内容发布更新时间 : 2024/5/18 8:03:34星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

实验1 DDS信号源实验

一、实验目的

1．了解DDS信号源的组成及工作原理； 2．掌握DDS信号源使用方法；

3．掌握DDS信号源各种输出信号的测试。

二、实验器材

1．DDS信号源(位于大底板左侧，实物图片如下) 2. 20M双踪示波器1台

三、实验原理

直接数字频率合成(DDS—Digital Direct Frequency Synthesis)，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。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信号源模块硬件上由cortex-m3内核的ARM芯片(STM32)和外围电路构成。在该模块中，我们用到STM32芯片的一路AD采集（对应插孔调制输入）和两路DAC输出（分别对应插孔P03、P04）。PWM信号由STM32时钟配置PWM模式输出，调幅、调频信号通过向STM32写入相应的采样点数组，由时钟触发两路DAC同步循环分别输出其已调信号与载波信号。对于外加信号的AM调制，由STM32的AD对外加音频信号进行采样，在时钟触发下当前采样值与载波信号数组的相应值进行相应算法处理，并将该值保存输出到DAC，然后循环进行这个过程，就实现了对外部音频信号的AM调制。

实验箱的DDS信号源能够输出脉宽调制波(PWM)、正弦波、三角波、方波、扫频信号、调幅波（AM）、双边带（DSB）、调频波（FM）及对外部输入信号进行AM调制输出。

四、各测量点的作用

调制输入：外部调制信号输入铆孔（注意铆孔下面标注的箭头方向。若箭头背离铆孔，说明此铆孔点为信号输出孔；若箭头指向铆孔，说明此铆孔点为信号输入孔）。 P03：DDS各种信号输出铆孔。 P04：20KHZ载波输出铆孔。

P09：抽样脉冲输出铆孔。

SS01：复合式按键旋纽，按键用来选择输出信号状态；旋纽用来改变信号频率。

LCD：显示输出信号的频率。

五、实验内容及步骤

1)加电

打开系统电源开关，底板的电源指示灯正常显示。若电源指示灯显示不正常，请立即关闭电源，查找异常原因。 2) 信号输出状态设置

信号输出状态分为： 1.PWM波、2.正弦波、3.三角波、4.方波、5.扫频信号、6.调幅信号、7.双边带信号、8.调频波、9.外输入AM波等九种状态

初始时输出序号为1，对应“PWM波”输出状态。按下复合式按键旋纽SS01，可切换不同的信号输出状态，按一次输出序号递增，DDS最大序号为9，正好与l0种输出信号状态对应。序号10为内置误码仪测试功能，序号11为USB转串口数据通道。序号为11后，继续按复合按键旋纽，则返回初始序号1。D0l、D02、D03、D04四个指示灯将显示输出的序号状态。

3）信号频率调节 旋转复合式按键旋纽SS01，在“PWM波”、“正弦波”、“三角波”、“方波”等输出状态时，可步进式调节输出信号的频率，顺时针旋转频率每步增加100HZ，逆时针减小100HZ；

在其它DDS信号源序号，旋转复合式按键旋纽SS01无操作。 4）输出信号幅度调节

调节调幅旋钮W01，可改变P03、P04输出的各种信号幅度。 5）用示波器观察DDS信号源产生的信号，并记录波形 输出序号及相应输出、输入信号状态如下表： 输出 调制输序入 号 1 2 3 4 5 6 7 8 × × × × × × × × P03（输出） LED 1：亮 0：灭 DDDD4 3 2 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 P04（输出） P09（输出） PWM波 （频率0.1-20KHZ可调） × 正弦波 三角波 方波 扫频 调幅 双边带 调频 2K正弦波 2K正弦波 2K正弦波 2K正弦波 2K正弦波 待调信号 PWM（频率锁定于初（2K正弦波） 始状态10KHZ或最待调信号 新《PWM波》设定的（2K正弦波） 频率） 待调信号 （2K正弦波） 外部调外输入信9 制 号 20K载波 信号 AM调制 1内置误码仪，P02输出32KKZ随机码，P01接收信道回送随机码 1USB转串口 1 0 1 1 六、实验结果分析 1．DDS信号源工作原理。

其实质是以基准频率源（系统时钟）对相位进行等间隔的采样。DDS 由相位累加器和波形存储器（即，ROM查询表）构成的数控振荡器（NCO_ Numerically Controlled Oscillators）、数模转换器（DAC）以及低通滤波器（LPF）三部分组成。在每一个时钟周期，N位相位累加器与其反馈值进行累加，其结果的高L位作为查询表的地址，然后从ROM中读出相应的幅度值送到DAC。再由DAC将其转换成为阶梯模拟波形，最后由具有内插作用的LPF 将其平滑为连续的正弦波形作为输出。

2．画出DDS信号源各种输出信号波形，并说明其幅度、频率等调节方法。

1）P03输出正弦波

2）P03输出三角波

3）P03输出方波

4）P03输出扫频

5）P03输出调幅