DDS芯片AD9851驱动的精密宽频正弦信号发生器与高级调制功能实现

正弦信号发生器是一种电子设备，主要用于产生连续的正弦波信号，广泛应用于通信、测量和测试等领域。本文主要关注基于DDS芯片AD9851为核心设计的高性能正弦信号发生器。AD9851是一种数字直接调频(Direct Digital Synthesis, DDS)芯片，其特性使得信号发生器能够实现宽频带频率设定，从低频100Hz到高频10MHz，并且具备高精度，频稳度优于10^-5，满足了对于信号稳定性的严格要求。 设计者选择了单片机作为主控制器，这使得系统具有灵活性和易于编程，能实现频率的精确控制和多种调制功能。设计的基本要求包括输出频率范围1kHz至10MHz，频率步进为100Hz，输出电压峰-峰值大于1V，以及低失真度。此外，还特别强调了在10MHz频率范围内保持稳定的频率性能。 在发挥部分，设计进一步扩展了功能。首先，提升了输出电压幅度，目标在1kHz到10MHz的频率范围内峰-峰值达到6V±1V，以适应更广泛的信号处理需求。其次，实现模拟幅度调制(AM)信号，调制信号由系统内部自动生成，幅度可以在10%至100%范围内，步进10%，且调制频率固定为1kHz。模拟频率调制(FM)信号也在100kHz至10MHz的范围内产生，最大频偏可分两级控制，分别为5kHz和10kHz，同样使用1kHz的正弦调制信号。 另外，设计还包括将自行产生的M序列数字二进制基带信号进行调制，具体是二进制移键键控(ASK)和相移键控(PSK)，这两种调制方式都在100kHz固定频率载波上进行，基带序列码速率为10kbps。这些高级调制功能允许信号发生器在数据传输中实现更高的编码效率和抗干扰能力。 设计方案中，考虑了两种主要的实现方法：传统的分立元件方案和锁相环频率合成技术。传统方法虽然成本较低，但难以满足高精度和宽频带的要求，而锁相环技术则能够提供更好的频率控制和稳定性，但可能在成本和复杂性上有所增加。 这款正弦信号发生器通过集成先进的DDS芯片、单片机技术和灵活的调制功能，提供了一个高效、精准和多功能的信号源解决方案，适用于需要宽频带、高精度和多模式信号处理的应用场合。