[实用新型]一种DDS信号发生器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种信号发生器，尤其是一种DDS信号发生器。

背景技术

现在频率合成主要包括三种基本技术：直接式频率合成、锁相环式频率合成(PLL)、直接数字式频率合成(DDS) ，其中，锁相环式频率合成也叫间接式频率合成。

直接式频率合成方式是最早使用的频率合成方式，由一个或多个参考频率源经分频、倍频、混频实现频率间的加、减、乘、除来产生新的频率，并靠滤波器选择使信号纯净。直接式频率合成具有频率转换时间短、相位噪声低、输出频带宽（可达上千兆赫）、频率分辨率高（可达微赫兹级）等优点，但由于非线性器件引入的杂波成分较多且采用了大量的混频、分频、倍频和滤波等途径，使得频率合成器的体积庞大、成本高、结构复杂、容易产生杂散分量且难于抑制。但近几年随着声表面波(SAW)技术的发展，直接模拟频率合成器的体积也得到了相应减小，因此仍具有一定的发展前景。

上世纪六十年代，相位反馈理论和模拟锁相技术的应用产生了间接合成技术，由此引发了频率合成理论的第一次革命。间接式频率合成技术是由一个或多个基准频率源，通过谐波发生器、混频、分频等变换，产生大量的谐波或组合频率，然后用锁相环(PLL)将频率锁定在某一谐波或组合频率上。锁相环频率合成器具有合成信号稳定度高，输出频带宽、频谱纯度好等优点。此外，锁相环频率合成器还具有控制方便、体积较小、性价比好的优点，因此广泛地应用于同步跟踪、信号提取、解调等雷达与通信系统中。但由于锁相环存在捕获时间问题，其频率转换时间较长，单环频率合成器的频率间隔不可能做得很小，使之很难适用于高速、超高速的技术要求。

上世纪后期提出的直接数字频率合成理论(DDS)是频率合成史上的第二次革命。1971年，美国学者J.Tiemyc、C.M.Rader、B.Gold发表了关于直接数字频率合成的研究结果，第一次提出了DDS的概念。但由于受到当时微电子技术和数字信号处理技术的制约，DDS技术在当时并没有受到重视。随着数字集成电路和微电子技术的发展和电子工程领域的实际需要，DDS技术正日益显露出它的优越性。DDS采用全数字技术，基于相位的线性性质以及相位与幅度的对应关系实现频率合成，由相位累加器、相位幅度转换和数模转换器组成，具有很高的频率捷变速度、很宽的相对带宽、很高的频率分辨率、输出相位连续、便于单片集成，并且可以输出正交信号、能很容易地实现PSK和FSK等调制。虽然DDS芯片不断发展，仍有两点不足之处：输出带宽和杂散。DDS工作时钟频率决定了输出带宽，如AD9854，时钟频率为300MHz，输出带宽为0~120MHz，不过这对于飞速发展的无线通信是远远不够的。随着GaAs器件的发展，输出带宽的限制正在逐步被克服，目前采用GaAs（砷化镓）技术生产出来的DDS芯片其输出频率可达300到400MHz，但价格过于昂贵，难以大量应用。而杂散是DDS本身所固有的，且随着输出带宽的展宽，将越来越明显地成为限制DDS技术发展的最重要因素。利用GaAs技术的高速DDS芯片只能达到-40~-50 dBc，而一般的CMOS工艺的DDS芯片可达到-70~-90dBc，但如上面所说的，其输出频率不高，当采用倍频或变频提高其频率时会使杂散恶化，因此如何抑制杂散仍然是高速DDS技术亟待解决的问题。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述背景技术的不足，提供了一种DDS信号发生器。

       本实用新型为实现上述发明目的采用如下技术方案：

一种DDS信号发生器，包括单片机控制模块、DDS芯片、低通滤波模块、信号放大模块、显示器、矩阵键盘、输出模块；

其中，DDS芯片、显示器、矩阵键盘分别与单片机控制模块连接，DDS芯片依次连接低通滤波模块、信号放大模块、输出模块；

所述矩阵键盘将输入的控制信号传送给单片机；

所述显示器显示单片机接收到的数据；

所述单片机控制DDS芯片动作得到阶梯波形的模拟输出量，进入所述低通滤波模块将阶梯波形的模拟输出量转化为平滑波形的模拟量，然后经过信号放大模块将信号放大后发送至输出模块输出平滑波形的模拟量。

所述一种DDS信号发生器中，单片机控制模块采用STC11F60XE单片机。

所述一种DDS信号发生器中， DDS芯片为AD9954芯片。

所述一种DDS信号发生器中还包括PC机、串口通信模块，其中PC机通过串口通信模块与单片机控制模块连接。