【正文】 WCLK：字裝入信號(hào)，上升沿有效。 PGND： 6 倍參考時(shí)鐘倍乘器地。這個(gè)高速 DDS 芯片時(shí)鐘頻率可達(dá) 180MHz， 輸出頻率可達(dá) 70 MHz，分辨率為 。 AD9851 是由數(shù)據(jù)輸入寄存器、頻率 /相位寄存器、具有 6 倍參考時(shí)鐘倍乘器的 DDS 芯片、 10 位的模 /數(shù)轉(zhuǎn)換器、內(nèi)部高速比較器這幾個(gè)部分組成。AD9851 是在 AD9850 的基礎(chǔ)上，做了一些改進(jìn)以后生成的具有新功能的 DDS 芯片。下面以 AD9851 芯片為中心加以討論。系統(tǒng)電源電路如圖 34所示。 三端穩(wěn)壓器前后面各接一個(gè) 104電容 C1 和 C3，有濾波和阻尼的作用。 變壓器輸出端的 12V電壓經(jīng)電容濾波，在電容 C1兩端大約會(huì)有 11V多一點(diǎn)的電壓，假如從電容兩端直接接一個(gè)負(fù)載，當(dāng)負(fù)載變化或交流電源有少許波動(dòng)都會(huì)使 C1兩端的電壓發(fā)生較大幅度的變化，因此要得到一個(gè)比較穩(wěn)定的電壓，還需在這里接一個(gè)三端穩(wěn)壓模塊 7805。 7805 的引腳圖為 31，其電路圖為 32。 用 7805 三端穩(wěn)壓 IC 來組成穩(wěn)壓電源所需的外圍元 件極少，電路內(nèi)部還有過流、過熱及調(diào)整管的保護(hù)電路，使用起來可靠、方便，而且價(jià)格便宜。三端 IC 是指這種穩(wěn)壓用的集成電路，只有三條引腳輸出，分別是輸入端、接地端和輸出端 。 穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì) 單片機(jī)的 +5v 電源的獲得可通過直流電或者交流電獲得 ，通過直流電獲得可直接用電腦 USB 接口、干電池及 DC— DC的方式獲得，而本系統(tǒng) 通過 7805 穩(wěn)壓電路將 12V 電壓轉(zhuǎn)換成 5V 直流電壓， 輸出電壓穩(wěn)定，其最大輸出電流可為1A，能帶動(dòng)一定的負(fù)載。 LCD1602 鍵盤 單片機(jī) 低通濾波器 信號(hào)輸出 AD9851 河南大學(xué)本科畢業(yè)生學(xué)士學(xué)位論文 第 6 頁(yè) 第 3 章 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 因?yàn)楸菊n題的功能電路與相關(guān)部件較多，為了便于研制期間的調(diào)試與最終 成品的產(chǎn)業(yè)化，所以系統(tǒng)的最后實(shí)現(xiàn)采用了模塊化的思想，即先把各個(gè)相關(guān)的電路與部件做成相互獨(dú)立的分離模塊，而系統(tǒng)的功能則是通過各模塊間的級(jí)聯(lián)來完成的。 圖 22 信號(hào)發(fā)生器系統(tǒng)框圖 用戶從儀器面板上按鍵輸入命令，數(shù)據(jù)將顯示在字符型 LCD上，并將命令 傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)，再由單片機(jī)控制 DDS芯片輸出信號(hào)，并通過后級(jí)信號(hào)調(diào)理電路，最后 輸出所需的信號(hào)。 系統(tǒng)框圖分析和設(shè)計(jì) 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成如圖 22 所示，主要由單片機(jī)控制模塊、鍵盤與顯示模塊、數(shù)字合成模塊、濾波模塊及運(yùn)放模塊。 單片機(jī) AT89S52是整個(gè)系統(tǒng)關(guān)鍵部分，通過對(duì)鍵盤進(jìn)行掃描讀入相位信息，經(jīng)轉(zhuǎn)換后輸出到芯片 AD9851，輸出波形。 系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理 本文提出的采用 DDS 作為信號(hào)發(fā)生核心器件的全數(shù)控函數(shù)信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì)河南大學(xué)本科畢業(yè)生學(xué)士學(xué)位論文 第 5 頁(yè) 方案， 根據(jù)輸出信號(hào)波形類型可設(shè)置、輸出信號(hào)幅度和頻率可數(shù)控、輸 出頻率寬等要求，選用了美國(guó) A/D 公司的 AD9851 芯片，并通過單片機(jī)程序控制和處理 AD9851 的 32 位頻率控制字， 再經(jīng)放大后加至以數(shù)字電位器為核心的數(shù)字衰減網(wǎng)絡(luò)， 從而實(shí)現(xiàn)了信號(hào)幅度、頻率、類型以及輸出等選項(xiàng)的全數(shù)字控制。同時(shí)， DDS 也非常易于實(shí)現(xiàn)如 PSK、 FSK 等高精度的數(shù)字調(diào)制和正交調(diào)制。由于 DDS 中無(wú)須相位反饋控制，因而頻率建立及切換快并且與頻率分辨率、頻譜純度相互獨(dú)立。 (2)頻率變化速度快 在 DDS 中，一個(gè)頻率的建立時(shí)間通常取決于濾波器的帶寬。 或這些值的組合進(jìn)行調(diào)整。 、 176。 、 90176。 AD9851在接上精密時(shí)鐘源和寫入頻率相位控制字之間后就可產(chǎn)生一個(gè)頻率和相位都可編程控制的模擬正弦波輸出，此正弦波可直接 用作頻率信號(hào)源或經(jīng)內(nèi)部的高速比較器轉(zhuǎn)換為方波輸出。 DAC 滿量程輸出電流通過一個(gè)外接電阻 RSET調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)關(guān)系為 ISET=32()， RSET 的典型值是 。輸出的正弦波周期 To=Tc*2N/M，頻率 fout=M*fc/2N，Tc、 fc 分別為 外部參考時(shí)鐘的周期和頻率。查詢表把輸入地址的相位信息映射成正弦波幅度信號(hào)，然后驅(qū)動(dòng) DAC 以輸出模式量。 ～360176。相位寄存器的輸出與相位控制字相加后可輸入到正弦查詢表地址上?？删幊?DDS 系統(tǒng)的核心是相位累加器，它由一個(gè)加法器和一個(gè) N 位相位寄 存器組成。 圖 21中層虛線內(nèi)是一個(gè)完整的可編程 DDS系統(tǒng)，外層虛線內(nèi)包含了 AD9851的主要組成部分。其主要組成為：相位累加器、相位相加器、波形存儲(chǔ)器、數(shù)字相乘器和 D/A 轉(zhuǎn)換器。 (4)對(duì)系統(tǒng)的最終指標(biāo)進(jìn)行了測(cè)試，針對(duì)系統(tǒng)的不足，進(jìn)行了分析并提出了一些改進(jìn)的方法。 (2)對(duì)系統(tǒng)的各個(gè)功能模塊進(jìn)行了深入的分析和研究，在對(duì)課題所采用的方 案進(jìn)行詳細(xì)的研究后設(shè)計(jì)了具體的功能電路。整個(gè)系統(tǒng)以單片機(jī) STC89S52控制， DDS 芯片 AD9851 為核心，配置相應(yīng)的外設(shè)及接口電路，用 C語(yǔ)言開發(fā)，組成一個(gè)多功能的信號(hào)發(fā)生器。同時(shí)輸出波形的頻率分辨率、頻率精度等指標(biāo)也有很大的提高。它不僅能產(chǎn)生傳統(tǒng)函數(shù)信號(hào)器能產(chǎn)生的正弦波、方波、三角波、鋸 齒波，還可以產(chǎn)生任意編輯的波形?；谶@樣的結(jié)構(gòu) DDS 頻率合成器具有以下優(yōu)點(diǎn)： (1)頻率分辨率高，輸出頻點(diǎn)多，可達(dá) 2N個(gè)頻點(diǎn) (N 為 DDS 相位累加器的字河南大學(xué)本科畢業(yè)生學(xué)士學(xué)位論文 第 2 頁(yè) 長(zhǎng) )； (2)頻率切換速度快，可達(dá)岸 us 量級(jí)； (3)頻率切換時(shí)相位連續(xù)； (4)可以輸出寬帶正交信號(hào)； (5)輸出相位噪聲低，對(duì)參考頻率源的相位噪聲有改善作用；(6)可以產(chǎn)生任意波形； (7)全數(shù)字化實(shí)現(xiàn)，便于集成，體積小，重量輕。在系統(tǒng)時(shí)鐘一定的情況下，輸出頻率決定于頻率寄存器中的頻率字。 直接數(shù)字頻率合成技術(shù)的現(xiàn)狀 隨著數(shù)字信號(hào)理論和超大規(guī)模集成電路 VLSI 的發(fā)展，在頻率合成領(lǐng)域誕生 了一種革命性的技術(shù)，那就是七十年代出現(xiàn)的直接數(shù)字頻率合成 DDS，它的出現(xiàn)標(biāo)志著頻率合成技術(shù)邁進(jìn)了第三代。直接數(shù)字頻率合成 (DDS)技術(shù)是近二十年新興的一種頻率合成技術(shù)，它具有分辨率高、切換速度快、相位連續(xù)等一系列優(yōu)點(diǎn)。用 DDS 合成的頻率源是目前很高級(jí)的技術(shù)，研究該信號(hào)源有比較重要的理論意義和現(xiàn)實(shí)意義。frequency synthesis. 河南大學(xué)本科畢業(yè)生學(xué)士學(xué)位論文 第 1 頁(yè) 第 1 章 緒論 隨著現(xiàn)代電子技術(shù)的發(fā)展，在自動(dòng)化系統(tǒng)、通信系統(tǒng)，電子對(duì)抗以及各種電子測(cè)量技術(shù)中，我們常常需要一個(gè)高精度、頻率可變的信號(hào)源。最后針對(duì)課題對(duì)頻率源合 成性能的要求，對(duì)相位噪聲的抑制和雜散性能的優(yōu)化進(jìn)行了深入的分析，并對(duì)比實(shí)際電路提出了設(shè)計(jì)的改進(jìn)建議和方案。完成實(shí)驗(yàn)電路板的制作，并通過電 路板的調(diào)試，實(shí)驗(yàn)電路工作正常。 信號(hào)發(fā)生器的硬件部分包括三個(gè)模塊，分別是信號(hào)產(chǎn)生和控制模塊、人機(jī)交互 模塊和信號(hào)處理模塊。分析了 DDS 的工作原理及其基本結(jié)構(gòu)，然后根據(jù)系統(tǒng)指標(biāo)合理地采用了 DDS 技術(shù)，以 AD9851 芯片為核心，設(shè)計(jì)了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單性能優(yōu)良的信號(hào)發(fā)生器。直接數(shù)字頻率合成 (DDS)是繼直接頻率合成 (Ds)和鎖相環(huán)頻率合成 (PLL)之后出現(xiàn)的新的頻率合成方法，己被廣泛地應(yīng)用于通信、雷達(dá)、電子對(duì)抗和儀器儀表等領(lǐng)域。隨著現(xiàn)代通信技術(shù)的發(fā)展，系統(tǒng)對(duì)頻率合成器提出了越來越高的要求。 備注： 學(xué)生簽名： 指導(dǎo)教師簽名： 2021 年 5 月 20 日 2021 年 5 月 20 日 說明：學(xué)生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)、創(chuàng)作）如有保密等要求，請(qǐng)?jiān)趥渥⒅忻鞔_，承諾內(nèi)容第 2條即以備注為準(zhǔn)。 承諾書 河南大 學(xué)本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)、創(chuàng)作）承諾書 論文題目 基于 AD9851 的 DDS 信號(hào)源發(fā)生器 姓 名 魏登明 所學(xué)專業(yè) 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù) 學(xué) 號(hào) 070275070 完成時(shí)間 2021 年 5 月 20 日 指導(dǎo)教師 姓名職稱 趙建軍（教授） 承諾內(nèi)容： 1．本畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)、創(chuàng)作）是學(xué)生 魏登明 在導(dǎo)師 趙建軍 的指導(dǎo)下獨(dú)立完成的，沒有抄襲、剽竊他人成果，沒有請(qǐng)人代做，若在畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)、創(chuàng)作）的各種檢查、評(píng)比中被發(fā)現(xiàn)有以上行為，愿按學(xué)校有關(guān)規(guī)定接受處理，并承擔(dān)相應(yīng)的法律責(zé)任。 五、各院亦可根據(jù)本專業(yè)的不同情況，制定相應(yīng)的具有自己特色的內(nèi)容。 三、評(píng)分由專業(yè)教研室或院組織專門評(píng)分小組（不少于 5 人），根據(jù)指導(dǎo)教師和答辯委員會(huì)意見決定每個(gè)學(xué)生的分?jǐn)?shù)，在有爭(zhēng)議時(shí)，應(yīng)由答辯委員會(huì)進(jìn)行表決。 二、成績(jī)?cè)u(píng)定采用結(jié)構(gòu)評(píng)分法，即由指導(dǎo)教師、評(píng)閱教師和答辯委員會(huì)分別給分（以百分計(jì)），評(píng)閱教師得分乘以 20%加上指導(dǎo)教師 得分乘以 20%加上答辯委員會(huì)得分乘以 60%即綜合成績(jī)。 指導(dǎo)教師簽名 2021 年 5 月 5 日 綜合成績(jī)表（一） 河南大學(xué) 2021 屆畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)、創(chuàng)作）教師評(píng)閱成績(jī)表 學(xué)院名稱：計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院 學(xué) 號(hào) 070275070 姓名 魏登明 專業(yè) 自動(dòng)化 指導(dǎo)教師 趙建軍（教授） 教師評(píng)閱平均得 分 論文題目 基于 AD9851 的 DDS 信號(hào)源發(fā)生器 指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)及得分 指導(dǎo)教 師評(píng)語(yǔ) 評(píng)分項(xiàng) 目分值 指導(dǎo)教師對(duì)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)、創(chuàng)作）評(píng)分 撰寫開題報(bào)告、文獻(xiàn)綜述 15 調(diào)查研究查閱整理資料10 學(xué)習(xí)態(tài)度與規(guī)范要求 10 數(shù)據(jù)處理、文字表達(dá)10 論文（設(shè)計(jì)、創(chuàng)作）質(zhì)量和創(chuàng)新意識(shí) 55 合計(jì) 100 得分 指導(dǎo)教 師簽名 2021年 5月 18日 評(píng)閱教師評(píng)語(yǔ)及評(píng)分 評(píng)閱教 師評(píng)語(yǔ) 評(píng)分項(xiàng) 目分值 評(píng)閱畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)、創(chuàng)作）評(píng)分 撰寫開題報(bào)告、文獻(xiàn)綜述 滿分 15 調(diào)查研究查閱整理資料 10 學(xué)習(xí)態(tài)度與規(guī)范要求 10 數(shù)據(jù)處理、文字表達(dá) 10 論文（設(shè)計(jì)、創(chuàng)作）質(zhì)量和創(chuàng)新意識(shí) 55 合計(jì) 100 得分 評(píng)閱教 師簽名 2021年 5月 19日 此表由教師填寫 綜合成績(jī)表（二） 河南大學(xué) 2021 屆畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)、創(chuàng)作）綜合成績(jī)表 學(xué)號(hào) 070275070 姓名 魏登明 所在學(xué)院 計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院 答辯委員會(huì)評(píng)語(yǔ)及評(píng)分 答辯 委員 會(huì)評(píng) 語(yǔ) 答辯委員簽字（ 4 名以上）： 2021 年 5 月 22 日 評(píng)分 項(xiàng)目 分值 論文答辯小組評(píng)分 答辯情況 論文質(zhì)量 合計(jì) （ 100） 內(nèi)容表 達(dá)情況 （ 15） 答辯問題 情況 （ 25） 規(guī)范要求與 文字表達(dá) （ 20） 論文（設(shè)計(jì)、創(chuàng)作）質(zhì)量和創(chuàng)新意識(shí)（ 40） 得分 答辯委員會(huì)主任簽字： 2021 年 5 月 22 日 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)、創(chuàng)作）成績(jī)綜合評(píng)定（百分制）： 分 （教師評(píng)閱表平均成績(jī)占 40%，答辯成績(jī)占 60%） 綜合評(píng)定等級(jí)（ 優(yōu)、良、中、差 ）： 備注： 一、論文的質(zhì)量評(píng)定，應(yīng)包括對(duì)論文的語(yǔ)言表達(dá)、結(jié)構(gòu)層次、邏輯性理論分析、設(shè)計(jì)計(jì)算、分析和概括能力及在論文中是否有新的見解或創(chuàng)新性成果等做出評(píng)價(jià)。 四、指導(dǎo)教師對(duì)學(xué) 生畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文、創(chuàng)作 )中期檢查的評(píng)語(yǔ) 根據(jù)該生提交的畢業(yè)設(shè)計(jì)成果，以及該生和導(dǎo)師交流的情況，同意該生通過中期檢查。 中期檢查表 三、學(xué)生本人對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)階段所做工作及進(jìn)展情況的評(píng)價(jià) 在做畢業(yè)設(shè)計(jì)期間，我積極認(rèn)真，嚴(yán)格要求自己，并在代碼設(shè)計(jì)過程中及時(shí)解決了遇到的大部分問題。 二、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文、創(chuàng)作 )存在的問題及解決方案 存在的問題：在 對(duì) AD9851 的芯片進(jìn)行仿真的時(shí)，在 proteus 元件庫(kù)中找不到 AD9851 的仿真元件。 已經(jīng)完成的模塊有液晶顯示模塊、最小系統(tǒng)模塊。 4