基于ML2035低频正弦信号发生器的设计

　　1 引 言

　　正弦信号发生器是一种广泛应用的信号源，对它的要求也随着技术的发展越来越高。传统的正弦信号发生器产生电路一般采用模拟电路来实现，低频输出的频率的稳定度和精度等指标都不高。为了要获得高稳定度的信号源，往往要采用锁相环来实现，但电路复杂且体积庞大。

　　随着电路系统的数字化发展，直接数字频率合成（ Direct Digital Synthesizer， DDS） 作为一种波形产生方法，得到了广泛的应用。DDS 技术具有产生频率快速转换、分辨率高、相位可控的信号。这在电子测量、雷达系统、调频通信等领域具有十分重要的作用。若选用通常的DDS 芯片来实现低频正弦信号发生器，往往需要外部微处理器，电路较为复杂。而ML2035可以不需要其他的外围器件。

　　2 ML2035 的工作原理

　　ML2035 原理框图如图1 所示。其内部主要由串行输入接口、相位累加器、正弦波发生器和晶体振荡器4 大部分组成。串行输入接口电路负责将用户输入的16 位串行频率控制字转化为并行数据， 并传送给相位累加器，控制相位生成的速度；然后，相位累加器把21 位累加和的高9 位作为有效数据传送给正弦波发生器；正弦波发生器把这9 位数据的最高位作为符号位，次最高位作为象限位，低7 位作为正弦搜索表的查表地址，以生成4 象限的波形样值数据；最后，波形数据传送到一个8 位的数模转换器， 形成正弦脉冲波，经过一个低通滤波器平滑波形后输出。下面分别介绍这4 部分的组成和原理。

　　图1 M L2035 的原理框图

　　2. 1 相位累加器

　　相位累加器如图2 所示，它是DDS 的核心部件，由加法器和相位锁存器构成。每来一个时钟脉冲， 相位寄存器的输出就增加一个步长的相位增量值，加法器将频率控制数据与累加寄存器输出的累加相位数据相加，把相加结果送至累加寄存器的数据输入端。相位累加器进入线性相位累加， 至满量程时产生一次计数溢出，这个溢出频率即为DDS 的输出频率。加法器A 组的低16 位（ A15 ~ A0 ） 接串行输入接口电路的16 位锁存器输出，高5 位（ A20 ~ A16 ） 全部接地。B 组（ B20 ~ B0 ） 作为后端锁存器的反馈输入。

　　图2 相位累加器