基于AD9852DDS信号源设计Word格式.docx

1、研究内容： 下载AD9852的芯片资料； 画出电路原理框图； 写出课程设计论文；设计要求： 撰写设计报告，包括整体框图及整体工作原理说明，各部份电路图及工作原理和元件及参数说明，整体程序流程图。涉及知识： DDS原理及应用； 模拟电路技术； 数字电路技术； 单片机技术；摘要： 信号源是电子技术中重要的大体仪器，现代通信技术的不断进展，对信号源的输出波形种类、频率范围、分辨率、精准度、频谱纯度等提出了近乎苛刻的要求。传统的PLL频率合成信号源对此已无能为力。DDS采纳全数字技术，具有PLL合成无可比拟的优越性。本文介绍了基于DDS技术，采纳AT89S52单片机实现对DDS集成芯片AD9852的操

2、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 AD8320Abstract:Signal source is an important basic electronics equipment, the development of modern communication technology, the output waveform of the signal source type, frequency range, resolution, accuracy, spectral purity and pu

3、t forward our demanding requirements. Conventional PLL frequency synthesizer signal source which has been powerless. DDS uses digital technology, with PLL synthesized incomparable superiority. This paper introduces the DDS-based technology, to achieve the AT89S52 microcontroller integrated chip AD98

4、52 DDS control. Generate controlled frequency and amplitude sinusoidal signal, focusing on the hardware interface circuit and the frequency and amplitude control of key technologies第一章：绪论1第二章: 直接数字频率合成器的原理及性能2频率合成器简介2频率合成技术概述2频率合成器要紧指标4 DDS的大体原理及性能特点5 DDS芯片AD9852工作原理 62.3.1 AD9852简介62.3.2 AD9852的特性介

5、绍102.3.3 AD9852参数计算11第三章：系统电路设计12 单片机AT89C52特点12 系统设计13 系统设计总框图13 单元电路设计16第四章：单片机程序流程图21第五章：结论22附录23参考文献25绪论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Hz级，相位操纵小于）,能够进行快速的信号变换（输出DAC的转换速度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趋普遍。本文介绍了一种基于AD9852的正弦波信号发生器，另外通过单片机操纵还能够产生AM

6、、FM、ASK、PSK信号。第二章：直接数字频率合成器的原理及性能频率合成器简介2.1.1频率合成技术概述所谓频率合成法确实是指从一个高稳固和准确的参考频率源，通过技术处置，生成大量离散的频率输出。频率合成技术是产生频率源的一种现代化手腕，己普遍应用于通信、导航、电子侦查、干扰与反干扰、遥控遥测及现代化仪器仪表中。利用频率合成技术制成的信号发生器，通常被称为频率合成器。频率合成器既要产生所需要的频率，又要取得纯净的信号。从频率合成所采纳的技术来看，频率合成的方式大致可分为直接合成和间接合成和直接数字合成三种。直接合成（Direct Frequency Synthesis，简称DS）是通过倍频器

7、、分频器、混频器对频率进行加、减、乘、除运算，取得各类所需频率。直接频率合成方式具有频率转换时刻短、近载频相位噪声性能好等优势，可是由于大量的倍频，混频等电路，就要有很多滤波电路，使合成器的设备结构十分复杂、体积庞大、本钱高，而且容易产生过量的杂散分量，难以达到较高的频谱纯度。而且输出端的谐波、噪声及寄生频率难以抑制。此方式只能产生标准波形，不能产生任意波形.间接合成（Indirect Frequency Synthesis，简称IS）又称锁相频率合成（Phase Locked Loop Frequency Synthesis，简称PLLFS），是利用锁相环路的窄带跟踪特性来取得不同的频率。锁

8、相频率合成器能提供长期频率稳固度与短时间频率稳固度都比较高且杂波少的信号输出。目前在各类无线电台中利用的频率合成器普遍采纳可变数字式锁相环频率合成器，通过CPU操纵可取得不同的频点。数字式频率合成器能提供长期频率稳固度与短时间频率稳固度都比较高且杂波少的信号输出，特点是波道数量多、体积小、易于数字化和集成化。但锁相频率合成器频率转换时刻较长，且合成的正弦波的参数，如幅度、频率和相位较难操纵。数字锁相环组成的数字式频率合成器是目前通信、仪表、雷达等电子技术中普遍应用的一种频率合成技术。锁相环式频率合成器具有专门好的窄带跟踪特性，能够专门好地选择所需频率的信号，抑制杂散分量，而且幸免了大量的滤波器

9、，有利于集成化和小型化。但由于锁相环本身是个惰性环节，锁按时刻较长，故频率转换时刻较长。除此之外，由模拟方式合成的正弦波的参数，如幅度、频率和相位都很难操纵。一样，此方式不能产生任意波形。直接数字式频率合成（Direct Digital Frequency Synthesis，简称DDS或DDFS）是最近几年来进展起来的新的频率合成技术。它将先进的数字处置理论与方式引入信号合成领域，标志着第三代频率合成技术的显现。此方式是用随机读写存储器RAM存储一个波形周期的量化数据，依照不同频率要求以频率操纵字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寄存在存储器内的波形数据，经D/A转换和滤波

10、可得所需波形输出。通过改变频率操纵字能够很方便地改变输出频率，通过更新存储器的波形数据能够取得不同的波形输出，即可实现任意波形输出.基于DDS技术的频率合成器有很高的频率分辨率，可方便地实现频率、相位调制功能，转换速度快，且输出波形的相位持续。2.1.2频率合成器要紧指标信号源的一个重要指标确实是能输出频率准确可调的所需信号。一样传统的信号发生器采纳谐振法，即用具有频率选择性的正反馈回路来产生正弦振荡，取得所需频率信号，但难以产生大量的具有同一稳固度和准确度的不同频率。频率合成器的要紧指标如下:1. 输出频率的范围:指的是输出的最小频率和最大频率之间的转变范围。2. 频率稳固度:指的是输出频率

11、在一按时刻距离内和标准频率误差的数值，它分长期、短时间和瞬时稳固度三种。3.频率分辨率:指的是输出频率的最小距离.4.频率转换时刻:指的是输出由一种频率转换成另一种频率的时刻。5.频谱纯度:频谱纯度以杂散分量和相位噪声来衡量，杂散分量为谐波分量和非谐波分量两种，要紧由频率合成进程中的非线性失真产生，相位噪声是衡量输出信号相位抖动大小的参数。6. 调制性能:指的是频率合成器是不是具有调幅（AM）、调频（FM）、调相（PM）等功能。 DDS的大体原理及性能特点直接数字频率合成（Direct Digital Synthesis，简称DDS）技术是频率合成领域中的一项新技术。DDS的设计思想完满是基于

12、数值计算信号波形的抽样值来实现频率合成的。DDS的工作原理是基于相位和幅度的对应关系，通过改变频率操纵字来改变相位累加器的累加速度，然后在固按时钟的操纵下取样，取样取得的相位值通过相位幅度转换取得与相位值对应的幅度序列，幅度序列通过数模转换取得模拟形式量化的正弦波输出。图1 是DDS的大体原理图图1 DDS大体原理图频率操纵字M和相位操纵字别离操纵DDS输出正（余）弦波的频率和相位。DDS系统的核心是相位累加器，它由一个累加器和一个N位相位寄放器组成。每来一个时钟脉冲，相位寄放器以步长M增加。相位寄放器的输出与相位操纵字相加，其结果作为正（余）弦查找表的地址。正（余）弦查找表由ROM组成，内部

13、存有一个完整周期正弦波的数字幅度信息，每一个查找表的地址对应正弦波中0360范围内的一个相位点。查找表把输入的地址信、惠映射成正（余）弦波的数字幅度信号，同时输出到数模转换器DAC的输入端，DAC输出的模拟信号经太低通滤波器（LPF），可取得一个频谱纯净的正（余）弦波。相位寄放器每通过2N/M个fc时钟周期后回到初始状态，相应地正（余）弦查找表通过一个循环回到初始位置，DDS输出一个正（余）弦波。输出的正（余）弦波周期为Tout=（2N/M）TC，频率为fout=（M/2N）fc。DDS的最小分辨率为fminfc/2n，当M=2N-1时，DDS最高的基波合成频率为foutmaxfc/2。图 1

14、中虚方框内的部份是DDS的核心单元。 DDS芯片AD9852工作原理2.3.1 AD9852 简介AD9852是最近几年推出的高速芯片，具有小型的80管脚表贴封装形式，其时钟频率为300MHz，并带有两个12位高速正交DA转换器、两个48位可编程频率寄放器、两个14位可编程相位移位寄放器、12位幅度调制器和可编程的波形开关键功能，并有单路FSK和BPSK数据接口，易产生单线路性或非线性调频信号。当采纳标准时钟源时，AD9852可产生高稳固的频率、相位、幅度可编程的正、余弦输出，可用作捷变频本地振荡器和各类波形产生器。AD9852提供了48位的频率分辨率，相位量化到14位，保证了极高频率分辨率和相位分辩率，极好的动态性能。其频率转换速度可达每秒100106个频率点。在高速时钟产生器应用中，可采纳外接300MHz时钟或外接低频时钟倍频两种方式，给电路板带来了极大的方便，同时也幸免了采纳高频时钟带来的问题。在AD9852芯片内部时钟输入