一、什么是dds信號(hào)發(fā)生器

DDS信號(hào)發(fā)生器，是指采用直接數(shù)字頻率合成（Direct Digital Synthesis，簡(jiǎn)稱DDS）技術(shù)的信號(hào)發(fā)生器，這種信號(hào)發(fā)生器把頻率穩(wěn)定度、準(zhǔn)確度提高到與基準(zhǔn)頻率相同的水平，并且可以在很寬的頻率范圍內(nèi)進(jìn)行精細(xì)的頻率調(diào)節(jié)。采用這種方法設(shè)計(jì)的信號(hào)源可工作于調(diào)制狀態(tài)，可對(duì)輸出電平進(jìn)行調(diào)節(jié)，也可輸出各種波形。

二、dds信號(hào)發(fā)生器的結(jié)構(gòu)組成

信號(hào)發(fā)生器是一種能產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的電子儀器，是工業(yè)生產(chǎn)和電工電子實(shí)驗(yàn)室中經(jīng)常使用的電子儀器之一。隨著社會(huì)發(fā)展和科技的進(jìn)步，目前中高端的信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)均采用了DDS技術(shù)，dds信號(hào)發(fā)生器主要由以下幾部分組成：

1、相位累加器

DDS技術(shù)中最關(guān)鍵的部分就是相位累加器。相位累加器是在外部時(shí)鐘信號(hào)的控制下產(chǎn)生讀取數(shù)據(jù)的地址值，然后通過(guò)查表法，把地址直接轉(zhuǎn)化為所需信號(hào)波形的數(shù)字幅度序列，再經(jīng)由數(shù)模變換器（ D/A）把代表信號(hào)波形幅度的數(shù)字序列進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為模擬電壓，最后傳送到低通濾波器。經(jīng)過(guò)濾波器處理，將數(shù)模變換器中不理想的階梯狀波形轉(zhuǎn)化為平滑的所需波形。合成信號(hào)的波形種類由ROM表中的幅度序列決定。如果需要多種波形，只需把所需波形的數(shù)據(jù)直接存放到ROM表中即可。

2、波形存儲(chǔ)器

波形存儲(chǔ)器也被稱之為正弦查詢表，它的主要功能是在任何一個(gè)參考時(shí)鐘周期內(nèi)，都可以把從上一級(jí)傳輸過(guò)來(lái)的相位二進(jìn)制碼信息作為地址，讀取查詢表中的相應(yīng)地址對(duì)應(yīng)的幅值二進(jìn)制碼信息。這里需要說(shuō)明的是，正弦查詢表中能夠查找的數(shù)據(jù)信息是預(yù)先存儲(chǔ)好的，也就是說(shuō)需要事先對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的正弦信號(hào)按照采樣定理進(jìn)行抽樣和離散，比如波形存儲(chǔ)器的查詢地址為M，這就需要將一個(gè)周期的標(biāo)準(zhǔn)正弦信號(hào)G（t）進(jìn)行抽樣和離散，即使其成為一個(gè)有2M個(gè)樣本值的D位二進(jìn)制離散序列，把每一個(gè)樣值的相位信息作為存儲(chǔ)地址，對(duì)應(yīng)的幅值信息作為地址的存儲(chǔ)內(nèi)容。

當(dāng)收到上一級(jí)相位累加器傳輸過(guò)來(lái)的相位二進(jìn)制碼信息時(shí)，將其作為地址來(lái)讀取內(nèi)部對(duì)應(yīng)的預(yù)先存好的存儲(chǔ)內(nèi)容即標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的幅值二進(jìn)制碼信息，并將這個(gè)幅值信息的D位二進(jìn)制碼傳送給下一級(jí)。

3、數(shù)模轉(zhuǎn)換器

數(shù)模轉(zhuǎn)換器可以把波形存儲(chǔ)器所輸出的包含幅值信息的D位二進(jìn)制離散序列轉(zhuǎn)換成連續(xù)的模擬信號(hào)，但在實(shí)際中，它所恢復(fù)的模擬信號(hào)并不是真正光滑的正弦波，而是由很多個(gè)小方塊聚合成一個(gè)具有正弦波輪廓的階梯形信號(hào)。更直觀地說(shuō)，轉(zhuǎn)換來(lái)的模擬信號(hào)不能完全被還原，D/A轉(zhuǎn)換器的位數(shù)在很大程度上決定了還原后模擬信號(hào)的精度——位數(shù)越大，分辨率越高，組成階梯形正弦信號(hào)的矩形數(shù)量就越多，波形看起來(lái)越平滑，與正弦波形的相似度也就越高。所以，目前多數(shù)集成電路廠商在設(shè)計(jì)DDS芯片時(shí)都會(huì)盡量集成具有較高位數(shù)的數(shù)模轉(zhuǎn)換器。同樣，D/A轉(zhuǎn)換器的其他參數(shù)，如轉(zhuǎn)換速率、線性度等也都影響著輸出信號(hào)的質(zhì)量。

4、低通濾波器

低通濾波器主要是將上級(jí)（D/A轉(zhuǎn)換器）輸出的階梯形的正弦信號(hào)進(jìn)行平滑處理，去除混疊的、無(wú)用的雜散分量，使輸出信號(hào)更為純凈，波形變得更為平滑。

三、dds信號(hào)發(fā)生器原理是什么

了解了dds信號(hào)發(fā)生器的結(jié)構(gòu)，再來(lái)說(shuō)下dds信號(hào)發(fā)生器的工作原理：

dds信號(hào)發(fā)生器是根據(jù)奈奎斯特取樣定理制成的：從連續(xù)信號(hào)的相位Φ出發(fā)，對(duì)一個(gè)正弦信號(hào)進(jìn)行取樣、量化、編碼，然后將形成的正弦函數(shù)表存入ROM/RAM中，合成時(shí)則通過(guò)改變相位累加器的頻率控制字來(lái)改變相位增量，相位增量不同將導(dǎo)致一個(gè)周期內(nèi)取樣點(diǎn)數(shù)的不同。因角頻率ω＝△φ·△ｔ，故可在取樣頻率不變的情況下，通過(guò)改變相位累加器頻率控制字的方法將這種變化的相位／幅值量化為數(shù)字信號(hào)，然后通過(guò)D/A變換和低通濾波即可得到相位變化的合成模擬信號(hào)頻率。

和普通信號(hào)發(fā)生器相比，dds技術(shù)允許通過(guò)一個(gè)頻率表迅速地改變信號(hào)的Δ相位，并能夠指定一個(gè)頻率表，該表包括由波形頻率和持續(xù)時(shí)間信息組成的各個(gè)段，通過(guò)生成一個(gè)頻率表，可以構(gòu)建復(fù)雜的頻率掃描信號(hào)和頻率跳變信號(hào)。