下一个时钟脉冲的作用下继续与频率控制字相加。

这样，相位累加器在时钟作用下，不断对频率控制字进行线性相位加累加。

由此可以看出，相位累加器在每一个中输入时，把频率控制字累加一次，相位累加器输出的数据就是合成信号的相位，相位累加器的出频率就是DDS输出的信号频率。

用相位累加器输出的数据作为波形存储器（ROM）的相位取样地址。

这样就可把存储在波形存储器内的波形抽样值（二进制编码）经查找表查出，完成相位到幅值转换。

ad9958参数指标AD9958是一款高性能、高精度的DDS（Direct Digital Synthesizer，直接数字合成器）芯片，其参数指标非常出色，以下是其主要的参数指标：1.频率分辨率：AD9958的频率分辨率高达0.001Hz，这意味着它能够产生非常精确的频率输出。

2.频率范围：AD9958的频率范围非常宽，可以从DC（直流）到320MHz，这使得它能够满足各种应用需求。

3.相位分辨率：AD9958的相位分辨率高达32位，这意味着它可以产生非常精确的相位输出。

4.频率转换速度：AD9958的频率转换速度非常快，可以达到50ns，这使得它能够在短时间内完成频率的快速切换。

5.输出功率：AD9958的输出功率可以达到+14dBm，这使得它能够产生足够强的信号，满足各种应用需求。

6.相位噪声：AD9958的相位噪声非常低，可以在-120dBc/Hz@1kHz处实现，这使得它产生的信号具有非常低的噪声水平。

7.杂散抑制：AD9958的杂散抑制能力非常强，可以达到-70dBc，这使得它产生的信号具有非常低的杂散分量。

8.电源电压：AD9958的电源电压范围为+5V至+36V，这使得它能够适应不同的电源条件。

9.功耗：AD9958的功耗较低，在+3.3V供电时仅为125mW，这使得它能够适用于各种低功耗应用。

10.接口方式：AD9958采用SPI接口进行控制和数据传输，这使得它能够与各种微控制器和其他数字设备进行通信。

总之，AD9958是一款高性能、高精度的DDS芯片，其参数指标非常出色，适用于各种需要高精度频率和相位输出的应用场景，如通信、雷达、电子战、测试测量等领域。

射频dds直接数字频率合成芯片
射频DDS（直接数字频率合成）芯片是一种集成电路芯片，它
可以通过数字信号直接合成射频信号。

这种芯片通常由数字控制器、相位累加器、数字-模拟转换器（DAC）、滤波器和射频输出级组成。

射频DDS芯片的工作原理是利用数字信号直接控制相位累加器，从
而实现射频信号的合成。

相位累加器会根据输入的数字控制信号累
加相位，然后经过数字-模拟转换器转换成模拟信号，再经过滤波器
进行滤波，最终输出到射频端口。

射频DDS芯片具有很高的频率分辨率和频率调制速度，能够实
现快速、精确的频率合成。

它还具有灵活的调制方式，可以通过改
变输入的数字控制信号来实现频率、相位和幅度的调制。

这种灵活
性使得射频DDS芯片在通信、雷达、无线电等领域有着广泛的应用。

在通信系统中，射频DDS芯片可以用于频率合成、调制解调、
信号发生和信号处理等方面。

在雷达系统中，它可以用于频率多普
勒处理、脉冲压缩和信号发生等方面。

在无线电设备中，射频DDS
芯片可以用于频率合成、频率调制、频谱分析和信号发生等方面。

总的来说，射频DDS芯片作为一种先进的集成电路芯片，具有
高性能、灵活性和广泛的应用前景，对于现代通信、雷达和无线电系统的发展具有重要意义。

dds芯片原理DDS芯片原理DDS芯片，即直接数字频率合成器（Direct Digital Synthesizer），是一种基于数字信号处理技术实现频率合成的集成电路芯片。

DDS 芯片可以通过改变其输入信号的频率和相位，产生高稳定度、高精度的频率输出信号。

DDS芯片的原理主要包括相位累加器、频率控制字、相位控制字、数字到模拟转换器和低通滤波器等几个关键部分。

相位累加器是DDS芯片的核心部分，其作用是根据频率控制字的输入，不断累加相位控制字的值，从而产生不断变化的相位值。

相位累加器可以通过改变相位控制字的大小和输入频率的变化，控制输出信号的频率和相位。

相位累加器一般采用二进制累加器的形式，通过不断累加相位控制字的值，可以实现连续的相位变化。

频率控制字是用来控制DDS芯片输出信号的频率的关键参数。

频率控制字决定了累加器每个时钟周期累加的相位控制字的大小，从而决定了输出信号的频率。

频率控制字一般是一个固定的值，可以通过改变频率控制字的大小来改变输出信号的频率。

相位控制字是用来控制DDS芯片输出信号的相位的关键参数。

相位控制字决定了累加器的初始相位值，从而决定了输出信号的相位。

相位控制字可以通过改变其大小来控制输出信号相位的偏移。

数字到模拟转换器（DAC）是DDS芯片中的重要组成部分，主要负责将累加器输出的数字信号转换为模拟信号。

DDS芯片中的DAC一般是高速、高精度的数字信号处理器，可以将数字信号转换为模拟信号。

低通滤波器是DDS芯片中的另一个重要组成部分，其作用是滤除DAC输出的数字信号中的高频成分，从而得到稳定、纯净的模拟信号。

低通滤波器一般采用各种滤波算法，如FIR滤波器、IIR滤波器等。

DDS芯片的工作原理如下：首先，通过输入一个固定的频率控制字和相位控制字，相位累加器不断累加相位控制字的值，产生一个连续变化的相位值。

然后，根据相位值生成一个数字信号，并通过DAC将数字信号转换为模拟信号。

最后，通过低通滤波器滤除模拟信号中的高频成分，得到最终的稳定、纯净的输出信号。

概述随着微电子技术的飞速发展，目前高性能的DDS产品不断推出，主要有AD、Qualcomm、Sciteg和Stanford等公司单片电路。

Qualcomm公司推出了DDS系列：Q2220、Q2230、Q2334、Q2240、Q2368，其中Q2368的时钟频率为130MHz，分辨率为0.03Hz；美国AD公司也相继推出了他们的DDS系列：AD59*系列；AD983*系列；AD9850、AD9851、可以实现线性调频的AD9852、两路正交输出的AD9854；面向测试与测量设备、无线基站以及安全通信设备等应用的AD9912；低功耗、低成本的AD9913；AD995*系列，具有低功耗，时钟速率400MHz、集成的14位DAC、片上RAM、相位补偿、幅度控制和多芯片同步等功能，AD9951、带高速比较器的AD9952、带RAM允许非线性相位/频率扫描的AD9953；有内置高速比较器、RAM和自动线性频率扫描的AD9954、两路直接数字合成器件AD9958、四路直接数字合成)器件AD9959。

以及DDS为核心的QPSK调制器AD9853、数字上变频器AD9856和AD9857。

AD公司的DDS系列产品以其较高的性能价格比，目前得到了极为广泛的应用应用。

AD公司DDS芯片选型表1 DDS 原理简介直接数字频率合成（DDS ）是从相位概念出发直接合成所需波形的一种频率合成技术。

一个典型的直接数字频率合成器由相位累加器、加法器、波形存储ROM 、D/A 转换器和低通滤波器（LPF ）构成。

DDS 的原理框图如图1所示。

图1 DDS 原理框图其中K 为频率控制字、P 为相位控制字、c f 为参考时钟频率、N 为相位累加器的字长、D 为ROM 数据位及D/A 转换器的字长。

相位累加器在时钟c f 的控制下以步长K 作累加，输出的N 位二进制码与相位控制字P 相加后作为波形ROM 的地址，对波形ROM 进行寻址，波形ROM 输出D 位的幅度码S(n)经D/A 转换器变成阶梯波S(t)，再经过低通滤波器平滑后就可以得到合成的信号波形。

dds 芯片DDS芯片，全称为直接数字频率合成器（Direct Digital Synthesizer），是一种能够直接生成高精度数字频率信号的数字电路。

其原理是通过数字信号处理技术，将参考时钟信号分频后，经过相位累加器进行相位计算，再通过查表读取幅度数据，最后通过数字模拟转换器（DAC）将数字信号转换成模拟信号输出。

DDS芯片的主要功能是用来产生各种复杂的波形信号，包括正弦波、方波、三角波等。

由于采用数字技术，在频率调整和生成各种模拟信号方面具有极高的灵活性和精度。

DDS芯片的输出频率范围广，可达数十千兆赫兹，频率分辨率也很高，可达数百、数千万分之一赫兹，因此被广泛应用于通信、雷达、仪器仪表、声音合成等领域。

DDS芯片的工作原理如下：首先，参考时钟信号会经过一个分频器，将其分频得到一个较低的频率信号，称为相量累加频率。

然后，将相量累加频率输入给相位累加器，相位累加器不断累加输入的相量累加频率，以得到相位信息。

最后，将相位信息输入给振荡器的控制输入端，控制振荡器输出信号的相位。

同时，通过振荡器输出的信号经过一个查表器，查表器根据输入的相位信息找到对应的幅度信息，然后通过DAC将数字信号转换为模拟信号输出。

DDS芯片的优点是具有高精度、快速调频、稳定性好等特点。

与传统的频率合成器相比，DDS芯片由于采用数字技术，可以直接生成所需频率的信号，无需通过频率分频器和相位累加器等模拟电路的串联，导致频率合成精度较高，频率稳定性好，而传统的电路调整频率时需要更换电子元器件并重新进行调试。

通过DDS芯片，可以生成各种复杂的波形信号，不仅可以产生常见的正弦波、方波、三角波等基本信号，还可以通过在查表中输入任意的幅度值来产生各种自定义波形。

这使得DDS芯片在声音合成、信号调制、激励信号产生等领域有广泛应用。

同时，由于DDS芯片具有高精度和可调性能，也被用于频率敏感的仪表设备和通信设备中。

综上所述，DDS芯片是一种能够直接生成高精度数字频率信号的数字电路。

dds芯片DDS芯片（Direct Digital Synthesis）是一种数字直接合成技术，用于生成高精度的频率和相位可编程的信号。

它是一种将数字信息转换为模拟信号的技术，可以广泛应用于通信、测量、医疗等领域。

DDS芯片的原理是将参考时钟信号通过数字信号处理器（DSP）生成一系列数字值，然后经过数字到模拟转换器（DAC）转换为模拟信号输出。

DDS芯片的核心是相位积累器和频率累加器，相位积累器用于控制信号的相位，频率累加器用于控制信号的频率。

通过调控相位和频率的累加，DDS芯片可以输出任意频率和相位的信号。

DDS芯片具有以下优点：1. 高精度：DDS芯片通过数字信号处理器实现精确的相位和频率控制，能够生成高精度的信号。

相比传统的模拟合成技术，DDS芯片的频率分辨率更高，可以实现更细小的频率调整。

2. 高稳定性：DDS芯片中的参考时钟信号经过精密的晶体振荡器产生，具有极高的稳定性。

因此，DDS芯片生成的信号在长时间使用过程中频率和相位变化很小，能够满足对稳定性要求较高的应用场景。

3. 灵活性：DDS芯片可以通过编程控制相位和频率，灵活地生成各种信号波形，如正弦波、方波、三角波等。

同时，DDS芯片还可以实现频率和相位的快速切换，方便应对不同的应用需求。

4. 低功耗：DDS芯片采用数字信号处理器实现信号生成，相比传统的模拟合成技术，功耗更低。

这使得DDS芯片在对功耗有严格要求的应用中具有优势，如移动通信、激光雷达等领域。

DDS芯片的应用非常广泛，主要包括以下几个方面：1. 通信：DDS芯片可以用于通信系统中的频率合成、频率调制等方面。

通过DDS芯片可以实现精确的信号生成，提高通信系统的性能。

2. 音频处理：DDS芯片可用于音频合成、音频编码等方面。

利用DDS芯片可以生成各种音频信号，如声乐、乐器等，同时也可以进行数字编码和解码。

3. 仪器测量：DDS芯片可用于仪器测量中的信号源、频率标准等方面。

通过DDS芯片可以生成稳定的信号，用于测试和校准各种仪器。

DDS常用芯片，生产线，芯片手册~常用频率合成器(DDS)芯片型号及特点介绍随着微电子技术的飞速发展，目前高超性能优良的DDS产品不断推出，主要有Qualcomm、AD、Sciteg和Stanford等公司单片电路（monolithic）。

Qualcomm公司推出了DDS系列Q2220、Q2230、Q2334、Q2240、Q2368，其中Q2368的时钟频率为130MHz，分辨率为0.03Hz，杂散控制为-76dBc，变频时间为0.1μs;美国AD公司也相继推出了他们的DDS系列：AD9850、AD9851、可以实现线性调频的AD9852、两路正交输出的AD9854以及以DDS为核心的QPSK 调制器AD9853、数字上变频器AD9856和AD9857.AD公司的DDS系列产品以其较高的性能价格比，目前取得了极为广泛的应用。

AD公司的常用DDS芯片选用列表见表1.下面仅对比较常用的AD9850芯片作一简单介绍。

表1 AD公司的常用DDS芯片选用列表AD9850是AD公司采用先进的DDS技术1996年推出的高集成度DDS频率合成器，它内部包括可编程DDS系统、高性能DAC及高速比较器，能实现全数字编程控制的频率合成器和时钟发生器。

接上精密时钟源，AD9850可产生一个频谱纯净、频率和相位都可编程控制的模拟正弦波输出。

此正弦波可直接用作频率信号源或转换成方波用作时钟输出。

AD9850接口控制简单，可以用8位并行口或串行口经、相位等控制数据。

32位频率控制字，在125MHz 时钟下，输出频率分产率达0.029Hz。

先进的CMOS工艺使AD9850不仅性能指标一流，而且功耗少，在3.3V供电时，功耗仅为155mW。

扩展工业级温度范围为-40～+85摄氏度，其封装是28引脚的SSOP表面封装。

AD9850采用32位相位累加器，截断成14位，输入正弦查询表，查询表输出截断成10位，输入到DAC。

DAC输出两个互补的模拟电流，接到滤波器上。