基于DDS的調(diào)制信號發(fā)生器的設(shè)計(jì)

dds原理與ad9852的結(jié)構(gòu)
基本的dds是在高速存儲器中放入正弦函數(shù)-相位數(shù)據(jù)表格，經(jīng)過查表操作，將讀出的數(shù)據(jù)送到高速dac產(chǎn)生正弦波。常用的可編程dds系統(tǒng)如圖1所示。

dds系統(tǒng)由頻率控制字、相位累加器、正弦查詢表、d/a轉(zhuǎn)換器和低通濾波器組成。參考時(shí)鐘一般為高穩(wěn)定度的晶體振蕩器，其輸出用于同步dds各組成部分的工作。

對于計(jì)數(shù)容量為2的相位累加器和具有m個(gè)相位取樣點(diǎn)的正弦波波形存儲器，若頻率控制字為ｋ，輸出信號頻率為fo，參考時(shí)鐘頻率為fc，則dds系統(tǒng)輸出信號的頻率為:

am信號的產(chǎn)生

設(shè)需要產(chǎn)生一個(gè)載波頻率為f0，調(diào)制頻率為f 的幅度調(diào)制信號，則給ad9852輸入一個(gè)48位的頻率控制字，產(chǎn)生一個(gè)頻率為f0的固定幅度的載波。ad9852可以通過數(shù)字乘法器控制輸出信號的幅度，要產(chǎn)生一個(gè)調(diào)制頻率為f 的振幅調(diào)制信號，只需產(chǎn)生一系列隨著調(diào)制信號幅度變化的幅度控制字，則可直接產(chǎn)生數(shù)字式的調(diào)幅波。am信號產(chǎn)生原理如圖3所示。

根據(jù)（1）式，通過改變頻率控制字k，可以迅速改變輸出信號的頻率。因此，fm信號的產(chǎn)生和前面的am信號產(chǎn)生相似，按照調(diào)制信號幅度的變化，實(shí)時(shí)改變頻率控制字使輸出的頻率隨調(diào)制信號的幅度變化。
特別地，ad9852通過改變工作模式，可以產(chǎn)生線性調(diào)頻信號（chirp），通過改變時(shí)間步進(jìn)量(斜率計(jì)數(shù)器)和頻率步進(jìn)量( 頻率字)來產(chǎn)生不同斜率，從而實(shí)現(xiàn)非線性掃頻。fm信號產(chǎn)生原理如圖4所示。

兩點(diǎn)(二元或兩相位)相移鍵控是在預(yù)先設(shè)置好的兩個(gè)14位相移量中快速切換。其控制信號為芯片的一個(gè)管腳“bpsk”，“bpsk”端的邏輯狀態(tài)選擇相移量，當(dāng)為低時(shí)，選擇相位1；為高時(shí)，選擇相位2。在“bpsk”上輸入巴克碼信號，則輸出信號為二相巴克碼信號。

dds集成芯片ad9852內(nèi)部包含“通斷整形鍵控”。 “通斷整形鍵控”功能使用戶控制數(shù)模變換器的輸出幅度漸變上升和下降，可減小反沖頻譜，幅度突變會在很寬的頻譜范圍內(nèi)產(chǎn)生沖擊，要用此功能首先使數(shù)字乘法器有效，輸出幅度漸變可在內(nèi)部自動(dòng)進(jìn)行，也可由用戶編程控制。當(dāng)數(shù)字乘法器的輸人值全0時(shí)，輸入信號乘以0，產(chǎn)生零幅度；數(shù)字乘法器全1時(shí)，輸入信號乘以1，是滿幅度。

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖6所示，由于系統(tǒng)是通過實(shí)時(shí)改變dds的幅度控制字和頻率控制字，來實(shí)現(xiàn)調(diào)幅和調(diào)頻的功能，因此對控制器的處理速度提出了較高的要求，本設(shè)計(jì)采用dsp芯片tms320c31為控制器，通過鍵盤和液晶顯示作為用戶的人機(jī)接口。由于dds輸出的信號是通過dac產(chǎn)生的，因此不可避免的存在一些雜散，故需在dds輸出級設(shè)計(jì)一個(gè)低通濾波器。

結(jié)束語

用ad9852實(shí)現(xiàn)調(diào)制信號的產(chǎn)生，突出地體現(xiàn)了直接數(shù)字頻率合成器的頻率分辨率高（達(dá)到10-6hz）、頻率轉(zhuǎn)換速度快（達(dá)到納秒級）、輸出頻譜純的特點(diǎn)。同時(shí)通過控制其調(diào)幅、調(diào)相、（非）線性調(diào)頻等功能，可產(chǎn)生多種復(fù)雜波形信號。