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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48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。在“BPSK”上输入巴克码信号，则输出信号为二相巴克码信号。
二进制ASK信号的产生
DDS集成芯片AD9852内部包含“通断整形键控”。 “通断整形键控”功能使用户控制数模变换器的输出幅度渐变上升和下降，可减小反冲频谱，幅度突变会在很宽的频谱范围内产生冲击，要用此功能首先使数字乘法器有效，输出幅度渐变可在内部自动进行，也可由用户编程控制。当数字乘法器的输人值全0时，输入信号乘以0，产生零幅度；数字乘法器全1时，输入信号乘以1，是满幅度。
系统结构
系统结构如图6所示，由于系统是通过实时改变DDS的幅度控制字和频率控制字，来实现调幅和调频的功能，因此对控制器的处理速度提出了较高的要求，本设计采用DSP芯片TMS320C31为控制器，通过键盘和液晶显示作为用户的人机接口。由于DDS输出的信号是通过DAC产生的，因此不可避免的存在一些杂散，故需在DDS输出级设计一个低通滤波器。
结束语
用AD9852实现调制信号的产生，突出地体现了直接数字频率合成器的频率分辨率高（达到10-6Hz）、频率转换速度快（达到纳秒级）、输出频谱纯的特点。同时通过控制其调幅、调相、（非）线性调频等功能，可产生多种复杂波形信号。 |