0 导言
信号源是电子产品丈量与调试、部队设备技能保证等范畴的根本电子设备。跟着科学技能的开展和丈量技能的前进，一般的信号发生器已无法满意现在日益开展的电子技能范畴的出产调试需求。而DDS技能是一种新式的直接数字频率组成技能，具有频率分辨率高、频率切换速度快、切换相位接连、输出信号相位噪声低、可编程、全数字化易于集成、体积小、重量轻等长处，因而在雷达及通讯等范畴具有广泛的使用远景。
1体系规划计划
本文提出的选用DDS作为信号发生中心器材的全数控函数信号发生器规划计划，依据输出信号波形类型可设置、输出信号起伏和频率可数控、输出频率宽等要求，选用了美国A／D公司的AD9850芯片，并经过单片机程序操控和处理AD9850的32位频率操控字，再经扩大后加至以数字电位器为中心的数字衰减网络，然后完结了信号起伏、频率、类型以及输出等选项的全数字操控。该函数信号发生器的结构如图1所示。
本体系首要由单片机、DDS直接频率信号组成器、数字衰减电路、真有效值转化模块、A／D转化模块、数字积分挑选电路等部分组成。
2 DDS的根本原理
直接数字频率组成器（Derect Digital Synthesizer）是从相位概念动身直接组成所需波形的一种频率组成技能。一个直接数字频率组成器一般由相位累加器、加法器、波形存储ROM、 D／A转化器和低通滤波器（LPF）组成。DDS的组成结构如图2所示。其间，K为频率操控字（也叫相位增量），P为相位操控字，W为波形操控字，fc为参阅时钟频率，N为相位累加器的字长，D为ROM数据位及D／A转化器的字长。相位累加器在时钟fc的操控下以步长K累加，输出的N位二进制码与相位操控字P、波形操控字W相加后作为波形ROM的地址来对波形ROM进行寻址，波形ROM输出的D位起伏码S（n）经D／A转化变成阶梯波S（t）后，再经过低通滤波器滑润，就能够得到组成的信号波形。因为组成的信号波形取决于波形ROM中寄存的起伏码，因而，用DDS能够组成恣意波形。
3硬件电路规划
3.1 DDS信号发生电路
考虑到DDS具有频率分辨率较高、频率切换速度快、切换相位接连、输出信号相位噪声低、可编程、全数字化、易于集成、体积小、重量轻等长处，该计划选用美国A／D公司的AD9850芯片，并选用单片机为中心操控器材来对DDS运送频率操控字，然后使DDS输出相应频率和类型的信号，其DDS信号发生电路如图3所示。
单片机与AD9850的接口既可选用并行方法，也可选用串行方法。为了充分发挥芯片的高速功用和节省单片机资源，本规划挑选并行方法将AT89S52的 P0口经74HC373锁存器扩展后接至DDS的并行输入操控端（D0～D7）。AD9850外接120 MHz的有源晶振，发生的正弦信号经低通滤波器（LPF）去掉高频谐波后即可得到波形杰出的模拟信号。这样，将D／A转化器的输出信号经低通滤波后，接到 AD9850内部的高速比较器上，即可直接输出一个颤动很小的方波。再将方波信号加至积分电路，即可得到三角波信号。别的，也可经过键盘修改恣意波形的输出信号。
3.2键盘输入接口及LCD接口电路
本体系中的数字输入设置电路选用2&TImes;8矩阵键盘。因为LCD具有显现内容多，电路结构简略，占用单片机资源少等长处，本体系选用RT1602C型LCD液晶显现屏来显现信号的类型、频率巨细和正弦波的峰一峰值，图4所示是键盘输入及LCD接口电路图。
相同，考虑到AT89S52单片机的IO引脚资源有限，本体系的键盘输入及LCD输出均经过74HC245连接到AT89S52单片机的P0端口，然后完结端口扩展和复用。
3.3信号起伏数控预置电路
为了完结对输出的正弦模拟信号起伏的数字操控和预置，本体系选用了AD811高速运放、数字电位器衰减、真有效值转化、以及A／D转化等电路，详细电路图如图5所示。
数字电位器X9C102是完结信号起伏数字可调的要害器材。真有效值转化模块AD637首要担任信号的TRMS／DC转化，然后经TLC2453模数转化向单片机运送正比于正弦波信号起伏的数字量，以便单片机输出适宜的幅值操控指令。
3.4积分电容主动切换操控电路
三角波是常用信号之一，本体系选用RC积分电路将方波信号转化成三角波。因为信号频率很宽（低频达1 Hz以下，高频达60 MHz以上），为了完结不同频段的线性积分，需求不同的积分%&&&&&%（10pF、100pF、1 nF、10nF、100nF、1 μF、10 μF、100μF）。根据数控和主动切换的需求，本体系选用如图6所示的CD4051八选一电路。
CD4051的八选一操控信号来源于AT89S52的P0～P3接口，74HC373P也是考虑复用P0端口而设置的。AD9850输出的方波经积分电路转化为三角波后，经AD811高速运放可进步其负载才能。
4体系软件规划
4.1 主程序
主程序可操控整个体系，包含操控体系的初始化、显现、运算、键盘扫描、频率操控、起伏操控等子程序，其主程序流程如图7所示。
初始化可将体系设定为默许作业状况，然后经过扫描键盘来判别是否有按键按下以确认用户要履行的使命，一起经过判别23H.4、20H.1、20H.0各功用标志位来确认应完结的功用。当23H.4=1时，核算频率值体系作业在频率计方法下；当20H.1=1时，检测峰峰值体系将检测输出信号的峰峰值：而当 20H.0=1时．则更新LCD显现内容，当履行完后回来键盘扫描程序并以此循环。各功用标志位均由键盘、峰峰值检测和守时程序等操控，然后完结各种功用。
4.2键盘扫描子程序
键盘扫描子程序如图8所示。因按键较多。本体系选用2&TImes;8行列式键盘来节省I／O口，并用程序把8根列线悉数拉低，再判别2根行线是否有低电平，假如没有，阐明没有按键被按下，体系则退出键盘扫描程序，不然，顺次拉低列线，然后顺次判别行线是否有低电平并判别键号，键号确认后再转到键号相对应的功用程序去履行。键盘首要便利用户设置频率、起伏、挑选作业方法等功用。
4.3 信号频率数字预置子程序
信号频率的数字操控程序流程如图9所示。该部分程序首要用于将键盘输入值转化成十六进制数据，然后发生相应的频率操控字并送至DDS芯片，以改动DDS的相位增量，终究输出相应频率信号。
结束语
经过严厉的试验测验证明，本体系选用DDS完全能够完结输出信号类型的挑选设置、信号频率数字预置、信号起伏数字步进可调等功用，是一种输出信号频率掩盖宽（0.023 Hz～40 MHz）、信号源分辨率高、波形失真小、全数控型函数信号发生器。具有必定的有用开发价值。
