DDS信号发生器采用直接数字频率合成(DirectDigitalSynthesis,简称DDS)技术,把信号发生器的频率稳定度、准确度提高到与基准频率相同的水平,并且可以在很宽的频率范围内进行精细的频率调节。采用这种方法设计的信号源可工作于调制状态,可对输出电平进行调节,也可输出各种波形。
DDS信号发生器工作原理该技术是根据奈奎斯特取样定理,从连续信号的相位Φ出发,对一个正弦信号进行取样、量化、编码,然后将形成的正弦函数表存入ROM/RAM中,合成时则通过改变相位累加器的频率控制字来改变相位增量,相位增量不同将导致一个周期内取样点数的不同。因角频率ω=△φ·△t,故可在取样频率不变的情况下,通过改变相位累加器频率控制字的方法将这种变化的相位/幅值量化为数字信号,然后通过D/A变换和低通滤波即可得到相位变化的合成模拟信号频率。该技术是根据奈奎斯特取样定理,从连续信号的相位Φ出发,对一个正弦信号进行取样、量化、编码,然后将形成的正弦函数表存入ROM/RAM中,合成时则通过改变相位累加器的频率控制字来改变相位增量,相位增量不同将导致一个周期内取样点数的不同。因角频率ω=△φ·△t,故可在取样频率不变的情况下,通过改变相位累加器频率控制字的方法将这种变化的相位/幅值量化为数字信号,然后通过D/A变换和低通滤波即可得到相位变化的合成模拟信号频率。
上图是DDS的基本原理框图,它主要由四部分组成:
第一部分为相位累加器,用于决定输出信号频率的范围和精度;
第二部分为正弦函数功能表(波形存储器),用于存储经量化和离散后的正弦函数的幅值;
第三部分为D/A转换,可产生所需的模拟信号;
第四部分为低通滤波,用来减少量化噪声、消除波形尖峰。
参考频率源是一个高稳定度的晶体振荡器,用以同步DDS中各部件的工作,因此,DDS输出的合成信号的频率稳定度和晶体振荡器是一样的。从原理上还可看出,它是用高稳定的固定时钟频率来对所要合成的信号进行相位取样的,单位时间内取样量越大,则合成的频率越低。取样量的大小由可程控的频率设定数据决定。
DDS信号发生器的使用方法
1、开启电源,开关指示灯显示。此时频率输出显示器和电压输出显示器亮,最好预热lO分钟再使用该仪器。
2、设置频率输出区间,选择合适的信号输出形式(方波或正弦波)。例如,按下“输出频率区间设置”中的“10K”按钮开关。
3、设置输出波形。按下“输出波形设置”中的“正弦波”按钮开关。
4、调节输出频率,按下相应的档级开关,适当调节微调器,此时微调器所指示数据同档级数据倍乘为实际输出信号频率,输出频率粗调和细调联合在一起进行调节,例如,输出频率调节为1.455kHz(使用这两个调节旋钮时,动作要缓)。
5、调节输出幅度。例如,旋转输出幅度调节旋钮,从而获得所需功率的信号,使输出显示为⒛v,^p,此时,该仪器输出正弦波,频率⒈455kHz,输出峰一峰值⒛V。
6、从输出接线柱分清正负连接信号输出插线。
DDS信号发生器使用时的注意事项1.信号发生器设有“电源指示”,使用时指示灯不亮,应更换电池后再使用。
2.信号发生器不用时应放在干燥通风处,以免受潮。
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