DDS电路设计

　　DDS电路设计主要包括接口电路、DDS芯片及信号调理电路等，接口电路主要对DSP发送来的信号进行接收，接收DSP的控制命令，DDS根据收到的DSP控制命令及接收到的频率控制字，生成符合频率要求的信号并输出。由于DDS的输出为电流信号，因此，必须将电流信号通过负载转换为电压信号，将得到的电压信号进行调理即可得到所需的正弦信号。DDS电路设计的原理框图如图3所示。

　　图3 DDS电路设计的原理框图

　　DDS模块

　　直接数字合成（DDS）技术具有输出信号精度高、变频速度快、输出信号连续、控制方便及性价比高等诸多优点，因而适用于高频、高精度正弦信号发生器的设计。本系统选用AD9834，它主要由数控振荡器(NCO)、相位调制器、正弦查询表ROM和1个 10位D/A转换器组成。数控振荡器和相位调制器主要由2个频率选择寄存器、1个相位累加器、2个相位偏移寄存器和1个相位偏移加法器构成，它的最高工作频率可达50MHz。AD9834的输出频率f0由（1）式求得

　　其中fMCLK为AD9834的时钟频率； FREQREG为写入28位频率寄存器的值； fMCLK/228为频率分辨率。在本设计中选择fMCLK=16.384MHz，频率的分辨率为0.0061MHz，满足设计要求。根据公式（1）代入 fMCLK=16.384MHz， f0=20kHz，求得

　　将FREQREG的值反代入公式（1）得到AD9834的真实输出频率为

　　差分放大电路设计

　　差分放大环节采用AD公司生产的AD620芯片。AD620是低功耗、低噪声、高性能仪表放大器，通过外接一个电阻可以改变其增益（范围为1到10000）。可以很好地完成差分信号到单端信号的转换。其管脚如图4所示。其中RG端为外接电阻端，通过其调节电压增益；+IN、-IN分别为差分器输入的同相端和反相端；+Vs、-Vs分别为正负电源端；OUTPUT为信号输出端；REF为输出参考电源端。

　　图4 AD620管脚图

　　滤波电路

　　AD9834内部存在D/A转换器，信号通过D/A转换器输出。由D/A输出阶梯波的频谱分析可知，除了主频之外，频谱中还出现主频的倍频分量，这种高频分量可视为噪音。由于DDS技术含有上述噪声，所以必须在D/A转换器之后接滤波电路。这里采用二阶压控电压源低通滤波电路，其特点是输入阻抗高，输出阻抗低。二阶压控电压源低通滤波电路如图5所示。

　　图5 二阶压控低通滤波电路

　　本设计的截止频率为20kHz，选择C=0.047?F，经计算得R=12.305kΩ ，R1=16.651kΩ ， RF=9.757kΩ 。利用上述的电路和参数验证，达到了阻带衰减速度快，相位呈线性的理想效果。