DDS信号发生器的工作原理：控制频率输出

DDS是一种从相位概念出发直接合成所需波形的数字频率合成技术，主要通过查波形表实现。DDS信号发生器主要由相位累加器、波形存储器、DAC和模拟低通滤波器（LPF）组成，如图2-2所示。

图2-2 DDS信号发生器组成原理图

f_c—参考时钟 K—输入频率控制字

输入控制字K可有效地控制输出频率值，通常情况下，K值由控制器写入。

DDS信号发生器的核心是N位相位累加器，它由一个累加器和一个位相位寄存器组成，DDS实现频率合成主要是通过查表的方式进行的。由图2-2可知，在参考时钟f_c的控制下，频率控制字K与相位寄存器的输出反馈在相位累加器中完成加运算，并把计算结果寄存于相位寄存器，作为下一次加运算的一个输入值。相位累加器输出高位数据作为波形ROM的相位抽样地址值，查找波形存储器中相对应单元的电压幅值，得到波形二进制编码，实现相位到电压幅值的转变。波形二进制编码再通过DAC，把数字信号转换成相应的模拟信号。LPF可进一步滤除模拟信号中的高频成分，平滑模拟信号。在整个过程中，当相位累加器产生一次溢出时，DDS系统就完成一个周期输出任务。

DDS输出信号频率为

f_o=f_c×K/2^N(www.xing528.com)

式中，K为频率累加器设定值；N为相位累加器位数；f_c为参考时钟频率。

假设基准时钟为200MHz，累加器的位数为32，频率控制字K为0x08000000H，即为2²⁷，则DDS输出信号频率为

f_o=f_c×K/2^N=200MHz×2²⁷/2³²=6.25MHz

理论上通过设定DDS相位累加器位数N、频率控制字K和基准时钟f_c的值，就可以得到任意频率的输出。

频率分辨率由参考时钟和累加器的位数决定，即

f_res=f_c/2^N当参考时钟的频率越高，相位累加器的位数越高，所得到的频率分辨率就越高。