DDS基本原理和特色
1、DDS基本原理
直接频率组成技能实践上是经过将存储的波形数据，经过特定算法，经过高速D／A转化器转化成所需求模拟信号的数字组成技能。其基本原理框图如图1所示。
由图1可见，其主要由规范参阅频率源、相位累加器、波形存储器、数／模转化器等部分组成。其间，参阅频率源一般是一个高安稳的晶体振荡器，其输出信号用于DDS中各部件同步作业。当频率组成器正常作业时，在规范频率参阅源的操控下（频率操控字K决议了其相位增量），相位累加器则不断地对该相位增量进行线性累加，当相位累加器积满量时就会产生一次溢出，然后完结一个周期性的动作，即组成信号的一个频率周期。累加器的输出地址对波形ROM进行寻址，然后把存储在相位累加器中的抽样值转化成对应的正弦波起伏序列。经过高速D／A改换把数字量变成模拟量，经过低通滤波器进一步滑润并滤掉带外杂散，得到所需的波形。
2、DDS完成的正弦信号剖析
抱负DDS的输出频谱就是指不存在相位舍入差错、起伏量化差错和DAC差错时，体系输出的频谱。这时，整个DDS体系就相当于抱负的采样坚持电路。其输出信号的频谱结构是以Sa（·）函数为包络的一组离散谱线，如图2（所选fc=200 MHz，fo=40 MHz）所示，只在f=nfc±fO=（n±K／2N）fc处存在离散谱线。
DDS芯片——AD9854
AD9854数字组成器是AD公司的一款高度集成的DDS器材，其内部集成了双48位频率累加器，双48位相位累加器，正余弦波形表，双12位正交数模转化器，双12位数字倍增器，可编程的基准时钟倍增器以及调制和操控电路，能够在单片机上完成频率调制、相位调制，可编程的起伏调制以及I，Q两路正交调制等多种功用。当AD9854作为一个准确的时钟源时，它能产生高安稳度，频率一相位一起伏均可编程的正弦和余弦输出。其主要特色有：
作业频率高 其作业频率高达300 MHz，其电路结构答应产生频率到达150 MHz的一起正交输出信号。相位切断到17位确保了优秀的无杂散信号动态规模（SFDR）。
频率分辨率高 其立异的高速DDS核供给了48位的频率分辨率（当SYSCLK为300 MHz时有1μHz的调理分辨率）。
可编程的基准时钟倍增器 AD9854的可编程的4×～20×的REFCLK倍增器电路在内部从一个低频的外部参阅时钟产生300 MHz的体系时钟，节约了用户的花费，减小体系时钟源的难度。
内部集成高性能DAC 两个12 b／300 MHz的DAC使输出信号的信噪比（SNR）满足要求。
简略的高速串、并行数据接口 并行口的数据传输速率到达100 MHz，串行口也有10 MHz的速度，频率转化时刻最低能到达10 ns。
多种作业形式 有五种可编程的作业形式：单腔调形式、非斜升FSK、斜升FSK、线性调频和BPSK，在运用中能够依据不同的需求进行转化。
STM32的AD9854 DDS模块调试
最近一段时刻由于竞赛需求自己制造信号源，所以在某宝上选用了AD9854 DDS模块，内部结构就不介绍了，手册上都有。该模块能够产生I、Q两路正交输出信号，即一路正弦一路余弦信号，还有一路比较器的输出信号，即方波信号。假如对输出信号起伏没要求的话也能够挑选AD9851 这个模块仍是比较经典的。调试办法与9854相似。我选用的是串行通讯形式，比较节约IO口。 首要，对AD9854进行初始化，依据手册中时序图进行代码编写，串行形式下S/P有必要接低电平，其他功用IO口设置的输出输入分别为推挽输出形式和上拉输入形式。初始化程序：
［html］ view plain copy《span style=“font-size:18px;”》void AD9854_Init_S（void）
{
AD9854_M_Reset_H（）;
AD9854_SP_L（）;
AD9854_SCLK_L（）;
AD9854_SDIO_L（）;
AD9854_IO_UD_CLK_L（）;
AD9854_CS_H（）;
AD9854_IO_Reset_H（）;
delay_int（10）;
AD9854_M_Reset_L（）;
delay_int（10）;
DATA［3］=0X00;
DATA［2］=0X4a; //10倍频
DATA［1］=0X00;
DATA［0］=0X60;
AD9854_Send_Data（0x07，DATA）;
}《/span》
其次，开端给寄存器对应地址写值，串行通讯地址对应0x00~0x0B，并行通讯写地址方法与串行有所差异，详细参阅手册。简略的频率起伏操控的话，关怀的地址只需0x02（I通道频率操控地址） 0x03（Q通道频率操控地址） 0x07（倍频地址） 0x08（I通道起伏操控地址） 0x09（Q通道起伏操控地址）。
寄存器写值先写低位，在写高位。
0X07地址总共4个字节，写值为DATA［3］=0X00;DATA［2］=0X4a;DATA［1］=0X00;DATA［0］=0X60;假如只修正倍频系数的话只需求修正DATA［2］的值（规模4-20倍，实践最大10倍频），若要其他功用对照手册修正对应地址的值即可。 0x02地址总共6个字节，100M对应频率字为DATA［0］=55;DATA［4］=55;DATA［3］=55;DATA［2］=55;DATA［1］=55;DATA［0］=55;换算为16进制数后1M=940000000000；写值后只需进行移位送入对应地址，便利今后频率步进，扫频功用。0x03同。有人就会问了：这儿频率设置了为什么还要设置倍频系数呢？关于倍频系数，假如输出频率比较高，而倍频系数比较小的话，输出波形会失真，因而倍频系数依据你输出的频率要进行相应的设置。频率设置函数代码如下：
［html］ view plain copy《span style=“font-size:18px;”》void AD9854_SetFre（long long fre） //最高输入为2^48
{
DATA［5］=（u8）（fre》》40）;
DATA［4］=（u8）（fre》》32）;
DATA［3］=（u8）（fre》》24）;
DATA［2］=（u8）（fre》》16）;
DATA［1］=（u8）（fre》》8）;
DATA［0］=（u8）fre;
AD9854_Send_Data（0x02，DATA）;
AD9854_Send_Data（0x03，DATA）;
}//若要I、Q输出不同频率，0X03输入值从头界说个数组即可。《/span》
0x08地址总共2个字节，经实测10mV=450；起伏设置函数代码如下：
［html］ view plain copyvoid AD9854_SetSine（u16 Shape）//最高输入2^16
{
unsigned char A［2］={0};
A［1］=Shape》》8;
A［0］=Shape&0XFF;
AD9854_Send_Data（0x08，A）;
AD9854_Send_Data（0x09，A）;
}//若需两路不同起伏输出，参照上面频率操控。
这些过程完结后，连线应该会输出你想要的信号，可是可能会呈现稳定输出某个频率，而且波形很不润滑有许多台阶，无论如何修正倍频系数，输出不会产生改动，修正频率字输出波形也不会依照你想得那样改变。这个问题我整了好几天，真的很是无法，要求外部5V供电，刚开端用电脑USB供电认为输入电流小而导致，后来改用稳压电源5V供电，电流2A，仍是没有任何改进，9854模块上的GND与单片机的GND是接着的，后来才发现，两个GND之间存在电压差，并没有完成真实的共地，导致芯片作业不正常。
解决办法：外部5V供电的一起将9854模块上的3.3V供电也接到单片机上3.3V电压处，这样应该是构成了回路，GND才完成了真实的共地，问题解决。 9854这个模块仍是很好用的，初始化时序没问题的话，只需在对应地址写值就能够完成你想要的输出了。并行通讯的话，时序对了，跟串行地址写值略微有点差异，也不难，参照手册即可。
