直接數(shù)字合成技術(shù)(DDS)原理課件.ppt

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1、8.４直接數(shù)字合成技術(shù)１DDS組成原理直接數(shù)字合成（DirectDigitalSynthesis）的基本原理是基于取樣技術(shù)和計(jì)算技術(shù)，通過數(shù)字合成來生成頻率和相位對于固定的參考頻率可調(diào)的信號。8.４.１直接數(shù)字合成基本原理設(shè)取樣時(shí)鐘頻率為，正弦波每一周期由Ｎ個(gè)取樣點(diǎn)構(gòu)成，則該正弦波的頻率為：DDS的實(shí)現(xiàn)原理如下圖所示地址計(jì)數(shù)器（÷N）正弦波ROM存儲器D/ALPFfcfoDDS組成原理輸出信號頻率fo:取決于兩個(gè)因數(shù)：⑴參考時(shí)鐘頻率；⑵ROM中存儲的正弦波；如果地址計(jì)數(shù)器以步進(jìn)M（M>=1)進(jìn)行累加，則可在fc和ROM數(shù)

2、據(jù)不變的情況下改變輸出頻率，此時(shí)fo為：2相位累加器原理當(dāng)改變地址計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)步進(jìn)值（即以值M來進(jìn)行累加），同樣可以改變每周期采樣點(diǎn)數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)輸出頻率的改變。地址計(jì)數(shù)器步進(jìn)值改變可以通過相位累加法來實(shí)現(xiàn)相位鎖存器頻率控制字M相位累加器fr波形存儲RAMD/A轉(zhuǎn)換LPFfo24～48位14～16位相位累加器原理為便于理解，可以將正弦波波形看作一個(gè)矢量沿相位圓轉(zhuǎn)動，相位圓對應(yīng)正弦波一個(gè)周期的波形。波形中的每個(gè)采樣點(diǎn)對應(yīng)相位圓上的一個(gè)相位點(diǎn)。步進(jìn)點(diǎn)數(shù)256409665536104857616777216429496729628

3、1474976710656N8121620243248數(shù)字相位圓設(shè)相位累加器位數(shù)為N，頻率控制字為M，參考時(shí)鐘頻率為fc，則DDS輸出頻率為：截?cái)嗾`差：一般舍去N的低位，只取N的高A位（如高16位）作為存儲器地址，使得相位的低位被截?cái)啵聪辔唤匚玻?。?dāng)相位值變化小于1/2A時(shí)，波形幅值并不會發(fā)生變化，但輸出頻率的分辨率并不會降低，由于地址截?cái)喽鸬姆嫡`差，稱為截?cái)嗾`差。實(shí)際應(yīng)用中一般取1≤M≤(N-2)8.４.2DDS頻率合成信號源1單片集成化的DDS信號源輸出輸出串/并選擇6位地址或串行編程8位并行數(shù)據(jù)FSK/BP

4、SK/HOLD數(shù)據(jù)輸入4×～20×參考時(shí)鐘倍乘頻率累加器相位偏移及調(diào)制+相位累加器相位轉(zhuǎn)換器300MHzDDS參考時(shí)鐘濾波器濾波器12位D/AM/DAC復(fù)位12位D/A頻率控制字/相位字啟停邏輯I/O更新讀寫可編程寄存器48位頻率控制字14位相位偏移/調(diào)制I/O端口緩沖12位AM調(diào)制比較器模擬輸入時(shí)鐘輸出AD9854DDS結(jié)構(gòu)+-2基于可編程芯片的DDS頻率合成信號源單片集成的DDS芯片合成信號波形的種類較少，靈活性較差，不便于任意波發(fā)生器等場合的應(yīng)用。基于可編程芯片實(shí)現(xiàn)的DDS信號合成可具有更大的靈活性。相位累加器參考

5、時(shí)鐘相位調(diào)制器D/A轉(zhuǎn)換濾波CPU接口輸出頻率控制字波形存儲器SRAM基于可編程芯片的DDS頻率合成信號源3DSS/PLL組合的頻率合成信號源DDS與PLL組合的合成信號源可以有多種形式，下圖是一種環(huán)外混頻式DDS/PLL頻率合成的原理。PDLPFVCO÷KDDS混頻器帶通濾波frfcfoDDS/PLL混頻式頻率合成原理fPfD基準(zhǔn)信號源此時(shí)輸出頻率為：