DDS器件原理与应用(AD9833 AD9834)

1、DDS模块的主要构成

DDS模块原理框图

2、DDS器件的工作原理

直接数字合成是生成模拟信号的一种常用方法，简单意义上的DDS，主要由相位调制器、波形查找表和DAC组成。相位调制器产生一个相位信息，使用该相位信息去波形查找表中查找对应的幅值信息，将幅值送DAC，产生对应的模拟信号，这就是DDS的工作原理。相位调制器一般由相位累加器和相位偏移器组成，先说相位累加器，看图，上半部分为幅值图，下半部分为相位图。

3、DDS内部模块介绍

相位累加器：是DDS的核心组成部分，用于实现相位的累加，并输出相应的幅值。相位累加器由M位宽加法器和M位宽寄存器组成，通过时钟控制，将上一次累加结果反馈到加法器输入端实现累加功能，从而使每个时钟周期内的相位递增数为，并取相位累加结果作为地址输出给ROM查找表部分。DDS的相位信息被存放在累加寄存器中，虽然幅值和相位不是线性关系，但寄存器累加值和相位可以是线性关系，很容易用寄存器的累加值表达相位信息。由于累加寄存器的位数是固定的，累加操作从0开始直至寄存器溢出，对应的相位信息是有限个数，相位对应的幅值信息也是有限个数，对于DDS而言，一种比较高效的方法是，将相位信息和幅值信息制作成查找表，根据累加寄存器的值，去波形查找表中查询对应的DAC数值，送到DAC中产生需要的电压信号。这里需要注意，为了降低系统误差，累加器的位数一般大于DAC的位数。

相位偏移器：一般情况下累加器的值是从0开始加的，输出波形的相位也是从0开始的；如果我想要输出信号的相位从90°开始，需要增加一个偏移，从相位累加器取出当前相位+相位偏移器的偏移相位，结果再送波形查找表，即可获得偏移后的幅值信息，DAC就可以输出偏移后的波形了。这个相位偏移值就是原理框图中相位字输入P_WORD。

幅值查找表：属于原理框图中的波形数据表ROM的内容，存储着每个相位对应的二进制数字幅度。在每个时钟周期内，查找表对相位累加器输出的相位地址信息进行寻址，然后输出对应的二进制幅度数字离散值。

假设查找表地址为M位，输出数据位N位，则查找表的容量大小位2^M*N。不难看出，输出信号的相位分辨率为2π/2^M。比如查找表的地址是4位，地址列表与相位列表对应关系：

DAC转换器：将数字信号转换为模拟信号。实际上DAC输出的信号并不是连续的，而是根据每位代码的权重，将每一位输入的数字量进行求和，然后以其分辨率为单位进行模拟的输出。实际输出的信号是阶梯状的模拟线型信号，所以要对其进行平滑处理，一般使用滤波器滤波。

4、DDS器件输出波形的频率

正弦波通常用其幅度来表示： a(t) = sin(ωt) ，其中ω = 2πf。

时间推进∆t，相位的改变量就是：

因为,所以上面的等式可以变换成如下： 

由于DDS是时钟驱动的，时间t以固定间隔前进，这个时间间隔就是DDS器件的