基于DDS技术的高频正弦波发生器的设计

以混合信号单片机C8051F020 及DDS 芯片AD9834 为核心，采用直接数字合成
（DDS）技术完成多功能高频正弦信号发生器的设计。该正弦信号发生器可输出可调频稳定正弦信号，频率最高可达15MHz，频率步进为100Hz、1KHz、10KHz 三级步进，在50 欧姆电阻负载情况下输出电压峰峰值在2.54V 至10.40V 之间；同时可以产生模拟调幅（AM）信号、模拟调频（FM）信号、二进制ASK、PSK、FSK 信号。其中：AM 信号的调制度可以10%步进调节，FM 信号最大频偏可以在5KHz/10KHz 之间选择。
正弦信号应用极为广泛，通常作为标准信号，用于电子学性能实验及参数测量，故要求
正弦波信号发生器输出波形具有较高的精度、稳定度及低失真度。产生正弦信号的方法很多，可以采用函数发生器MAX038 或ICL8038 集成芯片外接分立元件来实现，通过调节外接电容或电阻来设置输出信号频率。但输出信号受外部分立器件参数影响很大，且输出信号频率不能太高，同时无法实现频率步进调节[1，2]。另外，采用FPGA+D/A 可实现正弦信号发生器的设计，同时可实现频率步进调节，但当输出高频信号时，需要高速D/A 来配合工作[3]。
本文采用直接数字合成（DDS）技术[4-6]，采用专用集成芯片AD9834 作为正弦波产生模
块，由C8051F020 作为控制器来完成整个系统的设计。实验结果显示：输出信号频率在1KHz至15MHz，且无明显失真，输出信号频率实现100Hz、1KHz、10KHz 三级步进调节；在50欧姆电阻负载情况下，输出电压峰峰值在2.35V 至10.45V 之间；同时可实现模拟调幅信号（AM）、模拟调频信号（FM）、二进制幅移键控信号（ASK）、二进制频移键控信号（FSK）及二进制相移键控信号（PSK）的输出；AM 信号的调制度以10%步进调节；FM 信号最大频偏为5KHz/10KHz 可选。