基于DSP的DDS信号发生器

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3.0 李佳 2024-09-26 7 4 176KB 5 页 15积分

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基于 DSP 的任意波形发生器的设计

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摘要：采用直接数字合成的方式设计任意波形发生器，逐点读出波形存储器中波形的数据，经过 D/A 转换和低通滤波器后

输出所需要的任意波形，通过改变参考时钟的频率和计数的步长就可以实现波形频率的改变。

关键词:频率合成；直接数字频率合成；DSP5402；波形发生器

0.引言

在现代电子测量仪器中，测试激励所用的信号发生器是一类十分重要的仪器，随着电子测量技术与

计算机技术的紧密结合，一种新的信号发生器—任意波形发生器应运而生。它可以产生由用户定义的任意

复杂的波形，因而具有广阔的应用发展前景。国内在任意波形发生器的研制方面相对较晚，应用产品的开

发也相对发达国家较为缓慢。因此，对任意波形发生器的研制进行深人的研究已成为测试领域的一个新的

课题，同时对于促进虚拟仪器技术的发展和应用以及适应自动测试系统的组建和完整性要求都具有深远

的意义。

1.直接数字合成原理

直接数字合成 DDS ( Direct Digital Synthesize)是新一代的频率合成技术，它采用数字控制信号

的相位增量技术，具有频率分辨率高(可达 mHz 至，uHz 量级)，频率切换快(可达几十 ns 量级)，频率切

换时相位连续和相位噪声低以及全数字化易于集成等优点而被广泛采用[1]。

DDS 的工作原理是基于相位和幅度的对应关系，通过改变频率控制字来改变相位累加器的累加速度，

然后在固定时钟的控制下取样，取样得到的相位值通过相位幅度转换得到与相位值对应的幅度序列，幅

度序列通过数模转换得到模拟形式量化的正弦波输出[2]。图 1 是 DDS 的结构原理。

图 1 DDS 的结构原理

其中相位累加器字长为，DDS 控制时钟频率为，频率控制字为。 DDS 直接从“相位”的概

念出发进行频率合成。相位累加器由加法器与累加寄存器级联构成。每来一个时钟脉冲，加法器将频率

控制字与累加寄存器输出的累加相位数据相加，把相加后的结果送至累加寄存器的数据输入端。累加

寄存器将加法器在上一个时钟脉冲作用后所产生的新相位数据反馈到加法器的输入端，以使加法器在下

一个时钟脉冲的作用下继续与频率控制字相加。这样，相位累加器在时钟作用下，不断对频率控制字进行

线性相位累加。由此可以看出，相位累加器在每一个时钟脉冲输入时，把频率控制字累加一次，相位累加

器输出的数据就是合成信号的相位，相位累加器的溢出频率就是 DDS 输出的信号频率。

2.系统总体设计

任意波形发生器产生的波形总体上可以分成两类：正弦波和任意波。对正弦波可以逐个读出波形的每

一个数据，也可以间断地读出波形，这时波形的失真就会加大，但可以通过滤波来改善失真。

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摘要：

基于DSP的任意波形发生器的设计姓名单位邮编摘要：采用直接数字合成的方式设计任意波形发生器，逐点读出波形存储器中波形的数据，经过D/A转换和低通滤波器后输出所需要的任意波形，通过改变参考时钟的频率和计数的步长就可以实现波形频率的改变。关键词:频率合成；直接数字频率合成；DSP5402；波形发生器0.引言在现代电子测量仪器中，测试激励所用的信号发生器是一类十分重要的仪器，随着电子测量技术与计算机技术的紧密结合，一种新的信号发生器—任意波形发生器应运而生。它可以产生由用户定义的任意复杂的波形，因而具有广阔的应用发展前景。国内在任意波形发生器的研制方面相对较晚，应用产品的开发也相对发达国家较为缓慢。...

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