DDS相位抖动分析：AD9715模数转换器中的固件开发

本文主要探讨了BR0101固件开发中遇到的模数转换器AD9715在第十二周的开发重点，即DDS（直接数字频率合成）相位抖动问题的分析与测试，以及任意波形的调试。 在DDS技术中，相位抖动是一个常见的现象，尤其在生成方波时，表现为相邻周期波形不完全对齐，上升沿呈现出两条平行线。这种问题源于DDS输出相位的周期性溢出和可调相位增量。以相位增量P、查找表大小N为参数，DDS的输出相位可以表示为，其中phase_out是相位累加后的结果。当DDS生成方波时，通过比较phase_out与占空比确定的阈值来决定输出高电平或低电平。 相位抖动的根源在于每个周期开始时的相位不是固定的0，而是前k个周期长度的函数，即。对于特定的N和P，相位会形成P的一个剩余系，导致初始相位在一定范围内变化。这种变化影响了方波的周期内数据点总数以及高电平数据点数，从而引起占空比的波动。 例如，当N=10，P=3，D=5时，前四个周期的相位变化和占空比情况如下： 1. 第1周期和第4周期，由于，占空比为50%。 2. 第2周期，，占空比为33%。 3. 第3周期，，占空比为66%。 这表明，在不同周期内，方波的占空比可能有三种不同的状态，导致相位抖动。 这种相位抖动并非异常，而是DDS固有的特征，它会在所有具有显著跳变的波形数据中出现。因此，为了减小相位抖动的影响，通常需要对DDS算法进行优化，例如采用更精确的相位累加器或采用滤波技术来稳定输出。同时，对于特定应用，可能需要调整DDS参数，比如增大查找表大小N或选择合适的相位增量P，以减少占空比的变化范围。 在固件开发中，对这些问题的理解和解决是关键，因为它们直接影响到生成波形的质量和稳定性。通过深入分析相位抖动的机制，开发者可以更好地设计和调试DDS系统，以满足对精确和稳定信号的需求。