多功能信号发生器嵌入式课程设计.pdf
DDS任意波形发生器设计
◆DAC部分
◆DDS技术
◆DDS技术应用
◆DDS方案设计
DAC部分
•TM4C123G没有自带的DAC（模数转换器），DY-Tiva-
PB板上扩展了一片DAC，并可用于任意波形发生器
（AWG）。采用TI的12位DAC器件DAC7512，实现
DAC及任意波形的产生。产生的信号可以在AWG端
子上通过示波器，还可以通过PE2的ADC读入
CPU，经过处理后显示在LCD上。
•DAC7512是一种低功耗、单电源、12位缓冲电压输
出的数字到模拟转换器（DAC）。其内置的精密输
出放大器允许轨到轨输出，接口为通用的三线串行
SPI，兼容QSPI和DSP接口，时钟速率达30MHz。
DAC7512集成了上电复位电路，确保DAC的输出0V时
还能保持数据，直到下一个有效的数据下进来。
DAC7512的主要特点：
•(1)微功耗,5V时工作电流消耗为135uA（DAC7512）；
•(2)在掉电模式时，如果采用5V电源供电，其电流消
耗为135nA，而采用
•3V供电时，其电流消耗仅为50nA；
•(3)供电电压范围为+2.7V～+5.5V；
•(4)上电输出复位后输出为0V；
•(5)具有三种关断工作模式可供选择,5V电压下功耗仅
为0.7mW；
•(6)带有低功耗输入串行接口；
•(7)内置满幅输出缓冲放大器；
•(8)具有SYNC中断保护机制。
DAC单元的原理图
•VOUT——模拟电压输出
•GND——接地
•VDD——电源
•DIN——串行数据输入
•SCLK——串行时钟输入
•SYNC——电平触发输入
DDS技术
•DDS技术就是直接数字合成技术(DirectDigital
Synthesis，简称DDS)，它是建立在采样定理
基础上，首先对需要产生的波形进行采样，
将采样值数字化后存入器作为查找表，
然后通过查表数据，再经D／A转换器转
换为模拟量，将保存的波形重新合成出来。
•DDS是一种全数字化的频率合成器，由相位
累加器、波形ROM、D/A转换器和低通滤波
器构成。
DDS组成部分关系
•时钟频率给定后，输出信号的频率取决于频率控制字；
•频率分辨率取决于累加器位数；
•相位分辨率取决于ROM的地址线位数；
•幅度量化噪声取决于ROM的数据位字长和D/A转换器位
数。
DDS工作原理
•将要产生的波形数据存入波形器中，然后在参考
脉冲的作用下，对输入的频率数据进行累加，并将累
加器输出的一部分作为波形器的地址，将读
出的波形数据经D/A转换为相应的电压信号，D/A转换
器输出的一系列的阶梯电压信号经低通滤波器便
输出了光滑的合成波形的信号。
DDS输出频率
DDS最大最小频率
DDS最低频率（分辨率）
根据奈抽样定理，DDS的最大频率
奈抽样定理
•奈抽样定理：
要从抽样信号中无失真