基于DDS芯片AD9833 的低频信号发生器 (广西民族大学物理与电子工程学院,广西南宁 530006) ega128单片 机相结合的方法,以单片机A ega128为进程控制和任务调度的核心,以D 9833为直接数字频率合成器,实现了 输出频率在10H z~2M 的正弦波、方波和三角波信号。实验证明,此设计硬件电路结构简单,软件控制灵活,输出信号频率稳定,分辨率高。 【关键词】直接数字频率合成(D 9833;信号发生器【中图分类号】T 911.7【文献标识码】A 【文章编号】1008- 1151(2008)10- 0029- 02 (一)引言 低频信号发生器是一种常用的信号源,广泛应用于物理 学、电工学教学实验,电子线路和微机原理、接口技术实验, 自动化测控系统等领域。低频信号发生器早期用于模拟某些 控制系统调试时所需的信号源,主要是采用了场效应管等纯 硬件完成,但波形在峰值时略有失真,效果不太理想。 1971 月美国学者J.Tierncy,C.M.Rader B.Gold首次提出了直接数字频率合成(DDS__Direct Digital Synthesis)技术。这是一种从相位概念出发直接合成所需要 的波形的新的全数字频率合成技术。同传统的频率合成技术 相比,DDS 技术具有极高的频率分辨率、极快的变频速度,变 频相位连续、相位噪声低,易于功能扩展和全数字化便于集 成,容易实现对输出信号的多种调制等优点,满足了现代电 子系统的许多要求,成为现代频率合成技术中的佼佼者,因 此得到了迅速的发展。 本文介绍采用美国模拟器件公司的DDS 芯片AD9833 实现 的低频信号发生器,可以产生正弦波、方波和三角波三种波 (二)AD9833电路结构 AD9833 的内部电路主要有数控振荡器(NCO)、频率和相 位调节器、正弦查找表(Sine ROM)、数模转换器(DAC)、 电压调整器,其功能框图如图1 所示: AD9833内部框图 AD9833 的核心是28 位的相位累加器,它由加法器和相位 寄存器组成,每来 个时钟,相位寄存器以步长增加,相位寄存器的输出与相位控制字相加后输入到正弦查询表地址 中。正弦查询表包含 个周期正弦波的数字幅度信息,每个地址对应正弦波中0~360范围内的1 个相位点。查询表 把输入的地址相位信息映射成正弦波幅度的数字量信号,去DAC 输出模拟量,相位寄存器每经过2 28 个MCLK采样时钟后 回到初始状态,相应地正弦查询表经过一个循环回到初始位 置,这样就输出了一个正弦波。输出正弦波频率为: fO=K(fMCLK/2 28 其中,K为频率控制字,由外部编程给定,其范围为 28-1。 (三)硬件电路设计 整个硬件系统框图如图1 所示: 硬件系统框图AD9833 是一款低功耗可编程波形发生器,该器件可通过 SPI 接口和单片机相连,编程能够产生正弦波、三角波、方波 输出,输出频率范围为0MHz~12.5MHz。同时AD9833 外围电 路简单,无需外接元件,输出频率和相位都可通过软件编程, 易于调节,频率寄存器是28 位的,主频时钟为25MHz 度为0.1Hz,主频时钟为1MHz时,精度可以达到0.004Hz。 单片机选用ATMEL 的ATmage128,单片机是整个系统的进 程控制和任务调度的核心。