基于AD7008的DDS方波信号发生器研究

摘要

直接数字频率合成(DDS，Direct Digital Frequency Synthesis)是一种新的频率合成方法，是频率合成技术的一次革命，DDS频率转换速度快，频率分辨率高，具有低相位噪声和低漂移，可以在极宽的频带范围内输出幅度平坦的信号，还可以产生一般频率合成器难以产生的波形，易于微处理控制，体积小，功耗低。随着数字集成电路和微电子技术的发展，直接数字频率合成技术日益显露出它的优越性。 信号发生电路是整个系统的信号源，它的信号频率是否稳定将对整个系统的工作起十分关键的作用，信号频率不稳定会给信号的后续处理带来极大的困难。为了解决上述问题，本文应用DDS技术设计了一个高稳定性信号发生器，借此对直接数字频率合成技术进行了深入的研究。 本文首先论述了频率合成技术的发展，比较了各种频率合成技术的特点，并重点介绍了直接数字频率合成技术的现状和发展趋势。然后详细介绍了DDS的工作原理，基本结构，性能分析。然后介绍了DDS在理想情况和非理想情况下的输出频谱特性以及脉冲输出型DDS。接着根据本文设计工作的具体情况选择了AD7008，并详细描述了AD7008的原理和结构分析。最后设计了以DDS芯片AD7008为核心的信号发生器，给出了信号发生器软硬件电路的设计和具体实现，实现了高稳定方波信号源的设计，解决了以往方波信号源稳定性差的问题。实验结果表明，本文设计的基于DDS技术的信号发生器能够满足实际应用需要。

目录

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第一章绪论

1.1频率合成的基本概念

1.2频率合成技术的发展

1.3直接频率合成技术的现状

1.4本论文的意义及主要工作内容

第二章DDS原理及性能分析

2.1DDS的基本工作原理

2.2DDS的性能分析

2.2.1DDS的优缺点分析

2.2.2DDS的杂散分析

2.2.3DDS的杂散消除与频率扩展方法

2.3DDS输出的频谱特性

2.3.1理想情况下DDS输出频谱特性

2.3.2非理想情况下DDS输出的频谱特性

2.4脉冲输出型DDS

2.5DDS技术的应用领域

2.5.1实现实时模拟仿真高精密信号

2.5.2实现各种数字信号调制

2.5.3实现频率精调，作为理想的频率源

第三章AD7008原理及结构分析

3.1总体结构及工作原理

3.2引脚定义及使用方法

3.3接口及数据传输

3.4寄存器及其功能

3.5AD7008的具体应用范围

第四章DDS实现正交方波信号发生器的硬件电路设计

4.1DDS正交方波信号发生器的总体结构

4.2DDS正交方波信号发生器的各模块功能及其实现

4.2.1AT89S52模块

4.2.2PS7219模块

4.2.3MAX539模块

4.2.4椭圆低通滤波器模块

4.2.5正交信号形成电路模块

4.3硬件的制作

第五章DDS实现正交方波信号发生器的软件设计

5.1基于硬件的底层驱动程序设计

5.2基于仪器操作的人机界面设计

第六章系统的性能测试

第七章结束语

致谢

参考文献

研究成果