基于DDS构建可调频稳幅信号发生器

频，基本不需要外围电路，且大频偏可由软件设定。

4.2 低通滤波电路模块

考虑到AD9581的输入信号中带有高次谐波分量，系统在AD9581输出端加入了40 MB椭圆低通滤波电路。在阶数相同的条件下，椭圆低通滤波器比其他滤波器拥有更小的带通和阻带波动，设计电路如图1所示。

4.3 幅度、调幅、调频、调相控制模块

经过滤波的DDS信号作为AD539的Vy1输入。单片机给DAC0832控制字，可产生直流电位，作为AD539Vx1输入，AD539可对DDS信号进行数控幅值放大。

经过滤波的DDS信号作为载波输入AD539的Vy1。单片机给DAC0832控制字，可产生固定电位+正弦波，作为AD539Vx1输入，AD539可以输出AM波。由公式可计算得出频率控制字，通过单片机把频率控制字写入AD9851就可以产生FM波。

4.4 功率放大模块

功率放大部分采用TI公司的THS3001双运放±15 V供电，420 MHZ带宽(C=1，39 dB)，在1 Hz～15 MHz满足本系统的带宽要求，且输出电流可达100 mA，再配合乙级功放放大，达到中频区输出峰峰值为24 V或采用电流反馈型宽带运放AD812。

4.5 峰值检波和自动增益控制模块

利用检波二极管对输出信号检测，得到与信号峰值成比例的直流信号再经运放调整比例系数。TLC2543分别将峰一峰值得到的直流电平转化为数字信号输入MCU，再由MCU控制DAC0832的直流电位，最终达到峰值的稳定。

电源采用THB-20环形变压器，通过变压、整流、滤波、稳压，可提供±15 V和+5 V稳定输出。

4.6 人机接口模块

人机接口包括键盘和显示模块。系统需要16个按键，ZLG7290B能够直接驱动8位共阴式数码管，同时还可扫描管理多达64只按键，键位示意如图4所示。

显示部分采用LCD240128A热致液晶型图形点阵式显示模块。其由型液晶板、液晶显示控制器、液晶驱动器、背光板等组成。LCD240128A模块内部包含具有8字节的字符发生器CGROM，可外接8 kB的RAM作为外部的显示缓冲区及字符发生器CGROM的液晶驱动控制器，常在智能式电子仪器中用作显示器，以显示各种图形和文本信息。

5 系统测试

5.1 测试方法

本文以正弦信号的产生为例，给出详细的测试数据并做出分析。

模块测试：将系统各模块分别测试，调通后再进行整机调试。

系统整体测试：将硬件和软件进行系统整机测试。依据设计要求，分别对输出波形、输出电压峰-峰值、输出频率和功率放大器输出测试。

测试输出电压的峰-峰值时，对放大电路和AGC电路参数适当调整，使输出频率在10 Hz～15 MHz之间变化时能够满足Vpp≥5 V。

5.2 测试数据

正弦波频率范围测试接50 Ω负载，对输出电压测试，测试数据如表1所示。

负载为50 Ω采用频率计对输出正弦波进行计数，测试数据如表2所示。

5.3 测试结果

正弦波输出频率1 Hz～37 MHz低频部分低于1 kHz，高频部分高于10 MHz。通过DDS比较器可得到1 Hz～9 MHz方波。

具有Hz，10 Hz，100 Hz，1 kHz，10 kHz，100 kHz，1 MHz这7种步进模式输出信号频率稳定度10～5，优于10～4。在50Ω负载上的电压峰-峰值1 Hz～4 MHz范围内Vpp≥4 V，4 Hz～15 MHz范围内Vpp≥5 V，15～27 MHz范围内Vpp≥1 V，27～37 MHz范围内Vpp≥0.36 V。用示波器观察，1 Hz～27 MHz范围内无明显失真，27～37 MHz范围信号内边缘略有抖动。

实现数字控制幅值，幅值设置精确到小数点后一位，并采用自动增益控制电路，可得到稳定的0～6 V幅值输出。

存在人为误差、系统误差、测量误差和外界干扰误差，可通过修改电路，使用更高性能芯片，提高仪器精度，减少外界干扰等方面来改善。

6 结束语

使用DDS技术的信号是无任何反馈环节的一个开环系统，其产生的波精度高且误差小。因为DDS的数字处理延时是主要频率转换时间，通常仅为ns量级。输出分辨率在参考时钟频率和相位累加器的位宽满足一定的要求时可以微小。本设计有效解决了数字锁相环式频率合成技术，在高分辨率和快速转换速度之间的矛盾，避免了传统方式转换时间长的问题。DDS在改变频率时只需改变频率控制字，而无需改变原有的累加值，故改变频率时相位是连续的。然而，由于DDS存在频率升高时杂散和噪声也会增大的固有缺陷，且实际情况中任意波发生具有特殊性，所以DDS技术还有待提高。