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1 DDS原理及系统方案
1.1 DDS工作原理
直接数字频率合成（DDS）是一种以一个固定频率的精确时钟源为参考，使用数字数据处理模块产生频率和相位可调的输出信号的技术。本质上，DDS内部结构是通过可编程的二进制控制字所设置的尺度因子对参考时钟进行“分频”。控制字通常为24-48位长，使DDS实现卓越的输出频率分辨率。直接数字频率合成器可以通过精密参考时钟，地址计数器，可编程的只读存储器（PROM）和一个D/A转换器来实现，其结构如图1所示。
图1DDS基本结构
通过在数字信号链路上引入相位累加功能，使这种架构成为一个数控振荡器，同时也是高度灵活DDS器件的核心。如图2所示，在正弦查找表之前用N-bit可变模的计数器和相位寄存器来替换地址计数器，形成一种具有“相位轮”的DDS结构，“相位轮”上的每一点与恰好与正弦波周期波形上的每一点对应。
图2可变频DDS结构与数字相位轮
DDS的输出频率为：
其中，fout为输出频率，M为二进制控制字，fc为参考时钟源，N为相位累加器的位宽（决定频率分辨率）。
DDS发展趋势是功能集成，在单芯片上增加数模模块实现更广泛的应用。这些模块主要有：
1)可编程的输入时钟倍频模块。
2)可编程幅度，相位控制模块。
3)多波形产生控制模块。
4)各种调制及扫描模块。
1.2 系统方案
整个信号源系统主要由STM32控制器、AD9958、输出电路、滤波电路、外围电路和上位机配置软件等构成。系统框图如图3所示。
图3系统方案框图
上位机控制软件将需要配置（或读取）的参数以命令的方式发送到控制器，控制器解析命令后完成对芯片的配置或读取相应的参数回发到上位机。系统采用双通道DDS器件AD9958为频率发生器，该器件由两个DDS内核构成，频率、幅度、相位控制字位宽分别为32bit、10bit、14bit，可满足高分辨率信号需求。每个通道可提供独立的频率、幅度和相位控制，具有卓越的通道隔离度（大于72dB）。由于两个通道采用相同系统参考时钟，因此两个通道间具有内在的同步性，通过菊花链连接方式可实现多个器件间同步。AD9958另外一个突出的优点是低功耗，在具有多通道DDS器件中，其功耗是最低的。通过外部控制引脚（PWR_DWN_CTL）和内部可配置寄存器FR1[7:6]、CFR[7:6]，实现多种低功耗工作模式。
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