直接数字式频率合成(DDS-Direct Digital Synthesis)技术的发明和应用是信号频率合成领域里的一次革命。随着数字电路和微电子技术的发展,DDS技术日益显露出它的优越性。目前,DDS技术已经在雷达、通信、电子对抗和仪器仪表等领域得到了十分广泛的应用。 本文在深入分析DDS合成器输出信号的频谱特性和各类型号DDS芯片特点的基础上,设计完成了一套基于89C55单片机的直接数字式频率合成系统。系统采用模块化的结构,通过更换模块可方便地研究基于各种DDS芯片(AD9851、AD9854、AD9951)的频率合成电路。为了获得高质量的输出信号,系统中应用了多个独特的噪声抑制电路,包括单片机部分与DDS模块之间的全光电隔离电路、信号输出部分的浮地高频放大电路、以及8通道的七阶滤波网络组等。电路元器件的参数由PSPICE仿真和实验调试相结合最后确定。为了满足合成信号频率的绝对值大、且能够被高精度调节的要求,利用C51编程语言设计了超大数值数据高精度转换和处理的单片机程序。另外,鉴于虚拟仪器作为现代化实验技术之一在工程测试、远程控制、实验教学等越来越多的领域得到广泛的应用,本研究中采用NI公司的Labview软件设计了频率合成系统的虚拟仪器程序。这样,合成的输出信号频率既可以通过单片机系统的面板键高精度的调节,也能在PC机的LABVIEW虚拟仪器界面上改变,对于1～20MHz的合成信号,其频率微调精度可以达到0.001Hz。本文的工作中,还运用本系统对不同型号的DDS芯片进行了大量的试验测试,分析和验证了影响直接数字式频率合成信号的关键因素,得到一些有意义的结论。这些结果对于从事DDS频率合成技术工作的研究人员和应用工程师具有很好的参考价值。 直接数字式频率合成方法是目前所有频率合成方法中比较先进的方法之一,但是它在合成信号的带宽方面还存在固有的缺陷,这限制了它在频率合成领域中更加广泛的使用。本文的最后给出了下一步工作的建议,以期进一步完善频率合成的性能指标。