摘 要

本论文目的是利用DDS数字频率合成的方法来构建信号发生器，使得信号发生器可以达到一定的精度，输出不同的波形，有一定的带宽和一定的负载能力，DDS技术是一种以纯数字的方法，从相位的角度出发直接合成所需要的波形。它叫其它利用模拟的方法所构成的信号发生器具有反应速度快，精度高，不易失真，可编程等优点。

本文所构建的信号发生器用到的有高精度的AD转换芯片，如AD9850，可编程器件，

单片机，本文从理论和实践的两个角度出发，既有对系统各个模块的原理分析，还有可实现的电路仿真以及具体的程序编写，本文章的重点在于利用相位的方法来合成不同波形的信号。

本系统除了正选波，方波三角波，等常规波形还可以产生FM，AM等调制波形以及二进制ask，psk信号。FM信号信号采用锁相环调频，AM信号采用集成调制乘法器调制，fsk，psk也用集成调制乘法器调制，最后使得AM信号在1MHZ~10MHZ范围内调制度ma可在10%~100%之间程控调节，步进量为10%，FM信号可使在载波频率在100khz~10MHZ频率范围内产生10khz最大偏频，且最大偏频可产生5khz/10khz二级程控。模拟调制信号为1khz。

关键词：单片机、直接数字频率合成、AD9850、锁相环、幅度调制

abstract

The purpose of the article is that design a digital frequency synthesis signal generator based on DDS,and able to output kinds of wave signal with certain accuracy,DDS is that use phase to control voltage and use phase stepping to control phase stepping

The signal generator in this paper uses high-precision AD conversion chip, such as AD9850, programmable device,Single chip microcomputer, this paper from the theory and practice of two angles, both on the principle of each module of the system analysis, but also can realize the circuit simulation and specific programming, this article focuses on the use of phase method to synthesize different waveform signals.

The system can generate FM, am and binary ask, PSK signals in addition to normal waveforms such as positive selection wave, square triangle wave and so on. FM signal is modulated by PLL, AM signal is modulated by integrated modulation multiplier, FSK and PSK are also modulated by integrated modulation multiplier. Finally, the modulation system ma of AM signal in the range of 1MHz ~ 10MHz can be programmed and adjusted between 10% ~ 100%, and the step amount is 10%. FM signal can generate 10kHz maximum frequency deviation in the frequency range of 100kHz ~ 10MHz, and the maximum frequency deviation can generate 5KHz / 10 KHz secondary program control. The analog modulation signal is 1 kHz.

目录

基于DDS数字频率合成信号发生器 1

摘要 2

abstract 3

第一章 绪论 5

1.1信号发生器原理及设计方案选择 5

1.2 直接数字频率合成信号发生计数概述 5

第二章 DDS系统原理综述 7

2.1 DDS系统原理概述 7

2.2相位累加器原理设计 7

2.3相位累加器中高速加法器的原理设计 9

2.4相位寄存器即正弦累加器 12

2.5 数模转换电路原理设计 13

2.6有源低通滤波器原理设计 15

第三章 各类波形实现 18

3.1AM幅度调制信号产生系统 18

3.2模拟调制乘法器原理设计 19

3.3 FM调频系统原理与设计 20

3.5功率放大器原理 27

3.6二进制psk信号调制系统原理与设计 27

第四章 实用芯片及电路 30

4.1 AD9850芯片原理即使用 30

4.2 51单片机-8052内部结构既使用方法 33

4.3 按键输入既按键编码设计 35

4.4 高频时钟振荡电路原理和设计 37

4.5 集成振荡芯片E1648构成时钟信号 39

4.6 显示电路-1602液晶显示 40

4.7 AM调制系统核心-MC1596g芯片原理和应用 42

4.8 控制电路 42

第五章 信号发生器硬件模块设计和软件程序设计 44

5.1 硬件模块系统设计 44

5.2硬件电路各模块级联 45

5.3 信号发生器软件程序设计 46

第六章 总结 47

参考文献 48

致谢 49

绪论

1.1信号发生器原理及设计方案选择

由于信号发生器的重要性，从电子技术发展初期，人对就对信号发生器的原理和实现有了各种各样的思考，在最早期时，人们通过自激振荡原理构成简单的正弦信号发生器，但该信号发生器有很多缺点，比如频率不稳定，信号容易失真，负载能力差，频率调节范围小等缺点，因此人们又发明了利用多谐振荡电路，或环形振荡器等数字的方法产生信号，但由于电容的充放电是时间的函数因此，该电路的振荡频率也受到一定的限制.

随后人们又发明了频率合成技术，既利用混频的方法将频率相加，其核心是混频器，倍频器，再往后就是直接数字频率合成，直接数字合成信号发生器的实现方法有多种多样，可以利用IP核及硬件描述性语言编程得到，利用AD7008可以直接产生各种调制波形，还可以利用AD9850来实现单一波形，然后自己构建调制系统。

1.2 直接数字频率合成信号发生计数概述

信号发生器是通信电子，物理实验中的一种关键性设备，它是一起信号的来源，因此在近几十年来，随着物理制造工艺可电子电路的发展，人们发明了各种基于不同方法的所构成的信号发生器，比如一些非相干合成电路可以利用石英振荡电路以及混频器来构成不同频率的信号，而由于任何波形的信号可以利用傅里叶展开，因此三角波方波等波形可以使用正弦波进行叠加过着利用集成运放所构成的微积分电路所构成。而DDS技术是一种直接数字数字频率合成技术，它由美国人J.Tiemcy和B.Cold提出，由于DDS技术是纯数字的，因此它十分契合于集成电路的飞速发展因此它也具备了频率精度高，稳定性好等优点。DDS技术是从相位的角度出发，基本原理是将所需要的频率控制字输入一个相位累加器，相位累加器输出该频率所对应的地址然后进入一个波形信号存储器rom,输出所需要的波形的幅度值在进入DA转换器，将波形序列转化成成电压幅值。再通过一低通滤波器滤除高频率噪声。本文将介绍利用芯片ad9850和单片机进行信号发生器的构建。