提供经验，并为以后开发更先进的信号源增加了技术积累。宽频率范围，分辨率高，频率转换时间短的信号源是现代测试技术中应用的必要设备。目前国内只有最高频率为兆的同类产品，进口设备如,等，价格昂贵，多为数千美元乃至上万美元，因此自行研究开发高性能的频率合成器对提高高性能设备的国产率，培养高级工程技术人才的实验技能和创造良好的经济效益具有非常现实的意义。第二章技术的介绍与理论分析的基本原理及性能特点基本原理直接数字频率合成技术的基本原理是将波形在采样点的数字值依次通过转换器转换为模拟量输出。其基本环节由计数器存储器转换器和滤波器等组成。下面以正弦波的形成为例来说明数字波形合成的基本原理。对于个标准的正弦信号它的相位是时间的线性函数,即相位函数对时间的导数是常数它就是信号的频率。对式信号进行采样,采样周期为即采样频率,则可得到离散的波形序列,„离散的相位序列为,„式中是连续两次采样之间的相位增量。根据采样定理,只要,从式的离散序列即可唯的恢复出式的模拟信号首先通过转换器把离散序列信号转换为系列的阶梯电压信号,然后再经过低通滤波后便输出了光滑的合成波形的信号。从式可知,相位函数的斜率决定了信号的频率。从式和知,决定相位函数斜率的是两次采样之间的相位增量,因此,通过控制相位增量即可控制合成信号的频率。将整个周期的相位分割为等份,每份输入。从而输出位的相位字。在处从多路开关选通的路相位寄存器数据与此相位字相加，结果送入正弦查找表完成相位到幅值的转换，最后由转换器输出信号。工作时序图写信号时钟同步图并行时序图控制时序基于的信号发生器的研究摘要直接数字频率合成技术是近年来发展迅速的种新的频率合成技术。全数字化的结构赋予了它很多的优点频率转换时间短频率分辨率很高输出相位连续容易集成和易编程控制等。讨论了技术的基本组成结构工作原理和特点。采用技术设计了任意波形发生器。通过此方法可以方便的合成任意波形,并且波形失真度小,频带宽,频率调节精度高。介绍了专用芯片的特性和工作原理,叙述了利用该芯片设计高精度频率信号发生器的简易方法,并给出了系列单片机与的硬件接口设计和软件编程方法。关键词直接数字频率合成信号发生器,直接数字频率合成是种新的频率合成方法，由于具有极高的频率分辨率，极快的频率切换速度，频率切换时相位连续，易于功能扩展和全数字化便于集成等优点，因此被广泛用于雷达，通信，电子对抗和仪器仪表等领域。本文在介绍原理的基础上重点介绍利用技术采用单片机控制芯片实现任意信号发生器的设计方案。技术的发展状况随着数字技术的进步发展，技术的不断改进，采用产生线性调频信号及其它复杂信号的技术日益受到重视。通过数控电路，能够精确控制输出信号的频率相位和幅度，产生线性调频信号非线性调频信号相位编码频率编码等复杂信号，而且无需硬件改动，只需改变些参数的设置就能实现快速波形捷变。数字化实现的特点决定了它存在以下两个固有的缺点是输出信号杂散较大，二是输出信号的带宽受到限制。因此，年代末年代初，掀起了对谱质研究的热潮。建立了杂散信号模型，对相位截断引起的杂散行了深入的分析，并以数论为基础得到了些有益的结论，随后和从波形分析角度从傅氏分析角度进行了类似的讨论。在深入研究认识了杂散成因及分布规律后，对杂散抑制的研究成果便不断出现，其中包括对相位累加器的改进数据压缩抖动注入技术的使用以及对工艺结构和系统结构的改进等等。这些改进技术促成了公司公司和公司系列性能优良的器件的不断出现。由目前的微电子技术水平，采用工艺的逻辑电路速度可达到，采用工艺的逻辑电路速度可达到，采用工艺的电路可达到，采用工艺可达到。当前的工作频率可达，排除的限制，杂散指标已可达以下。其应用领域也不再限于频率合成，已有专门用于产生信号的器件。目前产品已经走上系列生产之路，生产产品的公司主要有目录第章绪论引言技术的发展状况课题研究意义第二章技术的介绍与理论分析的基本原理及性能特点基本原理性能特点数学原理基本结构与工作原理信号抽样定理基本结构工作原理在理想状况下输出频谱特性第三章基于技术的信号发生器的实现总体方案设计芯片简介概述工作原理工作时序主要技术指标系统各部分器件简介单片机简介单片机编译器的介绍放大器介绍系统硬件设计系统软件设计第四章结果分析与展望信号发生器的主要技术指标结果分析展望结论致谢,参考文献附录附录信号发生器具体原理电路图附录程序第章绪论引言信号源作为种基本电子设备无论是在教学科研还是在部队技术保障中，都有着广泛的使用。信号源作为种通用电子测试仪器是我军进行高科技战争不可缺少的种测试仪器。因此，从理论到工程对信号的发生进行深入研究，不论是从教学科研角度，还是从部队技术保障服务角度出发都有着积极的意义。利用频率合成技术实现频率合成源的发展大致经历了三个阶段直接频率合成，锁相式频率合成，直接数字频率合成。中表示取最大公约数。将波形序列通过,就得到了理想的连续输出信号，其周期为。在个周期,内可以表示如下式中表示位于时间轴处,宽度为的门函数。由参考文献可知，的频谱是些离散谱线，个周期内共有,根谱线。考虑到的截止频率是，且实序列的频谱关于对称，故在,内，幅度不为零的谱线只有根。故理想情况下，在,内没有杂散。若对作傅立叶变换，可以得到理想的频谱函数上式表明，理想只在处存在离散谱线，当时，得到的就是主谱频率。另外，还可以看出，理想所完成的阶梯重构只改变了输出频谱的幅度和相位而未增加新的频率点。这样的频谱结构即代表了输出的频谱分布。因此在理想情况下，输出在,内也没有杂散。如图所示图理想状态下输出频谱特性第三章基于技术的信号发生器的实现总体方案设计在工程实际中，个以方式构成的频率合成器的完整的原理框图如图所示。图中的参考频率源可以选用普通晶体振荡器，温补晶体振荡器或者恒温控制晶体振荡器等等。在以上三种晶体振荡器中，以恒温控制晶体振荡器的性能指标最好，但体积最大，价格也最贵，而普通晶体振荡器虽然价格便宜，但是其频率稳定度通常较低，所以在工程实际中，般采用温补晶体振荡器作为的输入参考频率源的时候多些，因为价格比较适中，而且频率稳定度般也能够满足工程实际的要求。在系统的研制与调试过程中，也可以采用通用的信号源作为系统控制灵活等。但缺点在于受限于器件本身的最高频率，输出频率上限不太高，但其完全可以满足我们开发中正弦信号发生器输出参数的要求加之上级控制电路的交互，下级运放电路的调制，整个系统浑然而成，衔序而行。芯片概述由相位累加器查询表转换器集成与单芯片，从而完成数控晶振调制。钟频支持达，精准度为亿分之，频率字通过并行接口加载至片内寄存器。工作原理如图所示，主要由位相位累加器正弦查找表位转换器。由于其具有数控频率合成的功能，又称为。频率寄存器频率寄存器相位累加器板上参考全范围控制并行寄存器传输控制微处理器接口正弦查找表时钟频率选择多路开关位转换多路开关相位寄存器相位寄存器相位寄存器相位寄存器数字电压数字地模拟电压模拟地参考输出频率调整参考输入补偿端电流输出休眠复位相位频率选择图功能简图指定地址寄存器。位频率字由分高低位依次输入至或中。位相位字亦可通过输入至其中任个。详见表。表寄存器的选择表控制寄存器寄存器大小描述频率寄存器决定输出频率。当作为频率的分支频率寄存器决定输出频率。当作为频率的分支相位寄存器当其内容被加载到相位累加器中相位寄存器当其内容被加载到相位累加器中相位寄存器当其内容被加载到相位累加器中相位寄存器当其内容被加载到相位累加器中通过多路开关选通相应频率寄存器，位频率字被送到相位累加器中。相位累加器是的核心，在这里完成相位累加功能。相位累加输入的相位增量，又由于与输出频率的线性关系。相位累加器的输入可称为频率字的输入参考频率源，可以加快研制速度。参考频率源频率设定电路相位累加器波形存储器数模转换器放大器低通滤波器图工程实际中的构成原理框图系统中的电源部分在试验阶段可以由直流稳压电源提供，为了安全起见，最好在电源后面加上稳压块，由稳压块稳压到电路所需要的电压值。对于应用在工程实际中的，我们可以根据工作的具体需要来作出满足系统指标的电压，电流的直流电源。直流电源的纹波越小，对提高的性能就越有好处。直流电源在进入屏蔽盒前，最好经过穿心电容，对电流中的高频成份进行旁路。为了消除电源引起的低频噪声，稳压块的输入和输出端都应该接上滤波电容。如果稳压块的散热片是地，那么为了可靠的接地和良好的散热性，应该将稳压块的散热片固定在电路板或屏蔽盒上。有的稳压块，其散热片不接地，那么这里电源的功耗比较大，对于这种电源可以通过在稳压块的散热片上再固定上定面积的散热片即可。频率设定电路有多种选择，可以采用单片机形式，以及可编程逻辑器件,常规数字逻辑电路或者直接由计算机来设定。单片机方式设定是项应用比较普遍的技术，目前大多数的系统都采用此项技术，本设计也采用此项技术。是用户在工作现场进行的逻辑编程器件，在产品未定型阶段，这种方式比较灵活，常规数字逻辑电路最简单，价格最便宜，最容易上手，但不够灵活。近年来，由于虚拟仪器概念的提出，如果