基于dds函數信號發生器-資料下載頁

【導讀】率合成技術發展的主要目標，DDS技術的發展將有力地推動這一目標的實現。率合成技術從30年代發展到現在，已經進入成熟階段。目前最常用的頻率合成。方案有兩種，直接混頻級聯法和數字鎖相環法。由于數字集成電路的迅猛發展，大規模集成電路的應用又為。在現代電子學的各個領域，常常需要高精度。各種波形曲線均可以用三角函數方程式來表。能夠產生多種波形,如三角波、鋸齒波、矩形波（含方波）、正弦波的電路。被稱為函數信號發生器。函數信號發生器在電路實驗和設備檢測中具有十分廣泛。由于ICL8038自身的限制，輸出頻率穩定度只有10-3。方案三：采用MAX038函數發生器，MAX038是一個精密高頻波形產生器。前已經停產，銷售的價格比較昂貴。高速DDS芯片時鐘頻率可達180MHz，輸出頻率可達70MHz，分辨率為。綜合考慮其性價比，選擇方案四。本設計采用DDS技術作為本設計的核心，不僅基于其低成本，而且在輸出頻率控制方面也顯得很方便。度均可調，精度高，分辨率低等一系列優點將是本設計方案的不二之選。

　　

【正文】 功能鍵 S1 即可進入相應的模式。 另外，在每個模式界面上 都設有上下模式選擇按鈕，默認情況下，光標都在上模式按鈕上閃爍， 此時，可通過 S S3來選擇光標閃爍的位置。 定頻模式 所謂定頻模式，就是在輸出頻率范圍內設定任意一個頻率值，即可輸出相應的頻率；在定頻模式中主要 有 步進值的設定和輸出頻率的設定，在對輸出頻率設定時，可先設定一下步進值，這樣有助于快速設定相應頻率 值 的大小；例如設定一個 的頻率， 在初始界面下， 先通過 S2選擇光標到設定 步進值的位置，然后通過 S4 選擇步進值為 1MHz，再把光標跳到設定頻率的位置， 按下 S4 把頻率加到 1MHz，按下 S3 把光標返回到設定步進值的位置，按下 S5 把步進值減小為 100KHz，按下 S2 再次把光標跳到設定頻率的位置，按下 S4 繼續增加所設定的頻率值，一直加到 ，最后按下功能鍵 S1，即可輸出相應的頻率。 掃頻模式 所謂掃頻模式，就是在設定的初始、終止頻率范圍內，按照所設定的時間和增量循環輸出相應的 頻率 ； 在掃頻模式中，主要設有初始頻率、終止頻率以及掃描時間，除了這些還有步進值和掃頻增量的設定，由 于液晶界面大小有限，所以把這兩個放在另一個界面上，在掃頻初始界面上有一個中間按鈕，可通過這個中間按鈕進入次界面，操作的方法是當光標在這個按鈕上閃爍時，按下 S1 即可進入，返回時也是 采用這種方法 ， 對于掃頻界面上的設定和定頻界面上設定的方法一樣，可先設定步進值和掃頻增量，然后再設定初始頻率和終止頻率，最后設置 31 一下掃描時間，并按下 S1即可進行掃頻 。 跳頻模式 所謂跳頻，就是在一定的輸出頻率范圍內，按照一定的方式，輸出不同的頻率；在跳頻界面上，設有跳頻增量和跳頻時間間隔，其對應的操作和上面的一樣，最后在設定跳頻 間隔時，按下 S1 即可進行跳頻輸出。 注： 在掃頻和跳頻模式中，最后按下 S1 后，其他按鍵就被屏蔽了，再次按下 S1 時 即可恢復，與此同時，掃頻與跳頻也就終止了。 在定頻模式中沒有，只有切換到其他模式時，結束定頻輸出 。 、實物圖片 實物整體結構圖，如圖 4— 2— 1 所示： 圖 4— 2— 1 32 舉例說明，定頻模式下界面的顯示如圖 4— 2— 2所示： 圖 4— 2— 2 五 、 設計調試與驗證 、調試報告 設計完成之后，就進行測試與驗證，下面主要對波形的頻率范圍，輸出電壓的峰峰值指標，信號 頻率誤差 等進行測試 與驗證。 該電路輸出的頻率范圍為 0 到 25MHz，經驗證頻率輸出范圍符合要求。圖 51為 25MHz 時的正弦波形。 33 圖 51 正弦波輸出電壓的峰峰值隨著頻率的增高，幅度有所衰減，例如圖 52與圖53 之間，幅度明顯有差別。 圖 52 圖 53 在本電路中通過內部自帶的比較器，產生的方波經過測試，在低頻段輸出波形較好如圖 54所示； 如果頻率低于 100Hz 時，由于示波器的原因，波形有點變形 ， 如圖 55所示； 但大于 3MHz 時輸出頻率開始失真如圖 56所示。 由于 AD9851內部比較器的增益比較高，使得輸出方波的幅度比正弦波高很多，如下面幾幅圖所示，為此，在輸出端通過增加幅度控制單元，便可降幅。 34 圖 54 圖 55 圖 56 、本章小結 頻率的輸出誤差 經測試與統計，在 100KHz 以下測得 的 頻率與設置頻率的偏差小于 5Hz，在 100KHz 到 700KHz 之間，偏差小于 30Hz， 800KHz 到 1MHz 之間，偏差在 30 到 90Hz 之間，輸出頻率 1MHz 以 上偏差 保持在 100Hz左右。在波形方面，三角波和方波輸出頻率比較低，頻率越高失真越嚴重。為此，還要進一步改善。 經過分析，該電路性能穩定，輸出誤差在允許范圍之內，另外，在掃頻與跳頻上，也能滿足設計要求，美中不足的是輸出波形缺乏幅度增益控制，日后還得進一步完善。 35 六、本人設計心得 在做這個設計的時候，一開始并沒有什么好的思路，也不知道從什么地方入手，自己通過一段時間的摸索，目標漸漸地清晰起來，自己也有做下去的信心，從畫圖到 PCB，從 PCB 再到工廠去做，這期間讓我感受到我們電子專業的學生真的應該多動手，多 去實踐 ，因為在動手的過程中，會讓你對電子的認識更加深刻；通過近一段時間的學習，我漸漸地對動手實踐有了很大的期盼，對電子也有了較濃厚的興趣，想要進一步擴展自己的能力，自己還要重新設定目標，還要學很多的東西，最近，自己也感受到了學習是個很漫長的過程，沒有清晰的目標，沒有堅定的意念，是不可能成功的。 36 七、致謝 對這個項目從無到有，從模糊到清晰都離不開查老師的辛勤指導，是他讓我有了 這 個學習的機會，他總是能很友好地回答我提出的問題，哪怕是 一個簡單的問題 。在動手方面，例如所需要的元器件他都能夠幫我解決，給我動 手制作帶來了很大的便利。另外，也很感謝學校實驗室對我們開放，給我們調試帶來了方便。 37 八 、 參考 文 獻 [1] 劉抒珍，童子權，任麗軍，劉小紅． DDS 波形合成技術中低通橢圓濾波器的設計 [J]．哈爾濱理工大學學報． 2021， 9（ 5） [2] , . A digital frequency synthesizer. IEEE Transaction on Audio and Electroacoustics. , .1971. [3]黃蕾 .基于單片機的直接數字頻率合成（ DDS）技術的應用與研究 [D].湖南大學碩士學位論文 .2021. [4]王光明 .智能任意函數信號發生器的研究 [D].國防科技大學碩士學位論文 .2021. [5]鄭戍華 .基于 DDS 的信號源研制 [D].北京理工大學碩士學位論文 .2021. [6]郁伯康 .直接數字頻率合成器 . 杭州電子工業學院 .1997. [7][EB/OL]. [8]謝自美 .電子 線路 設計 . 實驗 .測試 [M]. 武漢 :華中科 技大 學出版社 ,2021:212230. [10]鄔寬民 .單片機外圍器件實用手冊，數據傳輸接口器件分冊 .北京 .北京航空航天大學出版社 .2021:189195. [11]康華光 .電子技術基礎模擬部分 [M].北京：高等教育出版社， [12]Analog Datasheet[EB/OL]. [13]郭勇，肖明清，譚靖，王學奇 .DDS 芯片 AD9851 及其應用 [J]. 電子技術，2021. 38 九 、附錄 、附錄一：原理圖及 PCB圖 原理圖： D31D22D13D0/LSB4PGND5PVCC6W_CLK7FQ_UD8REFCLOCK9AGND10AVdd11Rset12VOUTN13VOUTP14VINN15VINP16DACBP17AVDD18AGND19IOUTB20IOUT21RESET22DVDD23DGND24D7/MSB25D626D527D428U1AD9851C1+1VDD2C13C2+4C25VEE6T2OUT7R2IN8R2OUT9T2IN10T1IN11R1OUT12R1IN13T1OUT14GND15VCC16U4MAX232EPE12XTAL30pC1430pC1010KR1010uFC12104C13S6+5V10uFC1810uFC2010uFC1710uF C24D0D1D2D3D4D5D6D7D0D1D2D3 D4D5D6D7VCC4NC1GND2OUT3U330M+5V+5V+5V +5VR5WKFDRT104C2104C6104C3104C5104C4RDTDR9200C856PC9C11100PC1516PC1613PC2356PC1914PL1L2L3R112001 2 3 4 5 6 7 816 15 14 13 12 11 10 910KR1+5V1234567891011121314151617181920P1Header 20+5V+5V+5V+5V10KR2VoutVoutRSRWES1 S2 S3 S412P212P5D[7..0]正 弦 波 輸 出方 波 輸 出+5VGND14P6USBD1DIODEST1 R121KF1LED+5V100R3100R412345 6789J1J_232+5V22uFC25+5V104C21+5V104C22104C26S5123RST4RXD/56TXD/7INT0/8INT1/9T0/10T1/11WR/12RD/13XTAL214XTAL115VSS1617A8/18A9/19A10/20A11/21A12/22232425PSEN26ALE/PROG2728EA293031323334353637VDD38394041424344U2STC89C52RDTDWK FDRTRS RW E+5V10uFC112P4R6200R7104C7+5V100R8IBIBIOUTIOUT1123P3IOUTIBIOUT112P7 +5V PCB 圖： 39 2 1121 21 2121 21 21212121 22112121 21 22 1211221121 21221121221121 2 3 4 56 7 8 91 2 1 2 1 21 21231212123456121234567893211 21 21 21 2121 21 21212121 24 31 24 31 24 31 24 31 24 31 24 312365444 43 42 41 40 39 38 37 36 35 34333231302928272625242322212019181716151413121110987654321413212345678161514131211109123 42019181716151413121110987654321 、附錄 二 ： 程序 變量 定義 uchar Control_AD9851=0x01。 volatile ulong idata DDS_Freq,D_Freq=1000,S_Freq,T_Freq。 volatile ulong idata D_bjz。//定頻步進值變量 volatile ulong idata S_bjz1=1,S_bjz2=10,S_bjz3=1,S_bjz3_1=1000。//掃頻中 設置步進值 掃頻增量 掃描時間 volatile ulong idata S_F=10,S_L=10