文档介绍：基于89C51和AD9854的DDS高精度频率信号实现
摘要:针对美国AD(Analog Devices) 公司生产的DDS 技术产品———AD9854 芯片的功能特点进行了介绍,在信号源设计中采用了ATMEL89C51单片机作为控制单片机实现高精度信号发生器。并针对信号源的功能进行了C 语言程序设计,完成了软件设计实现.
关键词:DDS 技术;AD9854 ;信号源;ATMEL89C51 ;程序控制
目录
摘要·············································1
DDS基础3····················3
DDS(直接数字式频率合成器)基本原理与结构···3
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频率合成器的技术指标·············4
DDS的调制特性··················5
AD9854和89C51的介绍和电路连接·········6
AD9854的介绍··································6
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软件设计·····················9
附录························ 16
DDS(直接数字式频率合成器)基本原理与结构
1)根据正弦函数关系式,按照一定的时间间隔利用计算机进行数字递推关系计算,求解瞬时正弦函数幅值并实时地送入数/模转换器,从而合成出所要求频率的正弦波信号。优点:电路简单、成本低、合成信号频率的分辨率可做得很高等优点,
缺点:受计算机速度的限制,合成信号频率较低,一般在几千赫兹左右;
2)用硬件电路取代计算机的软件运算过程,即利用高速存储器将正弦波的M个样品存在其中,然后以查表的方式按均匀的速率把这些样品输入到高速数/模转换器,变换成所设定频率的正弦波信号。
优点:采用高速存储器产生正弦波幅值数据,合成频率已可以做得很高,目前已达到数百兆赫。使用最广泛。
DDS的输出频率fo和基准时钟fc、相位累加器长度N及频率控制字FSW
的关系为: fo= fc·FSW/2N。
DDS的频率分辨率为:Dfo= fc / 2N 。
受奈奎斯特(Nyquist)抽样定理限制,输出最大频率:fmax = fc / 2 。
核心:相位累加器,由两个加法器Σ+一个N位相位寄存器N一般为24~32位。
a)每来一个时钟fc,相位寄存器以步长M增加。相位寄存器的输出与相位控制字相加,然后输入到正弦查询表地址上。
b) 正弦查询表包含一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°范围的一个相位点。
c)查询表把输入的地址相位信息映射成正弦波幅度信号,驱动DAC,输出模拟量。相位寄存器每经过2N/M个fc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起始位置,整个DDS系统输出一个正弦波。
. 频率合成器的技术指标
:
1).频率范围
频率范围: 频率合成器输出最低频率fomin和最高频率fomax之间的变化范围,也可以用频率覆盖系数表示: 如果k>2~3时,一般VCO是很难满足这一输出频率范围的,实践中可以把整个频段分为几个分波段,每个分波段由一个
VCO来满足分波段频率范围。
也经常用相对带宽来衡量:
2).频率分辨率Dfo ——输出频率间隔频率分辨率Dfo : 相邻两个输出频率之间的间隔,也称为输出频率间隔,或频率步进间隔。如参考频率不变,DDS的频率分辨率由相位累加器的位数N决定。N一般得很大,如32位、48位、60位,使得分辨率高在通信系统中希望波段内的频率通道尽可能多,以满足
通信的要求,所以,希