dds信号发生器的结构组成 dds信号发生器原理是什么

一、什么是dds信号发生器

DDS信号发生器，是指采用直接数字频率合成（Direct Digital Synthesis，简称DDS）技术的信号发生器，这种信号发生器把频率稳定度、准确度提高到与基准频率相同的水平，并且可以在很宽的频率范围内进行精细的频率调节。采用这种方法设计的信号源可工作于调制状态，可对输出电平进行调节，也可输出各种波形。

二、dds信号发生器的结构组成

信号发生器是一种能产生标准信号的电子仪器，是工业生产和电工电子实验室中经常使用的电子仪器之一。随着社会发展和科技的进步，目前中高端的信号发生器的设计均采用了DDS技术，dds信号发生器主要由以下几部分组成：

1、相位累加器

DDS技术中最关键的部分就是相位累加器。相位累加器是在外部时钟信号的控制下产生读取数据的地址值，然后通过查表法，把地址直接转化为所需信号波形的数字幅度序列，再经由数模变换器（ D/A）把代表信号波形幅度的数字序列进一步转化为模拟电压，最后传送到低通滤波器。经过滤波器处理，将数模变换器中不理想的阶梯状波形转化为平滑的所需波形。合成信号的波形种类由ROM表中的幅度序列决定。如果需要多种波形，只需把所需波形的数据直接存放到ROM表中即可。

2、波形存储器

波形存储器也被称之为正弦查询表，它的主要功能是在任何一个参考时钟周期内，都可以把从上一级传输过来的相位二进制码信息作为地址，读取查询表中的相应地址对应的幅值二进制码信息。这里需要说明的是，正弦查询表中能够查找的数据信息是预先存储好的，也就是说需要事先对标准的正弦信号按照采样定理进行抽样和离散，比如波形存储器的查询地址为M，这就需要将一个周期的标准正弦信号G（t）进行抽样和离散，即使其成为一个有2M个样本值的D位二进制离散序列，把每一个样值的相位信息作為存储地址，对应的幅值信息作为地址的存储内容。

当收到上一级相位累加器传输过来的相位二进制码信息时，将其作为地址来读取内部对应的预先存好的存储内容即标准信号的幅值二进制码信息，并将这个幅值信息的D位二进制码传送给下一级。

3、数模转换器

数模转换器可以把波形存储器所输出的包含幅值信息的D位二进制离散序列转换成连续的模拟信号，但在实际中，它所恢复的模拟信号并不是真正光滑的正弦波，而是由很多个小方块聚合成一个具有正弦波轮廓的阶梯形信号。更直观地说，转换来的模拟信号不能完全被还原，D/A转换器的位数在很大程度上决定了还原后模拟信号的精度——位数越大，分辨率越高，组成阶梯形正弦信号的矩形数量就越多，波形看起来越平滑，与正弦波形的相似度也就越高。所以，目前多数集成电路厂商在设计DDS芯片时都会尽量集成具有较高位数的数模转换器。同样，D/A转换器的其他参数，如转换速率、线性度等也都影响着输出信号的质量。

4、低通滤波器

低通滤波器主要是将上级（D/A转换器）输出的阶梯形的正弦信号进行平滑处理，去除混叠的、无用的杂散分量，使输出信号更为纯净，波形变得更为平滑。

三、dds信号发生器原理是什么

了解了dds信号发生器的结构，再来说下dds信号发生器的工作原理：

dds信号发生器是根据奈奎斯特取样定理制成的：从连续信号的相位Φ出发，对一个正弦信号进行取样、量化、编码，然后将形成的正弦函数表存入ROM/RAM中，合成时则通过改变相位累加器的频率控制字来改变相位增量，相位增量不同将导致一个周期内取样点数的不同。因角频率ω＝△φ·△ｔ，故可在取样频率不变的情况下，通过改变相位累加器频率控制字的方法将这种变化的相位／幅值量化为数字信号，然后通过D/A变换和低通滤波即可得到相位变化的合成模拟信号频率。

和普通信号发生器相比，dds技术允许通过一个频率表迅速地改变信号的Δ相位，并能够指定一个频率表，该表包括由波形频率和持续时间信息组成的各个段，通过生成一个频率表，可以构建复杂的频率扫描信号和频率跳变信号。