单片机DDS芯片正弦信号发生器的设计+电路图+源程序(3)
由分立器件构成函数信号发生器，结构简单，价格低廉。但由于元件分散和环境条件等因素，有可能产生波形频率的偏差，不仅不易调试，而且工作很不稳定。
2.1.2 方案二
由单片机向数据转换器定时发送数据，然后用DAC0832查表得到所需波形，从而输出不同幅度和频率的波形。该方法可以输出各种波形，并且造价低，但如果扩展外设，就会造成接口的浪费，影响之后的系统扩展。
2.1.3 方案三
利用晶体管等通用设备制造。函数信号发生器可以由晶体管、运算放大器IC器件等制作，更多使用专用函数发生器IC产生。如l8038，ba205，xr2207，/ 209等早期函数信号发生器IC，功能少，精度低，且有频率限制，不能产生较高频率的信号，不能灵活调节。
由于通用器件制造的函数信号发生器频率低，此方案也不予采用。
2.1.4 方案四
利用专用DDS芯片制作函数信号发生器。DDS具有以下优点：（1）频率分辨率高，输出频率点多；（2）频率切换快，高达us量级；（3）切换频率时相位的连续性；（4）输出的宽带正交信号；（5）相位噪声低。并且可以改善频率源相位噪声；（6）能够输出任意波形；（7）易于集成，重量轻，体积小。
由于DDS具有这些优点，函数信号发生器采用直接数字合成DDS芯片，可以达到很高的频率，克服了其他方案的诸多缺点，因此我们采用方案四。
2.2 DDS结构
1971年，杰•蒂尔尼等美国学者写的“数字频率合成器”，首次提出一种新的波形合成原理，这种原理利用全数字技术，并且从相位概念出发。受当时公司技术和设备的生产所限，其性能还无法与现有的技术相比，因此没有受到重视。近年来，随着微电子技术的迅速发展， DDS（直接数字频率合成器）逐渐受到了重视，发展迅速，并以其优越的性能成为现代频率合成技术的领导者。它的优越性体现在频率转换时间短，可以连续输出相位，频率分辨率高，并且可以产生多种调制信号。与传统的频率合成器相比，直接数字频率合成器DDS具有全数字控制，成本低，功耗低，分辨率高，开关速度快等优点，在电信、电子仪器领域运用广泛。
DDS（直接数字频率合成器）从相位概念出发，它的组成包括：由加法器与锁存器构成的累加器，波形数据存储器ROM，数模（D / A）转换器和低通滤波器（LPF）。DDS原理图如下：
图2.1 DDS原理图
2.2.1 频率预置与调节电路
频率预置与调节电路的作用是实现频率控制量的输入。频率控制字K也叫相位增量，DDS芯片的输出频率满足下列关系式：
（2.1)
当k = 1时， ，为DDS的最低输出频率，而其最高输出频率由采样定理决定，即fc / 2，Kmax=2N-1。当N足够大时，DDS（直接数字频率合成器）的频率间隔就可以非常小，此时，只要通过改变控制字K，我们就能改变DDS输出频率。
2.2.2 累加器
图2.2 累加器原理图
相位累加器是典型的反馈电路,用于实现并存储相位累加。相位由N位全加器和N位累加寄存器级联而成。累加器随着每一次的时钟脉冲fc将当前累加相位数和频率控制字K加起来，并将得到的和传输至寄存器。因此，相位累加器不断在时钟作用下进行相位累加。相位累加满就会就会溢出一次，完成一次信号输出，这是一次周期性动作，这个周期就是DDS频率周期。