在現(xiàn)代科研、通信系統(tǒng)、電子對抗及各種電子測量技術(shù)中，一個高精度、頻率可調(diào)的信號源是很多電子設(shè)備和系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)高性能的關(guān)鍵。隨著數(shù)字集成電路和微電子技術(shù)的發(fā)展，直接數(shù)字合成技術(shù)（DDS）將先進(jìn)的數(shù)字處理技術(shù)與方法引入信號合成領(lǐng)域，優(yōu)越的性能和突出的特點(diǎn)使其成為現(xiàn)代頻率合成技術(shù)中的佼佼者。

　　DDS器件采用了高速數(shù)字電路和高速D/A轉(zhuǎn)換技術(shù)，具備了頻率轉(zhuǎn)換時間短、相對帶寬寬、頻率分辨了高、輸出相位連續(xù)和相位可快速程控切換等優(yōu)點(diǎn)可以實(shí)現(xiàn)對信號的全數(shù)字式調(diào)制。而且，由于DDS是數(shù)字化高密度集成電路產(chǎn)品，芯片體積小、功耗低，因此合一用DDS構(gòu)成高性能頻率合成信號源來取代傳統(tǒng)頻率信號源。

　　AT89C51是一種帶4K字節(jié)FLASH存儲器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓、高性能CMOS 8位微處理器，俗稱單片機(jī)。AT89C51是一種帶2K字節(jié)閃存可編程可擦除只讀存儲器的單片機(jī)。單片機(jī)的可擦除只讀存儲器可以反復(fù)擦除1000次。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃速存儲器組合在單個芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，AT89C51是它的一種精簡版本。AT89C51單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。

　　設(shè)計(jì)以51單片機(jī)及DDS芯片AD9854為核心，采用直接數(shù)字合成技術(shù)完成多功能高頻正弦信號發(fā)生器的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)中采用DDS合成FSK、ASK、BPSK和方波信號。

　　DDS芯片中主要包括頻率控制寄存器、高速相位累加器和正弦計(jì)算器三個部分。頻率控制寄存器可以串行或并行的方式裝載并寄存用戶輸入的頻率控制碼；而相位累加器根據(jù)頻率控制碼在每個時鐘周期內(nèi)進(jìn)行相位累加，得到一個相位值；正弦計(jì)算器則對該相位值計(jì)算數(shù)字化正弦波幅度。DDS芯片輸出的一般是數(shù)字化的正弦波，因此還需經(jīng)過高速D/A轉(zhuǎn)換器和低通濾波器才能得到一個可用的模擬頻率信號。
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　　DDS合成頻率方式有兩種：

　　1．根據(jù)正弦函數(shù)關(guān)系式，按照一定的時間間隔利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)字遞推關(guān)系計(jì)算，求解瞬時正弦函數(shù)幅值并實(shí)時地送入數(shù)/模轉(zhuǎn)換器，從而合成出所要求頻率的正弦波信號。優(yōu)點(diǎn)：電路簡單、成本低、合成信號頻率的分辨率可做得很高等優(yōu)點(diǎn)，

　　缺點(diǎn)：受計(jì)算機(jī)速度的限制，合成信號頻率較低，一般在幾千赫茲左右；

　　2．用硬件電路取代計(jì)算機(jī)的軟件運(yùn)算過程，即利用高速存儲器將正弦波的M個樣品存在其中，然后以查表的方式按均勻的速率把這些樣品輸入到高速數(shù)/模轉(zhuǎn)換器，變換成所設(shè)定頻率的正弦波信號。

　　優(yōu)點(diǎn)：采用高速存儲器產(chǎn)生正弦波幅值數(shù)據(jù)，合成頻率已可以做得很高，目前已達(dá)到數(shù)百兆赫。使用最廣泛。

　　隨著微電子技術(shù)的飛速發(fā)展，目前高超 性能優(yōu)良的DDS產(chǎn)品不斷推出，主要有Qualcomm、AD、Sciteg和Stanford等公司單片電路（monolithic）。Qualcomm公司推出了DDS系列Q2220、Q2230、Q2334、Q2240、Q2368，其中Q2368的時鐘頻率為130MHz，分辨率為0.03Hz，雜散控制為-76dBc，變頻時間為0.1μs;美國AD公司也相繼推出了他們的DDS系列：AD9850、AD9851、可以實(shí)現(xiàn)線性調(diào)頻的AD9852、兩路正交輸出的AD9854以及以DDS為核心的QPSK調(diào)制器AD9853、數(shù)字上變頻器AD9856和AD9857.AD公司的DDS系列產(chǎn)品以其較高的性能價(jià)格比，目前取得了極為廣泛的應(yīng)用。

　　DDS直接數(shù)字頻率合成器主要由相位控制寄存器、頻率控制寄存器等組成。常用的DDS結(jié)構(gòu)如圖1.2所示。

　　核心：相位累加器，由兩個加法器Σ和一個N位相位寄存器N一般為24～32位。

　　1．每來一個時鐘，相位寄存器以步長M增加。相位寄存器的輸出與相位控制字相加，然后輸入到正弦查詢表地址上。

　　2．正弦查詢表包含一個周期正弦波的數(shù)字幅度信息，每個地址對應(yīng)正弦波中0°～360°范圍的一個相位點(diǎn)。

　　3．查詢表把輸入的地址相位信息映射成正弦波幅度信號，驅(qū)動DAC，輸出模擬量。相位寄存器每經(jīng)過2N/M個時鐘后回到初始狀態(tài)，相應(yīng)地正弦查詢表經(jīng)過一個循環(huán)回到起始位置，整個DDS系統(tǒng)輸出一個正弦波。

　　在現(xiàn)代科研、通信系統(tǒng)、電子對抗及各種電子測量技術(shù)中，一個高精度、頻率可調(diào)的信號源是很多電子設(shè)備和系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)高性能的關(guān)鍵。隨著數(shù)字集成電路和微電子技術(shù)的發(fā)展，直接數(shù)字合成技術(shù)（DDS）將先進(jìn)的數(shù)字處理技術(shù)與方法引入信號合成領(lǐng)域，優(yōu)越的性能和突出的特點(diǎn)使其成為現(xiàn)代頻率合成技術(shù)中的佼佼者。

　　目前實(shí)現(xiàn)信號源的主要功能有：直接頻率合成、鎖相式頻率合成和直接數(shù)字頻率合成DDS。DDS具有極高的頻率分辨率、極快的頻率切換速度、頻率切換時相位連續(xù)、易于功能擴(kuò)展和全數(shù)字化易于集成等優(yōu)點(diǎn)。特別適合應(yīng)用于信道間隔小、信道頻率數(shù)多和相位噪聲低的場合。

　　為了實(shí)現(xiàn)高性價(jià)比、低相位噪聲、低雜散的數(shù)字化信號源，采用直接數(shù)字頻率合成芯片AD9854為核心來設(shè)計(jì)，系統(tǒng)最大限度挖掘AD9854的潛力，將數(shù)字信號處理器。

　　在本設(shè)計(jì)中采用AD9854作為DDS芯片，采用51單片機(jī)對其進(jìn)行控制主要實(shí)現(xiàn)如下功能：

　　1．2路FSK信號調(diào)制輸出，并且無明顯噪聲。

　　2．2路ASK信號調(diào)制輸出并且無明顯噪聲。

　　3．2路BPSK信號調(diào)制輸出并且無明顯噪聲。

　　4．2路掃頻信號輸出，實(shí)現(xiàn)步進(jìn)可編程掃頻范圍。

　　5．1路方波信號輸出。

　　頻率范圍為1MHz～120MHz，頻率穩(wěn)定度頻率可設(shè)置。信號電壓的峰峰值V，幅度平坦度。