AD9852的正弦信号发生器设计与实现
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基于AD9850构成的DDS正弦波信号发生器设计与实现
基于AD9850构成的DDS正弦波信号发生器设计与实现作者：黄汉平邱波来源：《电子世界》2013年第04期【摘要】本论文设计开发了基于AD9850构成的DDS正弦波信号发生器的硬件系统，其频率范围为0～30MHz，根据软件设计的总体构想并结合硬件电路，给出了总体以及子模块的流程图，并用C语言编制相应程序。
系统调试和测试结果表明，所设计的系统能够产成正弦波形，信号的频率、相位、幅度的调节精度和抗干扰性等技术性能指标基本达到设计目标。
【关键词】DDS；AD9850；正弦波信号发生1.引言随着数字大规模集成电路技术的发展，采用数字电路的直接数字频率合成技术(DDS)具有频率转换速度快、频率分辨率高、相位可控、频率稳定度高等优点。
频率转换速度快、频率分辨率高的信号源在现代电子通讯、航空航天、自动控制等领域中是必不可少的，因此DDS信号源在上述领域获得广泛的应用。
AD9850是ADI公司生产的低功耗直接数字频率合成技术典型产品之一，AD9850具有频率转换速度快、频率分辨率高、相位噪声低、频率稳定度高等优点。
本论文设计的是以直接频率合成（DDS）器件AD9850和MCS-51单片机为核心，配合必要的外围接口器件，在单片机软件控制下，能够产生给定频率和起始相位的附加调制信息的正弦波信号发生器。
2.AD9850的基本工作原理2.1 AD9850的主要性能指标①最大支持时钟频率为125MHz②频率分辨率达到0.029Hz③支持两种供电电压：+3.3V or +5V④低功耗：380mW @ 125MHz(+5V) 155mW @ 110MHz(+3.3V)⑤频率转换时间：10个时钟周期。
比如当fs=125MHz时，频率转换时间为：10×1/(125×106)≈0.1μs。
⑥输出的无杂散动态范围SFDR大于50dB @ 40MHz⑦具有相位可控⑧支持并口和串口输入控制接口⑨频率控制字采用32位二进制码2.2 AD9850引脚说明AD9850采用了先进的CMOS工艺，采用28脚SSOP表面封装形式，其管脚如图1所示，引脚功能如表1。
基于AD9850构成的DDS正弦波信号发生器设计与实现
（ １ ）
低 、频率 稳 定度 高等 优 点 。本 论文 设计 的 是 以直 接 频 率合 成 （ Ｄ Ｄ Ｓ ）器 件 Ａ Ｄ ９ ８ ５ ０ 和Ｍ Ｃ Ｓ － ５ １ 单 片机 为核 心 ，配 合 必要 的 外 围接 口器 件 ，在单 片 机软 件控 制下 ，能够产 生 给定 频 率和 起始 相 位的 附加 调制 信 息的正 弦波 信 号
发生 器 。 ２ ． Ａ Ｄ ９ ８ ５ ０ 的 基本 工作 原理 ２ ． １ Ａ Ｄ ９ ８ ５ ０ 的主 要性 能指 标
其 中 ：ｆ ：输 出信 号频 率 ；△ ｌ ｌ ， ：３ ２ Ｌ Ｋ Ｔ Ｎ ：输入 的参 考时 结 构允 许 产生 频率 值是 参 考时 钟 的一半 的输 位 频 率控 制 字数 值 ；Ｃ 出 ，并 且输 出的频 率能 用数 控方 式 以每秒 产 钟频 率 。 生２ ３ ０ ０ ０ ０ ０ ０ 个新 频率 的速度 变化 。＾ Ｊ ） ９ ８ ５ ０ 芯 片 ３ ． 系 统硬 件设 计 内 的比较 器构 成能 接 收经 外部 低通 滤波 后 的 ３ ． １系 统总 体设 计 系 统 以单 片机 ８ ０ ５ ｌ 为控 制 核 心 ，通 过 Ｄ Ａ Ｃ 转 换输 出 ，可 以产生 一个低 抖动 的方波输 出的装 置 ， 因此Ａ Ｄ ９ ８ ５ ０ 用 作时 钟发 生器 十分 对Ａ Ｄ ９ ８ ０ ５ 内部 的频率控 制 字和相 位 控制 字进
１ ． 引 言
电子 通讯 、航 空航 天 、 自动控 制等 领域 中是 等 ，在 １ ２ ５ Ｍ Ｈ ｚ 参 考 时钟 下 ，Ａ Ｄ ９ ８ ５ ０ 经 过 高速 必不 可 少 的 ， 因此 Ｄ Ｄ Ｓ 信 号 源 在 上述 领 域 获 的Ｄ Ｄ Ｓ 核心 芯片能 产生一 个３ ２ 位 频率调整 控制 得广 泛 的应 用 。 字 可使 Ａ Ｄ ９ ８ ５ ０ 的输 出频 率达 ０ ． ０ ２ ９ １ Ｈ ｚ ；并 能 Ａ Ｄ ９ ８ ５ ０ 是Ａ Ｄ Ｉ 公司 生产 的低 功耗 直 接数 提 供 了５ ｂ ｉ ｔ ｓ 的相位 控制位 ，它 能使输 出相位 字频 率合 成 技术 典型 产 品之一 ，Ａ Ｄ ９ ８ ５ ０ 具有 以１ ８ ０ 。 、９ ０ 。、４ ５ 。、２ ２ ． ５ 。、 １ １ ． ２ ５ 。或 频率 转换 速 度快 、频 率分 辨率 高 、相位 噪 声 是 它们 任 意组 合 的增量 改变 。Ａ Ｄ ９ ８ ５ ０ 的 电路
低 、频率 稳 定度 高等 优 点 。本 论文 设计 的 是 以直 接 频 率合 成 （ Ｄ Ｄ Ｓ ）器 件 Ａ Ｄ ９ ８ ５ ０ 和Ｍ Ｃ Ｓ － ５ １ 单 片机 为核 心 ，配 合 必要 的 外 围接 口器 件 ，在单 片 机软 件控 制下 ，能够产 生 给定 频 率和 起始 相 位的 附加 调制 信 息的正 弦波 信 号
发生 器 。 ２ ． Ａ Ｄ ９ ８ ５ ０ 的 基本 工作 原理 ２ ． １ Ａ Ｄ ９ ８ ５ ０ 的主 要性 能指 标
其 中 ：ｆ ：输 出信 号频 率 ；△ ｌ ｌ ， ：３ ２ Ｌ Ｋ Ｔ Ｎ ：输入 的参 考时 结 构允 许 产生 频率 值是 参 考时 钟 的一半 的输 位 频 率控 制 字数 值 ；Ｃ 出 ，并 且输 出的频 率能 用数 控方 式 以每秒 产 钟频 率 。 生２ ３ ０ ０ ０ ０ ０ ０ 个新 频率 的速度 变化 。＾ Ｊ ） ９ ８ ５ ０ 芯 片 ３ ． 系 统硬 件设 计 内 的比较 器构 成能 接 收经 外部 低通 滤波 后 的 ３ ． １系 统总 体设 计 系 统 以单 片机 ８ ０ ５ ｌ 为控 制 核 心 ，通 过 Ｄ Ａ Ｃ 转 换输 出 ，可 以产生 一个低 抖动 的方波输 出的装 置 ， 因此Ａ Ｄ ９ ８ ５ ０ 用 作时 钟发 生器 十分 对Ａ Ｄ ９ ８ ０ ５ 内部 的频率控 制 字和相 位 控制 字进
１ ． 引 言
电子 通讯 、航 空航 天 、 自动控 制等 领域 中是 等 ，在 １ ２ ５ Ｍ Ｈ ｚ 参 考 时钟 下 ，Ａ Ｄ ９ ８ ５ ０ 经 过 高速 必不 可 少 的 ， 因此 Ｄ Ｄ Ｓ 信 号 源 在 上述 领 域 获 的Ｄ Ｄ Ｓ 核心 芯片能 产生一 个３ ２ 位 频率调整 控制 得广 泛 的应 用 。 字 可使 Ａ Ｄ ９ ８ ５ ０ 的输 出频 率达 ０ ． ０ ２ ９ １ Ｈ ｚ ；并 能 Ａ Ｄ ９ ８ ５ ０ 是Ａ Ｄ Ｉ 公司 生产 的低 功耗 直 接数 提 供 了５ ｂ ｉ ｔ ｓ 的相位 控制位 ，它 能使输 出相位 字频 率合 成 技术 典型 产 品之一 ，Ａ Ｄ ９ ８ ５ ０ 具有 以１ ８ ０ 。 、９ ０ 。、４ ５ 。、２ ２ ． ５ 。、 １ １ ． ２ ５ 。或 频率 转换 速 度快 、频 率分 辨率 高 、相位 噪 声 是 它们 任 意组 合 的增量 改变 。Ａ Ｄ ９ ８ ５ ０ 的 电路
基于AD9850的DDS信号发生器系统设计与实现
! 中国有线电视"!"#$ 年第 ## 期
图 36系统总体结构框图
#4!是 两 部 分' 键 盘 和
-%*#5"! 数码管&由键盘输入相应的信号&经过合成 的信号&再通过当前值作为实参作为执行指令* 在指 令作用 下& 通 过 ;,c3!<#"3 的 [# 口 传 输 给 )*19$" 的 )<%环&通过输入程序模块将数据经过 [34" 口传 给相应寄存器&形成设定好的信号* #436输出信号调整电路
C?引言 ##$ **; 技术概述 传统 **; 参考频率源的标准是由累加器+波形存
储器+)*8*)+低通平滑滤波器组成* 在时钟脉冲的 控制下&相位累加器常用在反馈电路上&生成的信号反 馈给比较器&由 )*切换传输过来的电平&在低通滤波 器去除杂 波 后& 筛 选 出 合 适 的 波 形& 得 到 3! 位 的 波
图 #6整体设计框图
来改变控制字 e&其累加相位值作为地址以读取存储 器的值&由 *b)进行转换&然后过滤&得到所需的波形 # 如图 ! 所示$ * 因为 **; 频率带宽允许在很短的过 程完成转换&一般不会超过 3" "P&就是说可以做出分 辨率为 "4""" # &L信号发生器* 另外&为了便于输出 连续频率和振幅&可以通过软件程序进行编程来实现*
**; 基本工作原理利用奈奎斯特定理&将输入的 数据由累加器顺序排好之后&当做是寻址地址&然后取 多组数据&对数据进行采样+组合+分析&而后输出* 由 于高阶谐波无法全部筛选&通过时钟信号驱动 **; 工 作&利用频率控制多个累加器&由 _:c正弦查表合成 所需要的波形* 累加器和 _:c都需要时钟信号提供 驱动指令才可以工作* 将生成的波形和峰值增量的数 字信号相对比&由数模转换和滤掉没有用的杂波&即可 输出模拟波形* 34!6)*19$" 简介
基于AD9852的正弦信号发生器设计
业 出版杜 ． ２０ ． ０３
从图 ５中可以看出，呆用 自适应模糊 Ｐ Ｄ控 制比常规 Ｐ Ｄ控 Ｉ Ｉ 制器 的系统超调量明显减小，其快速性 ）女，工程 师．大连交通 大学电信学院硕士研究生 ： １７・、 李文 （ ９０）女 ．教授 ，大连 交通 大学电信学院 ：丁鸣艳 （ ９９）女 ．助 １６ － ， １７・， 教 。大连 变通 大学电信擘院。 作 者声明： 自 愿将本文稿酬捐为 仪 器仪表 用户杂志爱・ 助学基金
Ｋ ｙ ｗｏｒｓ ｅ ｄ ：Ｓｉｅ ｉ ｎ ｌｇ ｎ ｒ ｔ ｎ ｓｇ ａ ｅ ｅ ａ ｏ ．Ｄｉ ｃ ｔ Ｆ ｅ ｕ ｎ ｙ Ｓｙ ｔ ｅ ｉ ｒ ｒ ｔ Ｄａ ａ ｒ ｑ ｅ ｃ ｎ ｈ ｓｓ ｅ
ＤＤ Ｓ系统由频 率控 制字、相位 累加器 、正弦查询表、 Ｄ Ａ 转 ／ 换器和低通滤波器组成。参考 时钟一般为 高稳 定度的晶体振荡器 ， 其输出用于 同步 Ｄ Ｓ各 组成部 分的工作。 Ｄ 对 于计数容量为 ２ 的相位 累加器和 具有 Ｍ 个 相位取样 点的正
ｃ ａ ｇ ｈ ｄ ｌｔ ｎ ｄ ｐ ｈ ａ ｄ ｐ ｅ ｉｉ ｎ ｈ ｎ ｅ ｔ ｅ ｍｏ ｕａ ｉ ｅ ｔ ｎ ｒ ｃ ｓｏ ．Ｔｈ ｙ ｔ ｍ ａ ｏ ｄ ｏ ｅ ｓ ｓｅ ｈ ｓ ａ ｇ ｏ
ｍａｎ ｍａ ｈｎ ｎ ｅ ｆ ｃ ・ ｃ ｉｅ ｉｔ ａ ｅ ｗｈｃ ｏ ｓｓ ｆ ｋ ｙ ｏａ ｄ ｎ ＣＤ． ｒ ｉｈ ｃ ｎ ｉｔｏ ｅ ｂ ｒ ａ ｄ Ｌ
现对输 出信号的控制。
２ Ｄ ＤＳ原理与 Ａ ８ ２的结构 Ｄ９ ５
基 本的 Ｄ ＤＳ是在 高速存 储器 中放 入正 弦 函数一 相位 数据表 格，经过查表操作 ，将读 出的数据送 到高速 ＤＡ Ｃ产生正 弦波 常 用的可编程 Ｄ Ｓ系统如 图 １ 示。 Ｄ 所
基于AD9850的信号发生器设计说明
基于AD9850的信号发生器设计摘要介绍ADI 公司出品的AD9850 芯片,给出芯片的引脚图和功能。
并以单片机AT89S52 为控制核心设计了一个串行控制方式的正弦信号发生器的可行性方案,给出了单片机AT89S52 与AD9850 连接电路图和调试通过的源程序以供参考。
直接数字合成（DDS）是一种重要的频率合成技术，具有分辨率高、频率变换快等优点，在雷达及通讯等领域有着广泛的应用前景。
系统采用AD9850为频率合成器，以单片机为进程控制和任务调度的核心，设计了一个信号发生器。
实现了输出频率在10Hz~1MHz围可调，输出信号频率稳定度优于10-3的正弦波、方波和三角波信号。
正弦波信号的电压峰峰值Vopp能在0~5V围步进调节，步进间隔达0.1v,所有输出信号无明显失真，且带负载能力强。
该电路设计方案正确可行,频率容易控制,操作简单灵活,且具有广阔的应用前景。
关键词：信号发生器；直接数字频率合成；AD9850芯片；AT89S52单片机AbstractOn the basis of direct digital synthesis(DDS)principle, a signal generator was designed , using AT89S52 single chip machine as control device and adopting AD9850 type DDS device .Hardware design parameters were given .The system can output sine wave ,square wave with wide frequency stability and good waveform .The signal generator has stronger market competitiveness , with wide development prospect ,in frequency modulation technology and radio communication technology fields.Key words: signal generator ；direct digital synthsis；AD9850；AT89S52目录第一章绪论 (1)1.1背景 (1)1.2问题的提出 (2)1.3论证方案 (2)1.4总体设计框图 (3)第二章 DDS技术产生信号的基本原理 (5)2.1DDS简介 (5)2.2频率预置与调节电路 (5)2.3累加器 (6)2.4控制相位的加法器 (6)2.5控制波形的加法器 (6)2.6波形存储器 (6)2.7D/A转换器 (7)2.8低通滤波器 (7)2.9数字波形合成的理论分析 (8)第三章芯片的简介 (9)3.1AD9850结构与性能 (9)3.2AD9850的控制字与控制时序 (11)3.3 AT89S52结构与性能 (12)3.4 24C02结构与性能 (15)3.5MAX232的结构与性能 (16)3.6RT1602结构与性能 (17)第四章主要硬件的总体设计 (19)4.1AD9850与单片机的接口电路 (19)4.2 LCD与单片机的连接 (20)第五章软件部分设计 (21)第六章用到的数学原理 (24)6.1数学原理 (24)6.2算法比较和选择 (26)6.2.1采样回放法 (26)6.2.2查表法 (27)6.2.3泰勒级数展开法 (27)6.2.4数字正弦振荡器法 (27)6.2.5递推数列法 (28)第七章电路原理图的绘制 (31)7.1一般步骤 (31)7.2原理图的绘制 (31)结束语 (32)致 (33)第一章绪论1.1背景在电子技术领域中，也就是所谓的信号源号源有很多种，包括正弦波信号源、函数发生器、脉冲发生器、扫描发生器、任意波形发生器、合成的信号源等，经常要用一些信号作为测量基准信号或输入信号。
基于AD9852的信号发生器
1
深圳优利德
计算机
锐翔K5481P
P4 2.8G/256M
1
TCL公司
表5.1.2信号发生器电路元器件
符号
名称
参数与型号
数量
备注
控制接口
U3，U4
六反相施密特触发器
74HC14
2
排针
U5，U7
三态八D锁存器
74HC573
1
BNC
R20
电阻
300Ω
1
基准时钟
U2
低压差分接收器
MC100LVEL16
1
BNC插座
IOUT1
余弦DAC的单极性电流输出
49
IOUT1B
余弦DAC的补偿单极性电流输出
51
IOUT2B
控制DAC的补偿单极性电流输出
52
IOUT2
控制DAC的单极性电流输出
55
DACBP
两个DAC共用的旁路电容连接端。连接在此引脚与AVDD之间的一个0.01μF的芯片电容，可以改善少许的谐波失真和SFDR
（b）底层印制电路板图
图5.1.8AD9852信号发生器电路的印制电路板图
AD9852的内部结构方框图如图5.1.1所示。其主要性能如下：最高300MHz的系统时钟；内含4～20倍可编程参考时钟倍乘器；48位的可编程频率寄存器；两路12位D/A输出；内含超高速，低抖动比较器；具有12位可编程振幅调谐和可编程的Shaped On/off Keying功能；14位可编程相位寄存器；单引脚FSK和BPSK数据接口；HOLD引脚具有线性和非线性FM调频功能；可自动双向频率扫描；可自动进行sin(x)/x校正；工作电压为3.3V；10MHz的两线或三线串行接口；100MHz的8位并行编程接口；单端或差分基准时钟输入选择。
深圳优利德
计算机
锐翔K5481P
P4 2.8G/256M
1
TCL公司
表5.1.2信号发生器电路元器件
符号
名称
参数与型号
数量
备注
控制接口
U3，U4
六反相施密特触发器
74HC14
2
排针
U5，U7
三态八D锁存器
74HC573
1
BNC
R20
电阻
300Ω
1
基准时钟
U2
低压差分接收器
MC100LVEL16
1
BNC插座
IOUT1
余弦DAC的单极性电流输出
49
IOUT1B
余弦DAC的补偿单极性电流输出
51
IOUT2B
控制DAC的补偿单极性电流输出
52
IOUT2
控制DAC的单极性电流输出
55
DACBP
两个DAC共用的旁路电容连接端。连接在此引脚与AVDD之间的一个0.01μF的芯片电容，可以改善少许的谐波失真和SFDR
（b）底层印制电路板图
图5.1.8AD9852信号发生器电路的印制电路板图
AD9852的内部结构方框图如图5.1.1所示。其主要性能如下：最高300MHz的系统时钟；内含4～20倍可编程参考时钟倍乘器；48位的可编程频率寄存器；两路12位D/A输出；内含超高速，低抖动比较器；具有12位可编程振幅调谐和可编程的Shaped On/off Keying功能；14位可编程相位寄存器；单引脚FSK和BPSK数据接口；HOLD引脚具有线性和非线性FM调频功能；可自动双向频率扫描；可自动进行sin(x)/x校正；工作电压为3.3V；10MHz的两线或三线串行接口；100MHz的8位并行编程接口；单端或差分基准时钟输入选择。
基于AD9852的正弦信号发生器设计
１ ＵＳＢ的组成
Ｕ Ｓ Ｂ 规范中将 Ｕ Ｓ Ｂ 分为五个部分： 控 制器， 控制器驱动程序， Ｕ Ｓ Ｂ 芯片驱动程 序， Ｕ Ｓ Ｂ 设备以及针对不同 Ｕ Ｓ Ｂ 设备的驱 动程序。
根据设备对系统资源要求的不同， 在 Ｕ Ｓ Ｂ 规范中规定了四种不同的数据传输方 式， 即： （ １ ） 等时传输方式。（ ２ ） 中断传输方式。 （ ３ ） 控制传输方式。（ ４ ） 批传输方式。这些传 输方式各有特点， 分别用于不同的场所。
２ 硬件电路设计
２．１ ＤＤＳ 波形产生电路 ＡＤ９８５２ 是美国 ＡＤ 公司推出的高性能
Ｄ Ｄ Ｓ 芯片， 它内部包含高速、高性能 Ｄ ／ Ａ 转换器及高速比较器， 外接精密时钟源， 可 输出一个频谱纯净、频率和相位都可编程
图 １ 系统组成框图
控制且稳定性良好的模拟正弦波。它内部
主要由 ＤＤＳ 内核、２ 个 ４８ 位的频率寄存器、
摘 要： 介绍了 Ｕ Ｓ Ｂ 的组成、传输方式及特点， 普及与推广， 以及 Ｕ Ｓ Ｂ 接口的使用及其注意事项。 关键词：ＵＳＢ 接口 推广 应用 中图分类号：ＴＰ３６４．７ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７４－０９８Ｘ（２００８）０７（ｃ）－００１６－０１
软件实现的功能主要有： 步进控制； 对 程控功率放大器 Ａ Ｄ ８ ３ ２ ０ 进行控制， 得到要 求的输出功率； 自行产生 Ａ Ｍ 、Ｆ Ｍ 、Ｐ Ｓ Ｋ 、 Ａ Ｓ Ｋ 信号； 控制按键和显示等。 ３ ． ２ 系统程序流程图
整个系统软件由主程序和多个子程序 构成， 软件基本按照主程序调用子程序的 方式执行。系统程序流程图如图 ２ 所示。
Ｄ Ｄ Ｓ 技术的显著特点就是在数字处理 器的控制下能够精确而快速地处理频率和 相位， 除此之外， Ｄ Ｄ Ｓ 的固有特性还包括： 相当好的频率和相位分辨率（ 频率的可控 范围达 ｕ Ｈ ｚ 级， 相位控制小于 ０ ． ０ ９ °） ， 能够 进行快速的信号变换（ 输出 Ｄ Ａ Ｃ 的转换速 率 ３ ０ ０ 百万次 ／ 秒） ， 这些特性使 Ｄ Ｄ Ｓ 在信 号源、军事雷达和通信系统中应用日益广 泛。本文介绍了一种基于 Ａ Ｄ ９ ８ ５ ２ 的正弦 波信号发生器， 另外通过控制还可以产生 ＡＭ、ＦＭ、ＡＳＫＰＳＫ 信号。
Ｕ Ｓ Ｂ 规范中将 Ｕ Ｓ Ｂ 分为五个部分： 控 制器， 控制器驱动程序， Ｕ Ｓ Ｂ 芯片驱动程 序， Ｕ Ｓ Ｂ 设备以及针对不同 Ｕ Ｓ Ｂ 设备的驱 动程序。
根据设备对系统资源要求的不同， 在 Ｕ Ｓ Ｂ 规范中规定了四种不同的数据传输方 式， 即： （ １ ） 等时传输方式。（ ２ ） 中断传输方式。 （ ３ ） 控制传输方式。（ ４ ） 批传输方式。这些传 输方式各有特点， 分别用于不同的场所。
２ 硬件电路设计
２．１ ＤＤＳ 波形产生电路 ＡＤ９８５２ 是美国 ＡＤ 公司推出的高性能
Ｄ Ｄ Ｓ 芯片， 它内部包含高速、高性能 Ｄ ／ Ａ 转换器及高速比较器， 外接精密时钟源， 可 输出一个频谱纯净、频率和相位都可编程
图 １ 系统组成框图
控制且稳定性良好的模拟正弦波。它内部
主要由 ＤＤＳ 内核、２ 个 ４８ 位的频率寄存器、
摘 要： 介绍了 Ｕ Ｓ Ｂ 的组成、传输方式及特点， 普及与推广， 以及 Ｕ Ｓ Ｂ 接口的使用及其注意事项。 关键词：ＵＳＢ 接口 推广 应用 中图分类号：ＴＰ３６４．７ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７４－０９８Ｘ（２００８）０７（ｃ）－００１６－０１
软件实现的功能主要有： 步进控制； 对 程控功率放大器 Ａ Ｄ ８ ３ ２ ０ 进行控制， 得到要 求的输出功率； 自行产生 Ａ Ｍ 、Ｆ Ｍ 、Ｐ Ｓ Ｋ 、 Ａ Ｓ Ｋ 信号； 控制按键和显示等。 ３ ． ２ 系统程序流程图
整个系统软件由主程序和多个子程序 构成， 软件基本按照主程序调用子程序的 方式执行。系统程序流程图如图 ２ 所示。
Ｄ Ｄ Ｓ 技术的显著特点就是在数字处理 器的控制下能够精确而快速地处理频率和 相位， 除此之外， Ｄ Ｄ Ｓ 的固有特性还包括： 相当好的频率和相位分辨率（ 频率的可控 范围达 ｕ Ｈ ｚ 级， 相位控制小于 ０ ． ０ ９ °） ， 能够 进行快速的信号变换（ 输出 Ｄ Ａ Ｃ 的转换速 率 ３ ０ ０ 百万次 ／ 秒） ， 这些特性使 Ｄ Ｄ Ｓ 在信 号源、军事雷达和通信系统中应用日益广 泛。本文介绍了一种基于 Ａ Ｄ ９ ８ ５ ２ 的正弦 波信号发生器， 另外通过控制还可以产生 ＡＭ、ＦＭ、ＡＳＫＰＳＫ 信号。
ad9852cn
AD9852中文应用资料包括了：基于AD9852的调制信号发生器的设计等几篇应用文章，方便网友朋友学习使用AD9852。
DDS原理与AD9852的结构基本的DDS是在高速存储器中放入正弦函数-相位数据表格，经过查表操作，将读出的数据送到高速DAC产生正弦波。
常用的可编程DDS系统如图1所示。
DDS系统由频率控制字、相位累加器、正弦查询表、D/A转换器和低通滤波器组成。
参考时钟一般为高稳定度的晶体振荡器，其输出用于同步DDS各组成部分的工作。
对于计数容量为2的相位累加器和具有M个相位取样点的正弦波波形存储器，若频率控制字为Ｋ，输出信号频率为fo，参考时钟频率为fc，则DDS系统输出信号的频率为:AD9852是由ADI公司生产的高性能DDS芯片，主要由DDS核心、寄存器、DAC、数字乘法器、反辛格函数滤波器、比较器、I／O接口等电路组成。
其系统功能框图如图2所示。
信号的产生AM信号的产生设需要产生一个载波频率为f0，调制频率为f 的幅度调制信号，则给AD9852输入一个4 8位的频率控制字，产生一个频率为f0的固定幅度的载波。
AD9852可以通过数字乘法器控制输出信号的幅度，要产生一个调制频率为f 的振幅调制信号，只需产生一系列随着调制信号幅度变化的幅度控制字，则可直接产生数字式的调幅波。
AM信号产生原理如图3所示。
FM信号的产生根据（1）式，通过改变频率控制字K，可以迅速改变输出信号的频率。
因此，FM信号的产生和前面的AM信号产生相似，按照调制信号幅度的变化，实时改变频率控制字使输出的频率随调制信号的幅度变化。
特别地，AD9852通过改变工作模式，可以产生线性调频信号（Chirp），通过改变时间步进量(斜率计数器)和频率步进量( 频率字)来产生不同斜率，从而实现非线性扫频。
FM信号产生原理如图4所示。
二进制PSK信号的产生两点(二元或两相位)相移键控是在预先设置好的两个14位相移量中快速切换。
其控制信号为芯片的一个管脚“BPSK”，“BPSK”端的逻辑状态选择相移量，当为低时，选择相位1；为高时，选择相位2。
正弦信号发生器(基于ad9850)
正弦信号发生器[2005年电子大赛二等奖]文章来源：凌阳科技教育推广中心作者：广东工业大学陈剑栋姚健棉邱淑康发布时间：2006-5-26 9:43:28摘要:本系统设计一个正弦信号发生器，使用凌阳公司的16位单片机SPCE061A作为中央控制器，结合DDS芯片AD9850，产生0～15MHz频率可调的正弦信号,正弦信号频率设定值可断电保存；使用宽频放大技术，在50Ω负载电阻上使1K～10MHz范围内的正弦信号输出电压幅度VP-P=6V±1V；产生载波频率可设定的FM和AM信号；调制信号为1KHz的正弦波，调制信号的产生采用DDS技术，由CPLD 和Flash ROM加上DAC进行直接数字合成；二进制基带序列码由CPLD产生，在100KHz固定载波频率下进行数字键控，产生ASK，PSK信号。
系统采用全中文菜单操作方式，操作简单，快捷，且系统的精度和稳定性高。
关键字：正弦信号，DDS技术，FM模拟调频，AM模拟调幅，PSK，ASK，宽频放大。
一、方案论证根据题目要求，本系统主要由主控制器模块、正弦信号发生模块、输出电压放大模块、FM调频电路模块、AM调幅电路模块和人机界面模块构成。
如图1.1。
图1.1 系统模块框图1、主控制器方案一：采用通用的51单片机AT89S52作为主控制器，完成数据处理，DDS的频率输出控制，键盘的扫描及液晶显示器的显示控制等。
由于51单片机内部的RAM和ROM都比较小，考虑到实现本系统需要大量的数据处理及液晶显示需占用大量的ROM资源等，用51单片机实现本系统就需外扩RAM和ROM，实现起来比较麻烦。
而且本系统需要用A/D转换器采样调制信号实现调频信号的输出，使用51单片机就需外扩一片A/D转换芯片，实现也比较麻烦。
而且基于整个系统的速度要求，51单片机也不能满足要求。
方案二：采用凌阳公司的16位单片机SPCE061A作为主控制器。
由于SPCE061A内置有2K字的SRAM和32K字的内存FLASH，能满足本系统数据处理及液晶显示所需数据的存储要求CPU时钟频率高达49.152MHz，能满足速度要求；集成有7通道10位电压模数转换器ADC，可以满足系统采样调制信号的要求；一片凌阳SPCE061A单片机就可以完成整个系统的主要功能，基本不需要扩展其他器件，不仅体积小而且可靠性高。
基于AD9852的正弦信号发生器设计与实现
基于AD9852的正弦信号发生器设计与实现程智宾（福建信息职业技术学院福建福州 350003）摘要：基于直接数字频率合成技术(DDS)，采纳AT89S51单片机实现对DDS集成芯片AD9852的操纵，产生频率和幅度可控的正弦信号，重点介绍了硬件接口电路设计和频率、幅度操纵的关键技术。
关键词：正弦信号发生器DDS AD9852 AD8320Design and realization of sine signal generator based on AD9852CHENG Zhi-bin(Fujian polytechnic of information technology, Fujian Fuzhou 35003)Abstract: This design is based on the direct data frequency synthesis (DDS) technology, MCU AT89S51 is used to drive the AD9852, This design can generate sine signal and change the frequency and amplitude. Introduce the design of hardware interface circuit and the key technology of changing the frequency and amplitude.Keywords: sine signal generator DDS AD9852 AD83201. 引言DDS技术的显著特点确实是在数字处置器的操纵下能够精准而快速地处置频率和相位，除此之外，DDS的固有特性还包括：相当好的频率和相位分辨率（频率的可控范围达μHz级，相位操纵小于0.09°）,能够进行快速的信号变换（输出DAC的转换速度300百万次/秒）。
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基于AD9852的正弦信号发生器设计与实现摘要：基于直接数字频率合成技术(DDS)，采用AT89S51单片机实现对DDS集成芯片AD9852的控制，产生频率和幅度可控的正弦信号，重点介绍了硬件接口电路设计以及频率、幅度控制的关键技术。
关键词：正弦信号发生器DDS AD9852 AD8320Design and realization of sine signal generator based on AD9852CHENG Zhi-bin(Fujian polytechnic of information technology, Fujian Fuzhou 35003)Abstract: This design is based on the direct data frequency synthesis (DDS) technology, MCU AT89S51 is used to drive the AD9852, This design can generate sine signal and change the frequency and amplitude. Introduce the design of hardware interface circuit and the key technology of changing the frequency and amplitude.Keywords: sine signal generator DDS AD9852 AD83201. 引言DDS技术的显著特点就是在数字处理器的控制下能够精确而快速地处理频率和相位，除此之外，DDS的固有特性还包括：相当好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°）,能够进行快速的信号变换（输出DAC的转换速率300百万次/秒）。
这些特性使DDS在信号源、军事雷达和通信系统中应用日益广泛。
本文介绍了一种基于AD9852的正弦波信号发生器，另外通过单片机控制还可以产生AM、FM、ASK、PSK 信号。
2. DDS的基本原理与AD9852简介2.1 DDS的基本原理DDS全称Direct Digital Synthesizer（直接数字合成），是从相位出发，直接采用数字技术产生波形的一种频率合成技术。
简单的说就是直接查表得到每一点波形所对应的数字值。
与MatLAB的stem函数相似。
如图1所示：图1 DDS的基本原理图ROM表一般是生产商已经固化了的一个正弦数据表。
相位累加器的值会被转换成ROM中的一个地址，例如：如果相位累加器的值为0，则输出一个地址0到ROM表，ROM表中0地址的数据会输出给DA，DA转换后经过低通滤波器输出正弦信号。
相位累加器的值会按一定的步长增加，输出的地址也会按一定的步长增加，经过360度相位后，又回到开始。
2.2 参数计算对于计数容量为2l的相位累加器和具有M个相位取样点的正弦波波形存储器，若频率控制字为K,输出信号频率o f 为参考时钟频率为c f ，则DDS 系统输出信号的频率为o f =c L f K2由奈奎斯特采样定理可知，DDS 输出的最大频率为o f =2c f 则可得频率控制字K=l c o f f 2 当外部参考时钟频率为50MHz ，输出频率需要为1MHz 时，系统时钟经过6倍频，使得变为300MHz ，这样就可利用以上公式计算出DDS 的需要设定的频率控制字K=1*248/300。
2.3 AD9852简介AD9852是美国AD 公司推出的高性能DDS 芯片，它内部包含高速、高性能D/A 转换器及高速比较器，外接精密时钟源，可输出一个频谱纯净、频率和相位都可编程控制且稳定性良好的模拟正弦波。
它内部主要由DDS 内核、2个48位的频率寄存器、2个14位的相位寄存器、各工作模式配置寄存器、2路12位的高速DAC 、模拟比较器、I/O 接口等电路组成。
AD9852的工作频率最高可达300MHz ，最高输出频率达150MHz ；通过对地址为1FH 寄存器的编程，能够实现芯片工作再5种工作模式；同时内部还有一个4－20倍的可编程时钟倍频锁相电路，可用较低的参考频率产生出较高的输出频率；具有单脚FSK 和PSK 数据接口，单脚HOLD 具有线性或非线性FM 线性调频功能，自动的双向频率扫描功能，控制接口简单:10 MHz 的串行两线或三线外围接口;100 MHz 的8位并行程序设计接口，构成了一个数字可编程的合成器。
3. 正弦信号发生器系统设计3.1 系统组成图2 系统组成框图3.2 硬件电路设计3.2.1 DDS波形产生电路3.2.2 DDS接口电路设计3.2.3 滤波器电路设计3.2.4 放大器电路设计3.3 软件设计3.3.1 软件实现的功能3.3.2 系统程序流程图4.结束语1.系统设计1.1.1系统设计总框图（图1）图1：系统总框图1.2.1信号发生器的设计方案.正弦拨发生器是设计的核心部分方案一：采用集成函数发生器产生的波形。
利用函数发生器如（ICL8038）产生频率可变的正弦波、方波、三角波。
此方案实现电路复杂，难于调试，实现波形难度大,且要保证技术指标困难，故采用此方案不理想。
方案二：采用传统的直接频率法直接合成。
利用混频器、倍频器、分频器和带通滤波器完成对频率的算术运算。
但采用了大量的倍频、分频、混频和滤波环节，导致直接频率合成器的结构复杂，体积庞大，成本高，而且容易产生过多的杂散分量难于达到较高的频谱纯度。
方案三：采用琐相环间接喝成（PLL）虽然具有工作批频率高、宽带、频谱质量好的优点，但由于锁相环本身是一个惰性环节，锁定时间长。
另外由模拟方法合成的正弦波的参数（如幅度频率和相位等）都很难控制，而且要实现1KHZ~10KHZ大范围的频率变化相当困难，不易实现。
方案四：采用直接数字式频率合成（简称DDS）。
用随机读/写存储器RAM存储所需波形的量化数据，按不同的频率要求以频率控制字K为步进对相位增量进行累加，以累加相位值作为地址码读取存放在存储器内的波形数据。
经D/A转换和幅度控制，再滤波就可以得到所需要波形。
由于DDS具有相对带宽，频率转换时间极短（可小于20uf）,频率分辩率高，全数字化结构便于集成等优点，以及输出相位连续，频率、相位和幅度均可实现程控，因此，可以完全满足本题的要求。
1.2.2滤波电路的设计方案由于使用DDS芯片，输出的信号含有大量的杂散波，为使产生的信号平滑，需要对输出信号进行滤波。
设计采用电感和电容构成7阶切比雪夫滤波器。
1.2.3显示方式选择方案一：采用LED数码管显示。
虽然只能显示数字和一些简单的字符，但是控制简单，功耗低。
方案二：采用LCD液晶显示。
能够显示个种字符和多组字符一起显示，可以有较好的人机界面。
，本系统选用方案二。
1.2.4键盘输入方式选择方案一：采用传统的独立式按键。
这种方式占用系统资源较多，并且效率低，程系编写大量而复杂。
方案二：为了提高单片机的资源利用率,按键部分使用8279扩展键盘，键盘与单片机连接。
8279芯片与单片机之间通信方便，而且由8279对键盘进行自动扫描，可以去抖动，充分的提高了单片机的工作效率。
所以采用第二种方案.1.2.5控制模块的设计方案方案一：用单片AT89S52作为系统的主控核心。
单片机具有体积小，使用灵活的，易于人机对话和良好的数据处理，有较强的指令寻址和运算功能等优点。
且单片机功耗低，价格低廉的优点。
方案二：用FPGA等可编程器件作为控制模块。
FPGA可以实现各种复杂的逻辑功能，密度高，速度快，稳定性好等许多有点。
FPGA在掉电后会丢失数据上电后须进行一次配置，因此FPGA在应用中需要配置电路和一定的程序。
并且FPGA作为数字逻辑器件，竞争、冒险是数字逻辑器件较为突出的问题，因此在使用时必须注意毛刺的产生、消除及抗干扰性。
在次系统中，采用单片机作为控制比采用FPGA实现更简便。
基于综合性价比，确定选择方案一.1.2.6.放器电路的设计方案方案一：采用分立元件构成放大输出电路。
放大电路复杂，难于调整，且易受各分立元件本身参数的影响。
方案二：采用高速模拟运算放大器。
电路简单，但对输出信号的幅度进行控制需要另加输出控制电路。
方案三：采用可编程集成功率放大器。
电路简单，控制灵活，失真小，输出电压容易控制。
综合比较，选择方案三,采用可编程功率放大器AD8320。
1.3.1AD9852的简介AD9852是美国AD]公司的具有高集成度的DDS芯片，它使用。
.35 yin CMOS技术，工电压为3.3 V, AD9852的主要性能有:它的时钟可以高达300 MHz，内部含有4一20倍可编程参考时钟倍乘器，使得外部输人频率可以比较低，参考时钟可以单端或差分输人，经过倍乘后得到很高的内部时钟，DDS芯片的核心部件包括:双向48位可编程频率寄存器，双向14位可编程相位寄存器和正弦查询表，使其频率分辨力到uHz，相位分辨力到0.022，相位截断到17位，以及12位的高速高性能D/A转换器，使得输出具有良好的动态性能:100 MHz输出时具有80 dB的SFDR, SIN(X)/X校正使得在整个奈奎斯特频带输出得平滑度为士0. 1 dB;内部的高速高性能300 M比较器输出的方波可达到3PS RMS的超高速抖动偏差，输出幅度可达12位振幅调谐和可编程的SHAPED ON/ OFF KEYING功能，还具有单脚FSK和PSK数据接口，单脚HOLD 具有线性或非线性FM线性调频功能，自动的双向频率扫描功能，控制接口简单:10 MHz的串行两线或三线外围接口;100 MHz的8位并行程序设计接口，构成了一个数字可编程的合成器。
采用了小型80引脚LQH〕封装。
形式(14.14.1.4二)。
AD9852的结构框图如图1所示。
1.3.2 Ad9852各引脚功能：1——8 D7—D0 8位双向并行编程数据输入，仅在并行模式中使用。
9，10，23，24，25，73，74，79，80 DVDD 数字电路部分电源电压。
相对AGND和DGND 为+3.3V。
11，12，26，27，28，72，75，76，77，78 DGND 数字电路部分接地。
与AGND电位相同。
13，35，57，58，63 NC 无连接。
14——19 A5——A3 编程存储器的6位并行地址输入。
只在并行编程模式中使用。
A0，A1，A2 在选择串行编程模式时有第二个功能。
17 A2/IO RESET 允许串行通信总线的I/O RESET端，在这个方式下，串行总线的复位既不影响以前的编程，也不会调用“默认”的编程值。
18 A1/SDO 单向串行数据输入输出，这个用在3根线的串行通信模式。