综上可以看出:
(1)DDS系统的输出频率只与系统时钟频率、频率控制字K与相位累加器的位数N有关。在相位累加器位数N和系统时钟频率固定时,通过调整频率控制字K的值就能控制输出信号的频率。
(2)DDS的频率分辨率由相位累加器的位数N与系统时钟频率决定。若想要提高DDS系统的频率分辨率,可以降低系统时钟频率或者增加相位累加器的位数N。
(3)由于波形受奈奎斯特采样定理的限制[20],理论上DDS的最大输出频率是:
理论上最大输出频率不会超过系统时钟的一半,但我们在实际的运用中,由于低通滤波器过渡带的存在使得滤波效果不能达到理想效果,所以在实际运用中,我们所能得出的DDS最高输出频率只有40%左右[17]。(如采用系统时钟频率为50MHz的AD9835芯片时,我们能得到的最大输出频率只有20MHz)
2。3 DDS的技术特点论文网
不同于传统的频率合成方法的DDS技术,DDS采用的是全数字结构。它有很多其它频率合成技术所没有的特性:
(1)DDS技术具有很高的频率分辨率
若设K=1,DDS的频率分辨率的大小取决于系统时钟频率以及相位累加器的位数N(),现今的专用DDS芯片的相位累加器的位数N已经可以达到48位,这使得分辨率已经在很大的数量级[18]。在现在的分辨率程度下,输出频率几乎可以看作连续变化。
(2)DDS技术可以产生任意波形
由于DDS技术的原理是以相位地址查ROM表数据得到波形数据,所以只要改变存储在ROM表各相位地址中的数据就能改变输出的波形,从而产生所需要的任意波形。
(3)DDS技术的信号输出频率范围宽
理论上DDS的输出频率能达到系统时钟频率的40%~50%,所以只要频率源足够高,那么也就能输出更高的信号频率,输出频率的范围也会非常宽。
(4)输出频率跳变快
由于DDS工作在一个开环系统中,不同于锁相环的频率合成,且不带有反馈控制,所以当有新的频率控制字K送入时,将迅速切换合成新的频率。若考虑到滤波器带宽足够宽时,则实际的频率切换时间将达到ns数量级[20]。
2。4 芯片AD9835
2。4。1 芯片基本结构
AD9835作为美国AD公司生产的高性能DDS芯片。其最高频率为50MHz,可广泛应用于频率合成和调制技术中。AD9835主要由一个数控振荡器、余弦查询表和一个10位的DAC组成。它具有频率调制能力和数字相位调制能力,DDS芯片频率分辨率达到晶振时钟的40亿分之一,输出的波形已近乎完全连续,完全符合课题要求。该AD9835芯片可运用于频率合成信号源、数字解调器、数字调谐器等很多领域。它的主要指标有:(1)单5V供电。(2)芯片含片上10位DAC(3)含片上COS查询ROM。(4)系统参考时钟频率为50MHz。(5)具有串口数据载入功能。(6)功耗为200mW,且具有休眠功能,芯片闲置时只要POWER-DOWN位就使得芯片进入休眠模式,当休眠时,功耗仅为1。75mW[21]。
AD9835的内部结构如图2。4所示,相位调制器跟数控振荡器主要由两个频率寄存器、一个相位累加器和4个相位寄存器构成。AD9835包括一个32位累加器、两个32位频率寄存器(F0和F1)和四个12位相位寄存器(P0,P1,P2,P3)。32位相位累加器的输出值截取高12位后与12位相位寄存器值相加,构成12位的相位地址。寻址余弦ROMN表。寻址得到的幅度值经10位高速D/A转换后,合成相应的余弦信号,从而完成频率合成的全过程。
图2。4 AD9835的内部结构
2。4。2 AD9835封装及其引脚