基于AD9951射频正弦波信号发生器的设计

1 引言
现代通信技术、雷达技术、电子测量以及一些光电应用领域都要求高精度、高稳定度、高分辨率的射频正弦波信号。有别于传统的模拟射频振荡器方式，直接数字频率合成器DDS(Direct Digital Synthesizer)有着显著的优点：频率稳定度高、频率精度高、易于控制。

2 系统工作原理
直接数字合成技术(DDS)是一种有别于传统模拟正弦信号发生技术的全新数字控制技术，其基本原理如图1所示。

正弦波信号y=sinωt是一个非线性函数。要直接合成一个正弦波信号，首先应将函数y=sinx进行数字量化，然后以x为地址，以y为量化数据，依次存人波形存储器。DDS使用相位累加技术控制波形存储器的地址，在每一个基准时钟周期，都把一个相位增量加到相位累加器的当前结果。相位累加器的输出即为波形存储器的地址，根据相位累加器输出的地址，由波形存储器取出波形量化数据，经D／A转换器转换成模拟电流，再经运算放大器转换成模拟电压，通过改变相位增量即可改变DDS的输出频率值。
采用直接数字合成技术(DDS)设计的信号发生器与传统信号源相比具有以下优点：
(1)频率稳定度高其频率稳定度取决于所使用的参考频率源的稳定度，常见晶振的稳定度可达几个ppm量级；
(2)频率精度高目前常见的DDS器件的频率分辨率可达32位；
(3)易于控制直接通过数字接口就可以对频率、幅度、相位等进行控制。
射频正弦波发生器系统的工作原理是基于DDS的信号产生方式，通过低通滤波器和放大器提高射频信号的频率特性和驱动能力，通过控制器和一些外围配套器件完成对DDS器件的接口控制。