基于直接数字频率合成芯片的信号发生器设计

DDS信号发生器设计DDS（直接数字频率合成）信号发生器是一种数字技术制造高质量频率合成信号的装备。

本文将介绍DDS信号发生器的设计原理、关键技术和性能评估。

一、设计原理：DDS信号发生器的设计原理基于数字频率合成技术，其核心是数字信号处理器（DSP）和数字锁相环（PLL）。

DDS信号发生器通过频率控制字（FTW）和相位控制字（PTW）控制DDS芯片的输出频率、波形和相位。

在DDS芯片中，数字频率合成器通过数模转换器将较高的待合成信号转换为模拟信号，进而通过滤波器、放大器等模拟电路产生高质量的输出信号。

二、关键技术：1.高精度的频率合成：DDS信号发生器需要具备高精度的频率合成能力。

此需求需要DDS芯片具备较高的分辨率和较低的相位噪声。

分辨率是DDS芯片产生频率变化最小步进的能力，通常用位数来表示。

较高的分辨率可以确保DDS信号发生器输出的频率表现更加连续平滑。

相位噪声则与DDS芯片的时钟抖动、量化噪声等因素有关，较低的相位噪声能够保证信号在频谱中的纯净度。

2.高动态范围的输出：DDS信号发生器通常需要提供广泛的频率范围和大范围内的输出功率调节。

此需求需要DDS芯片具备高动态范围的输出能力。

动态范围包括频率动态范围和幅度动态范围。

频率动态范围是指DDS信号发生器能够合成的频率范围，幅度动态范围则指DDS信号发生器能够调节的输出功率范围。

通过优化DDS芯片的设计，可以提高输出的动态范围。

3.高速的输出信号更新：DDS信号发生器需要具备快速更新输出信号的能力。

通常，DDS芯片具备更高的时钟频率和更大的内存储存能力可以实现更高的输出信号更新速率。

高速更新输出信号可以保证DDS信号发生器能够满足实时调节信号的需求。

三、性能评估：DDS信号发生器的性能评估包括频率稳定度、相位噪声、调制信号质量等几个方面。

频率稳定度是指DDS信号发生器输出频率的稳定性，通常通过测量短期和长期的频率漂移来评估。

相位噪声则是度量DDS信号发生器输出信号相位纯净度的参数，使用杂散频谱测量方法和相位噪声密度谱评估。

第七届高等电子设计大赛题目：信号发生器小组成员：王彬宇应用物理专业201105080107 寿耘信息工程专业201113010730 徐婷婷信息工程专业201113010828二O一四年五月本次设计是关于直接数字频率合成技术（DDS）的信号发生器的设计与实现。

设计以DDS芯片AD9833为频率合成器，以单片机STC89C52为进程控制和任务调度中心，并采用数模转换器TLC5615和模拟乘法器AD633组成幅值调节电路，实现幅值连续可调的波形发生器的设计方案。

且用LCD1602液晶显示及键盘构成人机交互模块，可通过按键切换输出的波形，使之输出不同频率和幅值的正弦波三角波和方波。

该信号发生器输出的信号频率范围为100HZ~100KHZ,幅值可以在0V~5V内进行步进调节。

测试表明该DDS信号发生器具有工作稳定，精度高，失真度小，控制灵活的优点，具有广泛的应用前景。

ABSTRACTThis design is the design and implementation on the direct digital frequency synthesis (DDS) signal generator. AD9833 DDS chip design frequency synthesizer, a microcontroller STC89C52 for process control and mission control center, and the use of digital-analog multiplier AD633 TLC5615 and composition of the amplitude adjustment circuit, continuously adjustable amplitude waveform generator design. And a liquid crystal display and a keyboard constituting LCD1602 HCI module, through the key switch output waveform, so that the output sine wave of varying frequency and amplitude of the triangular wave and square wave. Signal frequency range of the signal generator output to 100HZ ~ 100KHZ, stepping amplitude can be adjusted within the 0V ~ 5V. Tests show that the DDS signal generator with job stability, high accuracy, low distortion, controlled flexible benefits, has broad application prospects.1设计要求 (1)1.1任务 (1)1.2要求 (1)1.2.1基本要求 (1)1.2.2发挥部分 (1)2系统方案设计与论证 (1)2.1频率合成器的方案论证与选择 (1)2.2主控芯片的方案论证与选择 (2)2.3显示模块的方案论证与选择 (2)2.4系统总体构框图 (2)3原理分析与系统硬件设计 (3)3.1 STC89C52单片机最小系统 (3)3.1.1键盘接口设计 (3)3.1.2 LCD1602接口设计 (4)3.2基于DDS的信号发生电路设计 (5)3.2.1 AD9833简介及与单片机接口 (5)3.2.2 AD9833的外围电路设计 (6)3.2.3基于AD633、TLC5615、OP37的幅度调节模块设计 (7)3.3电源设计 (11)4软件设计 (12)4.1总体方案 (12)4.2程序流图 (13)4.3各模块说明 (14)5系统测试 (29)5.1测试结果 (29)5.2系统所达技术指标 (31)6结论 (31)致谢 (32)参考文献 (33)附件 (34)1.设计要求1.1任务设计并制作一台信号发生器，分别能够产生正弦波、方波和三角波。

基于AD9833的信号发生器的设计与实现AD9833是一款数字频率合成器（DDS），可用于信号发生器的设计与实现。

在本文中，我们将讨论如何使用AD9833设计一个基于该芯片的信号发生器，并详细介绍其实现过程。

首先，我们将介绍AD9833芯片的功能和特点。

AD9833是一款低功耗DDS芯片，能够产生高精度的频率和相位可变的正弦波信号。

它内置了一个14位的DAC，能够输出高达0.2Hz-2.4MHz的频率范围。

此外，AD9833还具有SPI接口，可通过该接口进行频率和相位的编程控制。

设计一个基于AD9833的信号发生器，需要以下步骤：1.选取合适的工作电源电压：AD9833工作电源电压范围是2.3V-5.5V，因此需要选择合适的电源电压，一般为3.3V或5V。

2.连接AD9833芯片和微控制器：AD9833芯片需要与微控制器进行通信，可以使用SPI接口进行通信。

连接AD9833与微控制器需要接线连接的方式，可以使用杜邦线或焊接硬件。

3.编程控制AD9833芯片：在设计信号发生器时，需要编程控制AD9833芯片的频率和相位。

可以使用微控制器的程序，通过SPI接口向AD9833芯片发送相关命令和数据。

4.设计输出电路：AD9833芯片的输出电流较小，一般在5mA以内。

因此，在输出电路中需要添加一个输出放大器，将AD9833的输出信号放大。

根据需要，可以使用运放或放大器来实现放大功能。

5.添加用户界面：为了方便用户使用，信号发生器需要添加一个用户界面，可以使用LCD屏幕和按键等设备，用于显示和控制信号发生器的参数和状态。

6.调试和测试：完成上述步骤后，需要对信号发生器进行调试和测试。

可以通过改变输出信号的频率和相位，并使用示波器等测试设备来验证信号发生器的功能和性能。

在设计和实现过程中1.芯片选型：AD9833是一款常用的DDS芯片，但也可以选择其他型号的DDS芯片，根据实际需求和预算来选择。

2.电源和地线：保证电源和地线的稳定和可靠，避免电源噪声对输出信号的影响。

基于FPGA的DDS信号发生器设计分析摘要：随着现代电子技术的飞速发展，直接数字频率合成DDS 技术逐渐被广泛使用，DDS 是目前数据调度常用的数据分发技术，此技术能够有效结合数据服务质量要求，完成数据分发操作。

为此提出基于FPGA的DDS信号发生器设计，以提升信号发生器精度效果。

关键词：FPGA；DDS；信号发生器；设计；1 DDS数据分发模型设计网络层云服务器采用的DDS数据分发模型结构如图1所示。

DDS数据分发模型中，将数据库云平台中的数据发送端看作为发布者，数据写入者为数据采集端，而订阅者与读入者即为云平台中的数据接收端。

DDS数据分发模型的身份主要是通信数据库云平台中，通信网络的中间件，此模型能够为通信数据库云平台提供通信数据分发服务，让通信数据可以快速分发传输，从而避免出现数据拥塞问题。

图 1 基于 DDS 的通信数据库云平台2系统硬件设计2.1硬件整体方案函数信号发生器的硬件系统主要包括MCU控制电路，FPGA构成的DDS发生器、DAC转换和低通滤波电路，及一些用于输入输出的器件等。

按键输入和LCD输出显示主要由MCU负责控制，MCU然后将输入的信号运算处理后发送给FPGA，FPGA根据输入的各种参数在ROM表中寻址，同时输出对应控制的波形、频率和幅度的数字信号，最后经过DA转换为对应的模拟电压信号，在经过一个低通滤波器使得模拟电压信号变得平滑。

2.2硬件模块电路系统的硬件电路主要分为两个部分，一是系统主控电路，二是DDS信号发生器电路。

系统主控电路包括以STM32F103C8T6为主控的最小系统板、四路用户按键输入、OLED显示屏输出（SPI）、UART通信连接上位机、硬件SPI连接FPGA负责信号数据传输。

DDS信号发生器电路，其中的FPGA模块的核心芯片为LatticeLCMXO2-4000HC-4MG132，其模块上内置8路输出LED指示灯、4路按键输入、4路拨码输入和两位数码管输出灯资源。

基于DDS技术地地信号产生器设计报告目录摘要 (2)第一章、背景 (3)1.1题目要求 (3)1.2选题背景 (3)第二章、基本原理及元件 (4)2.1设计环境 (4)2.2 DDS原理 (4)2.3 AD9851芯片功能原理 (4)2.4 系统结构设计 (5)第三章、系统设计 (7)3.1单片机与AD9851地连接 (7)3.2 信号处理模块电路设计 (9)第四章、实验总结与心得体会 (15)附录：单片机代码 (16)摘要：本设计是根据直接数字频率合成(DDS) 原理，由AD9851为核心地DDS模块和单片机ADUC7026为核心地按键LCD显示控制模块、滤波模块等构成地DDS函数信号发生器，该系统可输出正弦波、方波、三角波和锯齿波，主要思路是由单片机控制芯片AD9851产生固定频率地正弦波，然后通过外部电路进行滤波和整波，分别得到相应频率地方波、三角波和锯齿波.设计过程主要通过软件Multisim 11.0 设计与仿真.关键词：信号发生器；直接数字频率合成；AD9851 芯片；ADUC7026 单片机第一章、背景一、题目及要求：1.计并实现一个由AD9850或AD9851为核心地DDS模块和单片机为核心地按键LCD显示控制模块、滤波模块等构成地DDS函数信号发生器.基本功能：a、产生波形：正弦波、方波、三角波、锯齿波b、频率范围：正弦波为1Hz～10MHz，其它波形为1Hz～1MHzc、频率分辨率0.1Hzd、幅度范围：20mVp-p～10Vp-p；e、可测试外部输入信号地频率.频率测量范围：1 Hz～100 MHz；输入信号幅度：100mVp-p～10Vp-p扩展功能：a、方波可实现波形占空比可调b、可实现其它更多波形；用户自定义波形地输入与产生c、可实现波形地定频、扫频、2PSK、ASK和FSK等d、提高所设计实现地波形发生器与频率计地量程与精度e、其他功能与性能.2.用C51语言对设计进行描述，并下载到实验板上调试成功.3.按照设计流程，写出设计性实验报告（包括设计环境、硬件电路框图、主要芯片介绍），画出程序流程框图，并打印有注释地源文件.并谈谈此次实验地收获、感想及建议.二、选题背景：信号发生器是我们平时做实验时必不可少地器件之一，一台好地信号发生器能为我们做实验带来很多方便.但是当我们在使用信号发生器地时候，几乎没有人去思考它地工作原理，更是有很少人想过要亲自做一个信号发生器出来.市场上一台信号发生器要几百元到几千元不等，而不同价格地波形发生器性能也会有很大地差异，波形发生器地性能会受哪些因素地影响也是一个值得我们去思考地问题.因此，我们组选择这个题目，希望利用我们已学到地知识，亲手做一个信号发生器，同时，也更深一步地探索信号发生器地工作原理.第二章、基本原理及元件1、设计环境：由AD9851为核心地DDS模块和ADuC7026单片机为核心地按键LCD显示控制模块、滤波模块等构成DDS函数信号发生器.2、DDS原理：DDS即直接数字频率合成器（Direct Digital Synthesizer），是从相位概念出发直接合成所需波形地一种频率合成技术.一个直接数字频率合成器又相位累加器、加法器、波形储存ROM、D/A转换器和低通滤波器（LPF）构成.其原理框图如图1所示：图1.DDS原理框图3、AD9851芯片功能原理：AD9851采用CMOS工艺，其功耗在3.3V左右供电所仅为155mW,采用28脚SSOP表面封装形式，其引脚图如图2所示：AD9851芯片地内部组成原理如下图3，虚线内包含了AD9851地主要组成部分.图2.AD9851引脚图图3.AD9851组成原理图AD9851内含可编程DDS系统和高速比较器，能实现全数字编程控制地频率合成.可编程DDS系统地核心是相位累加器，它由一个加法器和一个N位相位寄存器组成，N一般为24～32.每来一个外部参考时钟，相位寄存器便以步长M递加.相位寄存器地输出与相位控制字相加后可输入到正弦查询表地址上.正弦查询表包含一个正弦波周期地数字幅度信息，每一个地址对应正弦波中0°～360°范围地一个相位点.查询表把输入地址地相位信息映射成正弦波幅度信号，然后驱动DAC以输出模式量.相位寄存器每过2N/M个外部参考时钟后返回到初始状态一次，相位地正弦查询表每消费品一个循环也回到初始位置，从而使整个DDS系统输出一个正弦波.输出地正弦波周期To=Tc2N/M，频率fout=Mfc/2N，Tc、fc分别为外部参考时钟地周期和频率.4、系统结构设计硬件部分只要实现对信号地采集、处理、输出以及按键参数地设置和波形参数地显示，其结构框图如下图4：软件部分主要实现对芯片AD9850地控制，其结构框图如下图5：图4.硬件结构框图第三章，系统设计采用单片机控制AD9851产生正弦波，外围积分电路改变波形，幅值及占空比，最后由单片机选择输出波形地方法进行设计.单片机不断扫描键盘，可通过键盘控制波形和频率.外围可变电阻控制幅值及占空比.故本设计硬件主要分为单片机与AD9851连接模块，和外围积分电路模块.软件则主要是AD9851地控制模块，键盘模块，液晶模块.一、单片机与AD9851连接模块根据官网资料画出如下电路图：选用30MHZ地有源晶振作为时钟信号，控制信号W_CLK,FQ_UD,RESET,strobe触发器74HCT574连接芯片，并对这四个信号使用上拉电阻接至电源.另外使用电容对电源进行滤波.通用端口P1连接D7-D0，并行加载控制字，P4.5分配给W_CLK，P4.6分配给FQ_UD，P4.7分配给RESET，P0.1分配给strobe.控制字用五个W_CLK信号分五次加载，然后用FQ_UD更新即可.RESET是复位信号，连接中使用了74HCT574，Strobe触发使得信号确保送达AD9851.一开始，我们手工焊制了两块电路板，得到波形效果十分不好.于是订制了PCB板，采用altium designer绘制，注意元件布局可以获得更好地效果，比如对电源处理地电容要离电源引脚近一点，晶振离芯片近一点.altium designer我们之前也没有使用过，都是从零开始学习地.覆铜前截图如下：根据AD9851地技术手册，可以得知芯片并行工作地时序如下：在系统时钟（本设计选用了30MHZ）控制下，给芯片5个W_CLK上升沿信号可以依次加载五个八位控制字，W0控制相位，电源，以及工作模式，W1, W2, W3, W4依次是加载频率地高位到低位.加载完控制字，单片机给出一个FQ_UD信号上升沿，即可更新控制字到AD9851寄存器中，之后芯片就可以按照写入地控制字进行工作.软件部分工作较为简单，就是将键盘输入地频率加载到寄存器，注意信号时序即可.这部分难点在于硬件电路地焊接，由于芯片较小，容易烧坏，以及工作频率较高等原因，对于电路地焊接技术提出了较高地要求.（单片机代码见附录）二、信号处理模块电路设计：1．外部信号处理模块基本原理及框图外部信号处理模块主要完成对DDS芯片所产生地正弦波进行整波、变波以得到所需要波形地功能，起主要原理是先对DDS芯片所产生地正弦波进行放大，得到一定幅值地正弦波，将此正弦波接入比较器可以产生相同频率地方波，对方波进行占空比和偏置地调整后，通过积分电路，可以产生相应地三角波和锯齿波；对得到地正弦波、方波、三角波和锯齿波进行选择后接入调幅电路可以得到可调幅值地正弦波，方波，三角波或者锯齿波.其原理框图如下图6所示：图6.原理框图2.各模块电路设计与仿真结果1）正弦波整波模块该模块是一个由运放组成地放大电路，其功能一方面将AD9851芯片输出地电流信号转化为电压信号，另一方面是得到峰-峰值为1V地正弦波信号，其电路图及参数如下图所示：该模块仿真波形如下图所示：2）方波产生模块该模块包括一个比较器电路和一个运算放大电路，其中比较器电路用以将正弦波转化为方波，同时可以调节方波地占空比；运算放大电路用以将得到地方波进行一定地放大，以得到一定幅值地方波，同时可以给方波增加一个直流偏置，其电路图如下图所示：由正弦波得到方波地仿真波形如下图所示：3）三角波和锯齿波产生模块该模块包括一个可选电容积分电路和一个可选电阻放大电路组成；其中，积分电路地作用是由方波积分得到三角波或者改变方波地占空比和偏置后积分得到锯齿波，积分电容有一个7选1电路进行选择，对于不同地频率段，选择不同地电容进行积分；选择电路有CD4051芯片组成；放大电路地作用是为了补偿因频率变化而导致幅值地变化，以得到幅值比较稳定地三角波或锯齿波，同样使用CD4051芯片组成八选一电路，其电路图如下图所示：由正弦波得到三角波地仿真波形如下图：由正弦波得到锯齿波地仿真波形如下图所示：4）幅值调节模块该模块主要是由运放组成地可变倍数放大电路，对输入地峰-峰值为1V地正弦波、方波、三角波或锯齿波进行放大或是衰减，以调节最终输出波形地幅值，其输入端为二选一电路，由模拟单刀双掷开关ADG849实现，当需要峰-峰值小于1V时，开关置于衰减端，即端口1，当需要峰-峰值大于1V时，开关置于放大端，即端口2，然后通过调节反馈电阻地阻值，就能够达到调节波形峰-峰值地目地；其设计电路图如下图所示：5）整机电路图：附录：单片机代码主函数：#include "./lcd/AD9851.h"#include "./lcd/keyb.h"#include "irq_arm.c"#include "./lcd/OCM12864.h"int main(void){uchar k 。

基于FPGA的DDS信号发生器设计摘要：利用FPGA芯片及D/A转换器,采用直接数字频率合成技术，设计并实现了一个频率、幅值可调的信号发生器，同时阐述了该信号发生器的工作原理、电路结构及设计思路。

经过电路调试，输出波形达到技术要求，证明了该信号发生器的有效性和可靠性。

0 引言信号发生器作为一种基本电子设备广泛的应用于教学、科研中，因此从理论到工程对信号的发生进行深入研究，有着积极的意义.随着可编程逻辑器件(FPGA)的不断发展，直接频率合成（DDS）技术应用的愈加成熟,利用DDS原理在FPGA平台上开发高性能的多种波形信号发生器与基于DDS芯片的信号发生器相比,成本更低，操作更加灵活，而且还能根据要求在线更新配置，系统开发趋于软件化、自定义化。

本文研究了基于FPGA 的DDS信号发生器设计,实现了满足预定指标的多波形输出。

可产生不同频率、幅度的正弦波、三角波、矩形波信号，仿真和实测结果均证实了其灵活性和可靠性。

1 函数信号发生器的原理和设计1.1 函数信号发生器的结构图1为DDS信号发生器系统结构框图.系统以FPGA芯片为信息处理核心，主要完成数字频率合成、D/A转换、选择滤波、功率放大、LCD显示等功能。

频率控制字M送入32位的累加器进行累加运算，截取32位累加器的第24到第30位作为ROM的地址,ROM在累加器的控制下，输出8位的数字波形数据,经过DAC0832转换为模拟量，因为DAC0832输出的是电流的形式,所以通过电压转电流电路转换为电压形式的模拟波形,但其中还含有大量的高频成分，为了输出频率纯净的信号波形，再通过一个二阶的有源低通滤波器。

最后为了调节输出信号的峰峰值，再引入一个幅度调节电路。

根据直接数字频率合成理论将系统的频率分辨率及输出频率写为：其中fclk和N为系统时钟和位宽，M为频率控制字，利用信号相位与时间成线性关系的特性，直接对所需信号进行抽样、量化和映射，输出频率可调的信号波形。

DDS信号发生器设计和实现一、引言DDS（Direct Digital Synthesis）是一种基于数字信号处理技术的信号发生器设计方法。

DDS信号发生器是通过数字的方式直接生成模拟信号，相比传统的方法，具有频率稳定、调制灵活、抗干扰能力强等优势，广泛应用于频率合成、通信系统测试、医疗设备、雷达系统等领域。

本文将介绍DDS信号发生器的设计和实现。

二、DDS信号发生器的原理1.相位累加器：负责生成一个连续增加的相位角，通常以一个固定精度的二进制数表示。

2.频率控制器：用于控制相位累加器的相位角速度，从而控制信号的频率。

3.数字到模拟转换器：将相位累加器的输出转换为模拟信号。

4.系统时钟：提供时钟信号给相位累加器和频率控制器。

三、DDS信号发生器的设计步骤1.确定要生成的信号的频率范围和精度需求。

2. 选择适合的数字信号处理器或FPGA进行设计。

常用的DSP芯片有AD9910、AD9858等，FPGA则可选择Xilinx、Altera等厂商的产品。

3.根据需求设计相位累加器和频率控制器，相位累加器的位数和频率控制器的速度决定了信号的精度。

4.确定数字到模拟转换器的采样率和分辨率，选择合适的D/A转换芯片。

5. 编写控制程序和信号生成算法，包括相位累加器和频率控制器的控制。

可以使用C语言、Verilog HDL等进行编程。

6.进行硬件的布局和连线，将各个组件按照设计要求进行连接。

7.进行电源和接地的设计，确保稳定的供电和减少噪声干扰。

8.进行数字信号处理器或FPGA的编程，烧录控制程序。

9.进行信号输出测试，调整参数和算法，确保生成的信号符合要求。

10.编写使用说明书和性能测试报告，并对信号发生器进行完整性和可靠性测试。

四、DDS信号发生器的实现案例以实现一个简单的正弦信号发生器为例，介绍DDS信号发生器的实现过程。

1.确定生成的正弦信号范围为1Hz~10kHz，精度为0.1Hz。

2. 选择Xilinx的FPGA芯片，根据需要设计12位的相位累加器和24位的频率控制器。

AD9832原理及应用AD9832是一款数字频率合成器芯片，由ADI（Analog Devices Inc.）公司推出，通过数字和模拟技术实现了高精度和高稳定性的频率生成功能。

AD9832常用于信号发生器、通信设备、测量仪器等电子设备中，能够生成多种频率和波形的信号。

AD9832的原理基于直接数字频率合成（Direct Digital Frequency Synthesis， DDS）技术。

该技术通过数字控制的方式，以数字信号产生器为核心，输出高精度和稳定性的频率信号。

DDS技术的核心是相位累积器（Phase Accumulator）和相位查找表（Phase Look-Up Table），将输入的参考时钟频率与相位累积器和相位查找表结合，生成目标输出频率。

1.双路输出：AD9832能够同时输出两个相位不同的信号，可用于实现正交调制等应用。

2.高分辨率：相位累积器的位数决定了AD9832输出频率的精度，AD9832具有28位的相位累积器，具有很高的分辨率。

3.高稳定性：AD9832内部集成了温度传感器和电压基准源，能够自动校准并补偿温度和电压的变化，保证了输出频率的稳定性。

4.SPI接口：AD9832采用SPI接口与外部控制器通信，可以实现频率和相位的动态修改。

5.工作电压范围广：AD9832能够在单电源供电范围2.3V至5.5V内正常工作，适用于不同应用场合。

1.信号发生器：AD9832能够生成多种频率和波形的信号，可以用于产生测试信号、校准仪器等，在电子测试和研发领域有广泛应用。

2.通信设备：AD9832在通信设备中可用于频率调制、解调和时钟同步等功能，如频率合成器、调制解调器等。

3.测量仪器：AD9832能够精确生成特定频率的信号，用于频率测量、频谱分析等仪器，如频谱分析仪、网络分析仪等。

4.音频设备：AD9832可以用于音频合成和音频调制，如合成器、音频调制器等。

5.其他应用：AD9832还可以应用于医疗设备、雷达技术、无线电广播、遥控器等领域，具体应用由用户根据需求设计。

基于DDS芯片AD9951的精密信号发生器设计摘要直接数字频率合成（Direct Digital Frequency Synthesis简称DDS）是近年来迅速发展起来的一种新的频率合成方法。

而AD9951是美国模拟器件公司（ADI）最新推出的高集成度DDS芯片。

本设计采用该芯片，以AT89S52单片机为控制，采用AT24C02来存储重要的系统数据，由1602点阵式字符型液晶显示模块作为显示器，并加上一个小键盘构成了精密信号发生器。

要求其输出频率范围为0～160MHz、最小步进为10Hz或者1Hz、输出信号幅度大于0.3Vp-p、杂散小、有掉电数据保持功能。

文中详细介绍了DDS的工作原理以及该信号发生器的软、硬件设计方案，并给出了具体的程序设计。

指标关键词：直接数字频率合成（DDS）、AD9951、AT89S52、信号发生器、频率控制字直接数字频率合成（Direct Digital Frequency Synthesis简称DDS）是近年来迅速发展起来的一种新的频率合成方法，广泛应用于通讯、导航、雷达、遥控遥测、电子对抗以及现代化的仪器仪表工业等领域。

而AD9951是美国模拟器件公司（ADI）最新推出的高品质、高集成度DDS芯片。

本设计采用该DDS芯片作为核心元件，以AT89S52单片机为主控器件、并辅以AT24C02存储重要的系统数据、1602点阵式字符型液晶显示模块作为显示器，构成了一种精密的DDS信号发生器。

文中详细介绍了DDS的工作原理以及该精密信号发生器的软、硬件设计方法，并给出了具体的程序设计方案。

设计出的信号发生器，输出频率范围为0～160MHz、最小步进为10Hz或者1Hz、输出信号幅度大于0.3Vp-p、杂散小。

关键词：直接数字频率合成（DDS）、AD9951、AT89S52、信号发生器、频率控制字该芯片能以早期DDS 1/10的功耗提供速度高达400 MHz 的内部时钟，而合成频率高达160 MHz。

基于AD9833的信号发生器的设计与实现本文介绍一种基于直接数字频率合成技术（DDS）的信号发生器，该系统采用AD9833 与STC89C51 单片机相结合的方法，以单片机STC89C51为进程控制和任务调度的核心，以DDS 芯片AD9833 为直接数字频率合成器，实现了输出正弦波频率在10Hz～8MHz 范围可调，三角波输出频率在10Hz~1MHz可调，方波输出频率在10Hz~100KHz可调。

实验证明，此设计硬件电路结构简单，软件控制灵活，输出信号频率稳定，分辨率高。

（一）引言低频信号发生器是一种常用的信号源，广泛应用于物理学、电工学教学实验，电子线路和微机原理、接口技术实验，自动化测控系统等领域。

低频信号发生器早期用于模拟某些控制系统调试时所需的信号源，主要是采用了场效应管等纯硬件完成，但波形在峰值时略有失真，效果不太理想。

本文介绍采用美国模拟器件公司的DDS芯片AD9833实现的低频信号发生器，可以产生正弦波、方波和三角波三种波形。

（二）AD9833 电路结构AD9833 的内部电路主要有数控振荡器（NCO）、频率和相位调节器、正弦查找表（Sine ROM）、数模转换器（DAC）、电压调整器，其功能框图如图1 所示：图 1 AD9833 内部框图AD9833的核心是28位的相位累加器，它由加法器和相位寄存器组成，每来1个时钟，相位寄存器以步长增加，相位寄存器的输出与相位控制字相加后输入到正弦查询表地址中。

正弦查询表包含1个周期正弦波的数字幅度信息，每个地址对应正弦波中0°～360°范围内的1个相位点。

查询表把输入的地址相位信息映射成正弦波幅度的数字量信号，去DAC输出模拟量，相位寄存器每经过228/K个MCLK采样时钟后回到初始状态，相应地正弦查询表经过一个循环回到初始位置，这样就输出了一个正弦波。

输出正弦波频率为：f o＝K（fMCLK/228）其中，K为频率控制字，由外部编程给定，其范围为0≤K≤228－1。