频率控制字的算法
基于单片机制作高频DDS信号发生器
基于单片机制作高频DDS信号发生器在现代科学和电子技术的不断进步下，数字信号发生器（DDS）已经成为了频率控制和生成的重要工具。
尤其是高频DDS信号发生器，其在雷达、通信、电子对抗等领域的应用具有不可替代的地位。
本文将介绍如何使用单片机制作高频DDS信号发生器。
一、DDS技术概述DDS，全称Direct Digital Synthesizer，即直接数字合成器，其工作原理是将数字信号通过数模转换器（DAC）转换成模拟信号。
DDS 技术的核心是相位累加器，它将输入的数字信号的相位进行累加，从而生成新的频率信号。
二、硬件设计1、单片机选择：本设计选用具有高速、低功耗、高集成度的单片机，如STM32F4系列。
2、频率控制字：通过设置频率控制字（FCW），可以控制输出信号的频率。
频率控制字由一个16位二进制数组成，表示了相位累加的步进大小。
3、存储器：使用Flash存储器存储预设的频率波形数据。
4、DAC：数模转换器将存储器中的波形数据转换成模拟信号。
本设计选用具有高分辨率、低噪声、低失真的DAC芯片。
5、滤波器：使用LC滤波器对DAC转换后的信号进行滤波，以得到更加纯净的信号。
三、软件设计1、相位累加器：相位累加器是DDS的核心，它将输入的数字信号的相位进行累加，从而生成新的频率信号。
2、波形查找表：将所需的波形数据存储在波形查找表中，通过查表的方式获取波形数据，可以大大提高DDS的工作效率。
3、控制逻辑：控制逻辑负责处理输入的控制信号，如启动、停止、频率控制字等。
4、通信接口：为了方便远程控制，需要设计通信接口，如SPI、I2C 等。
四、性能测试1、频率范围：测试DDS输出信号的频率范围是否满足设计要求。
2、频率分辨率：测试DDS输出信号的频率分辨率是否达到设计要求。
3、信号质量：测试DDS输出信号的信噪比、失真度等指标是否满足设计要求。
4、稳定性：长时间运行后，测试DDS输出信号的频率是否稳定。
5、远程控制：测试通信接口是否正常工作，可以通过计算机或者其他控制器对DDS进行远程控制。
频率的计算公式
频率的计算公式
频率（Frequency）是物理学中一个重要的概念，它表示一个物理现象发生的次数，单位为次/秒，简称为Hz。
它是由一个周期（Period），即一个完整的振动或循环，来度量的，每一个周期所花费的时间就是周期时间（Period Time），它的单位是秒。
频率可以用以下公式来计算：
F=1/T
其中F表示频率，T表示周期时间，即一个完整的振动或循环所花费的时间。
比如，一个振动的周期时间是0.5秒，这个振动的频率就是1/0.5=2 Hz。
类似的，电磁波的频率也可以用这个公式来计算，比如电磁波的周期时间是0.000000001秒，它的频率就是1/0.000000001=100000000 Hz。
另外，频率也可以和波长（Wavelength）联系起来，比如声音波。
声音波的频率和波长之间有一个简单的关系：
V=Fλ
其中V表示声速，F表示频率，λ表示波长。
可以看出，频率是一个重要的物理学概念，它可以用来衡量物理现象发生的次数，也可以用来计算电磁波和声音波的波长。
可以用以下公式来计算频率： F=1/T，其中F表示频率，T表示周期时间。
dds频率控制字计算
dds频率控制字计算DDS频率控制字计算概述DDS（Direct Digital Synthesis）是一种数字频率合成技术，广泛应用于无线通信、雷达、测量仪器等领域。
在DDS中，频率控制字是用来控制输出信号频率的参数。
本文将介绍DDS频率控制字的计算方法，以及与频率相关的一些基本概念。
一、DDS基本原理DDS是一种通过数字方式生成连续波形的技术。
它的基本原理是利用数字计算机对相位、幅度等参数进行控制，然后通过数模转换器（DAC）将数字信号转换为模拟信号输出。
DDS的核心是相位累加器和频率控制字。
二、频率控制字的计算方法频率控制字是用来控制DDS输出信号频率的参数，它与DDS输出信号的频率之间存在一定的关系。
具体计算方法如下：1. 确定参考时钟频率（Fref）参考时钟频率是DDS系统中的一个固定值，一般由外部提供。
它决定了DDS系统的输出频率范围和分辨率。
常见的参考时钟频率有10MHz、20MHz等。
2. 确定相位累加器的位数（N）相位累加器是DDS系统中用来累加相位的寄存器，它的位数决定了相位的分辨率。
一般情况下，相位累加器的位数与频率控制字的位数相同。
常见的相位累加器位数有32位、48位等。
3. 计算频率控制字（FTW）频率控制字（Frequency Tuning Word）是DDS系统中用来控制输出频率的参数。
它与相位累加器的位数和参考时钟频率之间存在一定的关系。
计算方法如下：FTW = (Fout × 2^N) / Fref其中，Fout为期望的输出频率。
4. 设置频率控制字将计算得到的频率控制字设置到DDS芯片的相应寄存器中，即可控制DDS输出信号的频率。
三、DDS频率控制字的应用DDS频率控制字在无线通信、雷达、测量仪器等领域有着广泛的应用。
下面以无线通信为例，介绍DDS频率控制字的应用。
在无线通信系统中，DDS频率控制字用于控制载波信号的频率。
通过调节频率控制字，可以实现信号的频率合成和调制解调等功能。
计算信号频率的算法
计算信号频率的算法信号频率是指信号在单位时间内完成的周期数，是衡量信号变化速度的重要指标。
在实际应用中，我们常常需要计算信号的频率，以便进行信号处理、通信调制等工作。
本文将介绍一些常用的计算信号频率的算法。
一、基于周期的频率计算算法1. 平均周期法平均周期法是最常用的计算信号频率的方法之一。
它基于信号的周期性特征，通过测量多个周期的平均值来计算频率。
算法步骤：（1）选择一个合适的时间窗口，长度为T；（2）在该时间窗口内，测量信号通过的周期数N；（3）计算平均周期T_avg = T / N；（4）频率f = 1 / T_avg。
2. 自相关法自相关法是利用信号与自身进行相关分析的方法。
通过计算信号与其自身的互相关函数，找出信号的周期性特征，从而计算信号的频率。
算法步骤：（1）将信号与自身进行互相关运算；（2）找出互相关函数的峰值点，该点对应的横坐标即为信号的周期；（3）频率f = 1 / 周期。
二、基于傅里叶变换的频率计算算法傅里叶变换是一种常用的信号分析方法，可以将信号从时域转换到频域。
基于傅里叶变换的频率计算算法可以从频域的角度来计算信号的频率。
1. 快速傅里叶变换（FFT）FFT是一种高效的计算傅里叶变换的算法，可以将信号从时域转换到频域。
通过对信号进行FFT计算，可以得到信号的频谱图，从而计算出信号的频率。
算法步骤：（1）选择一个合适的采样窗口长度N；（2）对信号进行N点FFT计算，得到频谱图；（3）找出频谱图中的峰值点，该点对应的横坐标即为信号的频率。
2. 周期图法周期图法是一种基于傅里叶变换的频率计算方法，可以用来估计非周期信号的频率。
它通过将信号分解成多个周期分量，再进行傅里叶变换，从而得到信号的频率。
算法步骤：（1）选取一段信号数据，长度为N；（2）将N点信号数据分解成多个周期分量；（3）对每个周期分量进行傅里叶变换，得到频谱图；（4）找出频谱图中的峰值点，该点对应的横坐标即为信号的频率。
自动驾驶车辆控制算法 计算频率ms hz
自动驾驶车辆控制算法计算频率ms hz1. 引言1.1 概述自动驾驶技术作为近年来炙手可热的研究领域，吸引了广泛的关注和投入。
随着科技的不断进步和汽车行业的改革浪潮，自动驾驶车辆正逐渐成为未来交通系统中的重要组成部分。
自动驾驶车辆能够通过感知传感器实时获取环境信息，并运用各种控制算法来做出智能决策，实现车辆的自主导航和避障等功能。
在实际应用中，为了确保安全性、稳定性和舒适性，自动驾驶车辆控制算法应该具备高效准确的计算能力。
1.2 研究背景自动驾驶技术快速发展带来了许多新挑战和问题。
其中一个重要问题是：控制算法计算频率对于自动驾驶车辆性能有何影响？在实际应用中，控制算法计算频率通常以毫秒（ms）或赫兹（Hz）衡量。
提高计算频率可以加快控制决策速度，从而使得车辆对复杂环境的快速响应成为可能。
然而，高计算频率也会使得处理复杂算法和大量数据带来的计算压力导致系统性能下降或者资源消耗过大。
1.3 目的和意义本文旨在深入研究控制算法计算频率对自动驾驶车辆性能的影响，并探讨如何选择最佳的控制频率以平衡系统性能和资源消耗。
通过分析不同频率设置下自动驾驶车辆的行为对比，可以更好地理解频率设置与性能表现之间的关系，为实际应用中合理选择控制频率提供依据。
此外，本文还将总结当前自动驾驶技术面临的挑战，并展望未来研究方向，以期对自动驾驶技术的发展做出贡献。
2. 自动驾驶技术概述：2.1 发展历程：自动驾驶技术是在过去几十年里逐步发展起来的。
其最早的概念可以追溯到20世纪50年代，当时科学家们开始研究利用传感器和计算机控制系统实现车辆自主行驶的可能性。
在接下来的几十年中，随着计算机技术和传感器技术的飞速发展，自动驾驶技术逐渐取得了一些重要进展。
到了20世纪90年代，一些汽车制造商开始研发并试验具备自动驾驶功能的原型车。
然而，在当时的技术条件下，自动驾驶仍然存在很多限制和挑战。
直到近年来，随着人工智能、机器学习和大数据等领域的突破性进展，自动驾驶技术才真正迎来了爆发式增长。
频率怎么算——精选推荐
频率怎么算
频率的计算公式为：f=1/T，其含义是物质在1s内完成周期性变化的次数，称为频率，常⽤字母f表⽰，其物理学单位是Hz。
T 为周期。
频率概念不仅在⼒学、声学中应⽤，在电磁学、光学与⽆线电技术中也常使⽤。
已知波长和波速的频率计算公式
f=V/λ
公式中，f代表频率，V代表波速，λ代表波长。
例如：波长为322nm的⼀段声波在空⽓中的传播速度为320m/s，求这段波的频率。
将波长单位转化为⽶。
如果已知波长的单位是纳⽶，你需要将它的单位转化成⽶。
⽅法是除以⽶和纳⽶的倍数。
λ=322nm=322nmx(1m/109nm)=3.22x10-7m=0.000000322m
⽤波速除以波长。
⽤波速V，除以以⽶为单位的波长λ，就可以得到频率f。
当V为光速时，也就是在真空中频率的计算时，V=C，那么在真空中频率的公式为：f=C/λ。
数学频率的计算公式
数学频率的计算公式
频率的计算公式可以表示为：
频率 = 事件发生的次数 / 总实验次数。
例如，如果我们进行了100次实验，某一事件发生了20次，那么该事件的频率就是20/100，即0.2。
另外，在波动和振动的物理学中，频率是指在单位时间内发生的周期性事件的次数。
频率的计算公式可以表示为：
频率 = 1 / 周期。
其中，周期是指事件重复一次所需要的时间。
例如，如果一个周期需要0.5秒，那么频率就是1/0.5，即2赫兹（Hz）。
总之，数学频率的计算公式可以根据具体的情况而有所不同，但核心思想是描述事件发生的次数或周期性的次数与总实验次数或周期的比值。
这样的计算公式可以帮助我们理解和分析事件发生的规律和概率。
频率控制器 频率调节与输出控制方式详解
频率控制器频率调节与输出控制方式详解频率控制器是一种用于调节和控制电子设备中频率的装置。
它具有多种频率调节与输出控制方式，本文将详细介绍这些方式。
一、频率调节方式1. 直接调节方式直接调节方式是最常见和简单的一种方式。
通过频率控制器上的旋钮或按钮，用户可以直接改变输出信号的频率。
这种方式适用于需要频繁调节频率的场合，例如实验室测试、音频设备中的音调调节等。
2. 电压控制方式在电压控制方式下，频率控制器通过接收外部电压信号来调节输出信号的频率。
用户可以通过改变输入电压的大小来达到调节频率的目的。
电压控制方式常用于一些需要以恒定速度变化频率的应用中，例如无线电通信设备、自动化控制系统等。
3. 数字控制方式数字控制方式目前是较为先进和精确的一种方式。
通过数字控制方式，用户可以通过输入数字信号来调节频率，实现非常精确的频率控制。
数字控制方式常用于科学研究、导航系统等需要高精度频率控制的领域。
二、输出控制方式1. 平稳输出方式平稳输出方式是指频率控制器输出信号具有稳定的频率和幅度。
这种方式适用于大部分应用场合，例如通信设备、工业自动化等。
频率控制器在这种方式下通过内部的稳定电路和反馈机制来实现输出信号的稳定性。
2. 可变幅度输出方式可变幅度输出方式是指频率控制器输出信号的频率是固定的，但幅度可以根据用户的需求进行调节。
这种方式常用于一些音频设备和功率调节系统中，通过改变幅度可以实现音量调节或功率控制。
3. 脉冲输出方式脉冲输出方式是指频率控制器输出信号以脉冲的形式呈现。
脉冲输出方式常用于计数器、时序控制等需要精确脉冲信号的应用中。
总结：频率控制器作为一种调节和控制电子设备频率的装置，具有多种频率调节与输出控制方式。
其中频率调节方式包括直接调节方式、电压控制方式和数字控制方式；输出控制方式包括平稳输出方式、可变幅度输出方式和脉冲输出方式。
不同的方式适用于不同的应用场合，用户可以根据具体需求选择适合的方式来实现频率的调节和控制。
频率计算公式数学初中
频率计算公式数学初中
频率单位. 物理中频率的基本单位是赫兹（hz），简称赫，也常用千赫（khz）或兆
赫（mhz）或吉赫（ghz）做单位。
. 1khz=hz，1mhz=hz，1ghz=mhz。
频率计算公式：f=1/t。
频率，就是时间内顺利完成周期性变化的次数，就是叙述周期运动频密程度的量，常
用符号f或ν则表示，单位为秒分之一，符号为s-1。
交流电的频率就是所指它单位时间内周期性变化的次数，单位就是赫兹（hz），与周期成倒数关系。
日常生活中的交流电的
频率通常为50hz或60hz，而无线电技术中牵涉的交流电频率通常很大，达至千赫兹（khz）甚至兆赫兹（mhz）的度量。
物理中频率的基本单位就是赫兹（hz），缩写赫，也常用千
赫（khz）或兆赫（mhz）或吉赫（ghz）搞单位。
1khz=hz，1mhz=hz，1ghz=mhz。
在相同
的条件下，展开了n次试验，在这n次试验中，事件a出现的次数na称作事件a出现的
频数。
比值na/n称作事件a出现的频率，并记作fn(a)。
当重复试验的次数n逐渐减小时，频率fn(a)呈现稳定性，逐渐平衡于某个常数，这个常数就是事件a的概率.这种“频率稳定性”也就是通常所说的统计数据规律性。
频率不等同于概率。
由伯努利大数定理，当n
趋向于无穷大的时候，频率fn(a)在一定意义下吻合于概率p（a）。
频率控制字的算法
为：
ｆ０＝ＦＣＷ×ｆｃ ／２Ｎ
（ １）
其中Ｎ为相位累加器的位数； ＦＣＷ为频率控制字； ｆｃ为时钟频率。
１．２ ＤＤＳ 特性分析
１．２．１ 高分辨率
由（ １） 式可知， 当ＦＣＷ＝１时输出频率最小， 输出频率为： ｆ０ｍｉｎ＝ｆｃ／ ２Ｎ。由此式可知， 只要增加相位累加器
收稿日期： ２００５－ ０８－ ２９； 修回日期： ２００５－ １２－ ０１ 作者简介： 高倩（ １９８０－ ） ， 女， 江苏常州人， 江苏技术师范学院电气信息工程学院助教。
ＤＤＳ是一种全数字器件， 杂散多是其固有特性。杂散是由ＤＤＳ的相位舍位误差、幅度量化误差以及 ＤＡＣ的非理想特性引起的。杂散是可以抑制的， 设计时可根据不同性质的杂散采用不同的抑制方法。 １．２．４ 低相位噪声
ＤＤＳ的相位噪声主要由时钟的相位噪声决定。根据理论分析， ＤＤＳ输出信号的相位噪声会改善２０ｌｇ（ ｆ０ ／ ｆｃ）（ ｄＢ） ［１］。文献［２］也具体分析了相位舍位等因素对ＤＤＳ输出相位噪声带来的影响， 结论是影响很小。石英 晶振的相位噪声是很低的， 理论上ＤＤＳ输出信号的相位噪声会更好， 但实际使用上并不能达到这个指标， 因此， 在具体设计时要充分考虑ＤＤＳ外围电路、电源以及启用ＤＤＳ内部的６倍频器对输出信号相位噪声的 影响。
杂散措施外， 还考虑了电磁兼容设计。数字信号引入的噪声、ＤＡＣ模拟电源引入的噪声都会对ＤＡＣ输出信
号产生影响。对于这些噪声ＤＡＣ是一个调制器， 各类噪声信号都会调制在主谱线的周围， 产生新的杂散。为
了有效抑制这些杂散口电路， 抑制数字信号通过信号线引入ＡＤ９８５１。一是采取缓冲隔离； 二是连
晶振的选用十分重要， 它的性能决定了输出信号的频率稳定度和相位噪声。本设计根据设计指标要 求， 并考虑时钟频率通过６倍频后相位噪声增加１５．５ｄＢ［１］， 以及各种干扰引起的相位噪声恶化 ， 故选用了 ３０．０００ＭＨｚ温补振荡器， 其频率的稳定度为±１．０ｐｐｍ（ ０￣＋５０℃） ，相位噪声为１ＫＨｚ， － １３０ｄＢＣ／Ｈｚ。 ２．３ 控制模块设计 ２．３．１ 控制电路设计
自动控制原理 第五章 频率法
相频特性:
实频特性:
T 2 2 1
T ( ) argG( j ) arct an 1
P ( ) 1 1 T 2 2
与惯性环节不同
j
0
与惯性环节不同
虚频特性:
T Q ( ) 1 T 2 2
线性分度
A(w)每变化10倍，L(w)变化20db。 横坐标：w 单位：1/S 对数分度
w每变化10倍，横坐标变化一个单位长度。
自动控制原理 蒋大明
对数频率特性
对数相频特性图 纵坐标：υ (w) =∠G(jw) 单位：度
线性分度
横坐标： w 单位：1/S 对数分度 w每变化10倍，横坐标变化一个单位长度 对数幅频特性 + 对数相频特性 = 对数频率特性（Bode图）
0.8 1
2
3
4 5 6 8 10
图5-12 振荡环节的误差修正曲线
δ =0, wm=wn, 信号频率(峰值频率)=自然振荡频率----共振.
自动控制原理 蒋大明
微分环节
理想微分环节 G(S) = S 是积分环节的倒数
L2(w) = - L1(w)
υ 2(w) = -υ 1(w)
自动控制原理
蒋大明
斜率：-20db/dec （每十倍频程 -20db）
转折频率：1/T 对数相频：
W 0
υ （w） 0 -45° -90°
υ (w) =∠G(jw) =∠[1/ (1+jTw)] = 自动控制原理
tg-1Tw
1/T ∞
蒋大明
惯性环节
1/T处误差最大： 误差 = 实际值 - 近似值 = -20lg (1+T2w2)1/2︱w=1/T - 0
频率的计算公式
频率的计算公式
频率的计算公式
频率是描述一段时间内某个事件发生的次数的概念。
可以用简单的计算公式来计算频率：频率=事件发生次数/总时间（单位：次/秒），或者频率=每秒的发生次数/总时间（单位：次/秒）。
频率的计算公式可以应用于各种各样的情景，比如说计算一台机器的工作效率，一个健身房的用户增长速度，一个店铺的客户满意度，或者一个网站的访问量等等。
只要是能够将时间和事件结合在一起的场景，都可以利用频率的计算公式来进行分析。
频率的计算公式也可以用于计算电磁波、声音和其他电磁能量的频率。
通过测量电磁波的波长，就可以计算出其频率。
电磁波的频率可以用来描述电磁波的能量大小，以及电磁波在传播过程中的衰减情况。
频率的计算公式也可以用于计算动力学系统的振动频率。
振动频率描述的是动力学系统在某一时刻的变化情况，振动频率的大小可以反映出系统的运行状态。
频率的计算公式在日常生活中有着多种应用，它可以用来描述事件发生的频率，也可以用来计算电磁波、声音或电磁能量的频率，还可以用来计算动力学系统的振动频率。
因此，频率的计算公式在工程计算以及科学研究中都有着重要的意义。
频点、频段计算公式
1.信道（1）GSM900/GSM1800/GSM1900频段GSM900主频段（P-GSM）（双工间隔45MHz，工作带宽为25MHz，载频间隔200KHz，共124个频点）♦上行：890MHz-915MHz（移动台发，基站收）其中移动频段为890 MHz -909 MHz（移动台发，基站收）♦下行：935MHz-960MHz（基站发，移动台收）其中移动频段为935MHz -954 MHz（移动台发，基站收）GSM扩展频段（E-GSM）♦上行：880MHz-890MHz（移动台发，基站收）其中移动频段为885MHz -890MHz（移动台发，基站收）♦下行：925MHz-935MHz（基站发，移动台收）其中移动频段为930MHz -935MHz（移动台发，基站收）DCS1800频段（双工间隔为95MHz，工作带宽为75MHz，载频间隔为200KHz，共374个频点。
）♦上行：1710MHz-1785MHz（移动台发，基站收）♦下行：1805MHz-1880MHz（基站发，移动台收）♦其中移动GSM1800 1710-1725(上行)1805-1820(下行)拥有1800网络的移动分公司大多申请10M的带宽，频道号为512~562“PCS”1900频段 (1850－1910 MHz 与1930－1990 MHz)主要用于欧美等国家。
频率频点换算公式：GSM900主频段（P-GSM）♦上行：Fl=890 + 0.2 ⨯ N（MHz）（1≤N ≤124）♦下行：Fu=Fl + 45（MHz）GSM扩展频段（E-GSM）♦上行： Fl=890 + 0.2 ⨯（N-1024）（MHz）♦下行： Fu=Fl + 45（MHz）（975≤N ≤1023）DCS1800频段♦上行： Fl=1710.2 + 0.2 ⨯（N-512）（MHz）♦下行： Fu=Fl + 95（MHz）（512≤N ≤885）（2）、TD:频段及频点F频段（1880～1920MHz，原A频段）：共计20MHz，A频段（2010～2025 MHz，原B频段）：共计15MHz，E频段（2300～2400 MHz，原C频段）：共计100MHz。
波特率发生器的方式控制字
波特率发生器的方式控制字
具体实现波特率发生器的方式有多种，常用的方法包括：
1. 时钟分频法：使用一个高频的时钟源，通过将时钟频率进行分频，得到所需的波特率。
可以通过调整分频系数来控制波特率。
2. 定时器法：使用定时器生成固定的时间间隔，然后通过计数器控制每个位的持续时间。
通过调整定时器的相关参数，如计数间隔、计数位数等，可以控制波特率。
3. 波特率发生器芯片法：使用专门的波特率发生器芯片，通过设置该芯片的工作模式和参数来生成所需的波特率。
这种方式通常具有较高的精度和稳定性。
需要根据具体的应用场景选择合适的方式来控制字的波特率。
mhz计算公式
mhz计算公式
Mhz计算公式是用于计算计算机处理器速度的指标。
Mhz（兆赫兹）是处理器时钟速度的单位，用于衡量处理器每秒钟可以执行的周期数。
计算Mhz的公式是简单的：Mhz = 每秒时钟周期数 / 1,000,000。
这里需要了解两个重要的变量，即时钟周期数和1,000,000。
时钟周期数是处理器每秒钟执行的操作数，它通常由处理器的主频（频率）决定。
主频越高，时钟周期数越大，处理器的性能也越高。
而1,000,000是用于将周期数转换为兆赫兹的常数。
举个例子来说明计算公式的用法。
假设处理器每秒钟可以执行1,000,000,000个操作，那么Mhz的计算公式如下：
Mhz = 1,000,000,000 / 1,000,000 = 1,000
因此，该处理器的速度为1,000兆赫兹。
这意味着该处理器每秒钟可以执行1,000,000,000个操作周期。
需要注意的是，Mhz仅仅是处理器速度的一个指标，它并不完全代表处理器的性能。
其他因素如处理器架构、缓存大小等也对处理器性能产生影响。
总结起来，Mhz计算公式能够帮助我们了解处理器速度的指标，但在选择处理器时还应考虑其他重要因素以满足具体需求。
频段与频率计算公式关于频段与频率计算公式如下
频段与频率计算公式关于频段与频率计算公式如下：(1) GSM 900频段GSM使用900MHz频段如下：890~915MHz (移动台发，基站收)；935~960MHz (移动台发，基站收) 其频段与频率计算公式关于频段与频率计算公式如下：(1) GSM 900频段GSM使用900MHz频段如下：890~915MHz (移动台发，基站收)；935~960MHz (移动台发，基站收)其中，可用收发工作频带为25MHz，相邻频道间隔为200KHz，GSM采用等频道间隔配置方式，频道序号为0~124，共125个频道，频道序号和频道标称中心频率的关系为：F1(N)=890.200MHz+(N-1)×(移动台发，基站收)Fu(N)=F1(N)+45MHz （基站发，移动台收）N=0~124移动890－909 频点1－94联通909－915 频点96－124(2) DCS 1800频段GSM使用的1800MHz频段如下：1710~1785MHz (移动台发，基站收)；1805~1880MHz (基站发，移动台收)其收发工作频带为75 MHz，相邻频道间隔为200 KHz，频道序号和频道标称中心频率的关系为：F1(N)=1710.2+(N-512)×0.2( MHz)Fu(N)=F1+95(MHz)N=512~885(3) EGSM 900频段EGSM使用的900MHz频段如下：885.2~889.8MHz (移动台发，基站收)；930.2~934.8MHz (基站发，移动台收)其收发工作频带为5 MHz，相邻频道间隔为200 KHz，频道序号和频道标称中心频率的关系为：F1(N)=880+(N-974)×0.2( MHz)Fu(N)=F1+45(MHz)N=1000~10231。
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第６期
高 倩： 基于 ＤＤＳ 的高性能信号源的设计
５１
２．４．２ 放大电路的设计
放大器是输出部分的主要部件。信号源要求放
大和衰减过程中不产生谐波及保证衰减精度， 由于
宽带大功率器件的应用及补偿的引入， 实现这些要
求 已 变 得 比 较 容 易 。 本 设 计 选 用 了 带 宽 为 １２０ＭＨｚ
的ＮＥ５９２。
差为Δｆ， 则ＤＤＳ输出信号的频率为ｆ０＝ＦＣＷ×（ ｆｃ±Δｆ） ／２Ｎ， 输出信号的相对误差为Ｕ０＝Δｆ／ｆｃ，由此可知， ＤＤＳ输 出信号频率的稳定度和参考频率源的频率稳定度相等。石英晶振具有极高的频率稳定度， 采用温补或恒 温的办法， 其频率稳定度可达１０－７至１０－１０数量级。因此ＤＤＳ选用石英晶振作参考频率源， 就能具有极高的频 率稳定度。 １．２．３ 多杂散
接线上都加装ＲＣ滤波器。用ＡＴ８９Ｃ５１输入时， 数字信号的变化频率一般在３００ＫＨｚ以内， 可以用ＲＣ低通滤
波器滤掉这些信号。
（ ２） 除了启用ＤＤＳ内部的６倍频器， 降低外部参考时钟频率， 减小相位噪声外， 本设计还对时钟电路采
取了屏蔽和去耦措施， 以减小时钟信号的泄露和辐射。
（ ３） 抑制数字信号通过电源及地线干扰模拟部分。数字信号对模拟部分的干扰的再一条途径是通过
以要通过编程分５次将其送入， 其中单片机的Ｐ３．１和Ｐ３．０口分别与ＡＤ９８５１的ＦＱ－ ＵＤ和Ｗ－ ＣＬＫ连接。在第
一个Ｗ－ ＣＬＫ上升沿装入８位数据， 并把指针指向下一个输Ｋ的
边沿就不再起作用， 直到复位信号或ＦＱ－ ＵＤ上升沿把４０位数据从输入寄存器装入到频率／相位数据寄存
１ ＤＤＳ 原理及特性分析
１．１ ＤＤＳ 工作原理
ＤＤＳ工作原理框图如图１。它的工作原理是基于相位和幅度的对应关系， 通过改变频率控制字来改变
相位累加器的累加速度， 然后在固定时钟的控制下取样， 取样得到的相位值通过相位幅度转换得到与相
位值对应的幅度序列， 幅度序列通过数模转换得到模拟形式量化的正弦波输出。对于正弦波， 其输出频率
第 １１ 卷第 ６ 期 ２００５ 年 １２ 月
江苏技术师范学院学报 ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＪＩＡＮＧＳＵ ＴＥＡＣＨＥＲＳ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ ＯＦ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
Ｖｏｌ．１１，Ｎｏ．６ Ｄｅｃ ．， ２００５
基于Ｄ Ｄ Ｓ的高性能信号源的设计
高倩
（ 江苏技术师范学院 电气信息工程学院， 江苏 常州 ２１３００１）
低能滤波器
正弦放大
输出
电源
图 ２ 总体框图 Ｆｉｇ．２ Ｔｈｅ ｆｉｇｕｒｅ ｏｆ ｃｏｌｌｅｃｔｉｖｉｔｙ
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２．２ 频率合成模块设计 ２．２．１ ＤＤＳ芯片选用
ＤＤＳ芯片是频率合成模块的核心。本设计选用ＡＤ９８５１芯片。ＡＤ９８５１是ＡＤ公司推出的采用先进ＣＯＭＳ 技术生产的直接数字频率合成器件， 最适宜于输出模拟信号。芯片内部集成了时钟６倍频器、高性能１０位 ＤＡＣ和高速比较器。芯片最高时钟频率为１８０ＭＨｚ， 相位累加器为３２位， 当系统输入时钟频率为１８０ＭＨｚ 时， 其输出信号的实际分辨率为０．０４Ｈｚ， 输出信号的最高频率为７２ＭＨｚ， 输出频率范围为ＤＣ￣７２ＭＨｚ。该芯 片具有较高的频谱纯度， 理论上相位舍位噪声与主频幅度之比为－ ８４ｄＢ， 由幅度量化和ＤＡＣ造成的背景噪 声的信噪比为６２ｄＢ， 符合设计要求。ＡＤ９８５１的外围电路可参考文献［１］。 ２．２．２ 晶振的选用
ＦＣＷ＝５Ｄ３５Ｈ·Ｋ， 其中Ｋ为需输入的频率数据。 ３．３ 频率控制字ＦＣＷ的并行传送程序
图 ６ 并行方式工作时序图［１］ Ｆｉｇ．６ Ｔｈｅ ｔｉｍｉｎｇ ｐｒｏｇｒａｍ ｏｆ ｐａｒａｌｌｅｌ ｍｏｄｅ
３．３．１ 并行传送时序
并行传送时序如图６。通过单片机Ｐ０口将４０位的数据传给ＡＤ９８５１， 由于并行传送一次只能送８位， 所
电源和地串入模拟部分。从电源引入的干扰将严重影响输出频谱的纯度， 如果是较低频率（ ＜１ＭＨｚ） 的噪
声被调制到输出信号上， 用普通的滤波器很难将其滤掉。因此在设计ＡＤ９８５１的电源时将模拟地与数字地
分开， 模拟电源与数字电源完全隔开， 从而避免从电源和地线中引入干扰， 保证输出频谱的纯度。
３ 系统软件设计
图 ３ 输入部分电路图 Ｆｉｇ．３ Ｔｈｅ ｃｉｒｃｕｉｔ ｄｉａｇｒａｍ ｏｆ ｔｈｅ ｉｎｐｕｔ
２．４ 输出模块的设计 ２．４．１ 低通滤波器的设计
低通滤波器是保证输出信号频谱纯度的重要部件。为了有效地滤除主频以上的杂散分量， 要求滤波 器的衰减特性要陡直， 延迟时间要短。根据这个要求， 本模块设计了７阶的椭圆７０Ｍ低通滤波器（ 阻抗为 ２００Ω） ， 其指标为０～７０ＭＨｚ通带波纹小于０．２ｄＢ， 在８４ＭＨｚ处最小衰减Ａｍｉｎ为５０ ｄＢ。设计的椭圆滤波器电 路拓扑图及参数如图４。
ＤＤＳ需要外界提供相应的数据和控制信号。单片机是一项比较成熟的技术， 用它做控制电路， 频率改 变简捷迅速。本设计选用了ＡＴ８９Ｃ５１单片机组成控制电路， 并采用７４ＬＳ２４４作缓冲隔离， 以减小数字电路 对其它部分的干扰。 ２．３．２ 控制数据输入电路设计
本设计采用了ＢＣＤ拨码盘作为控制数据输入器件。采用ＢＣＤ拨码盘输入具有直观、接口简单、使用方 便等特点。为了保证电路正常工作， 本设计采用了二极管、发光二极管和译码器来进行有效的电气隔离、 超范围报警和扩展选通线， 另外还用ＬＥＤ管来显示输入数据， 以保证输入的正确性。控制数据输入电路如 图３。
器， 从而更新ＤＤＳ输出频率和相位， 同时把地址指针复位到第一个数据寄存器。
３．３．２ 并列传送程序
４０位数据已存放在７ＦＨ～７６Ｈ中：
ＭＯＶ Ｒ０，＃７ＦＨ
； 设置计数器
ＣＬＲ Ｐ３．０
； 将Ｗ－ ＣＬＫ置低
ＣＬＲ Ｐ３．１
； 将ＦＱ－ ＵＤ置低
ＭＯＶ ＴＯＭＤ，＃２１Ｈ ； 定时器０，方式１
ＭＯＶ ＴＨ０，＃０ＦＦＨ ； 定时间隔１０μＳ
３．２ 频率控制字ＦＣＷ的算法 从Ｐ１口输入的十进制频率控制数据， 需由单片机转换为与之对应的４０位频率相位控制字。其中最高８
位依次为５位相位控制字、１位电源休眠功能控制、１位逻辑０和１位６倍频器使能控制， 其余各位构成３２位频
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第 １１ 卷
率控制字。频率控制字的算法如下：
由式（ １） ｆｏ＝ｆｃ·ＦＣＷ／２Ｎ 可得ＦＣＷ＝ｆｏ·２Ｎ／ｆｃ 代入ＡＤ９８５１的参数并换算成十六进制数， 得：
ＤＤＳ是一种全数字器件， 杂散多是其固有特性。杂散是由ＤＤＳ的相位舍位误差、幅度量化误差以及 ＤＡＣ的非理想特性引起的。杂散是可以抑制的， 设计时可根据不同性质的杂散采用不同的抑制方法。 １．２．４ 低相位噪声
ＤＤＳ的相位噪声主要由时钟的相位噪声决定。根据理论分析， ＤＤＳ输出信号的相位噪声会改善２０ｌｇ（ ｆ０ ／ ｆｃ）（ ｄＢ） ［１］。文献［２］也具体分析了相位舍位等因素对ＤＤＳ输出相位噪声带来的影响， 结论是影响很小。石英 晶振的相位噪声是很低的， 理论上ＤＤＳ输出信号的相位噪声会更好， 但实际使用上并不能达到这个指标， 因此， 在具体设计时要充分考虑ＤＤＳ外围电路、电源以及启用ＤＤＳ内部的６倍频器对输出信号相位噪声的 影响。
好； 人机交互界面友好， 数据输入简单、可靠； 电磁兼容设计合理， 保证了仪器性能稳定。
关键词： ＤＤＳ； ＡＤ９８５１； 单片机； 电磁兼容设计
中图分类号： ＴＮ９１２．２０２
文献标识码： Ａ
０引言
直接数字频率合成（ Ｄｉｒｅｃｔ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ， 简称ＤＤＳ） 技术是频率合成领域中的一项新技术。和传 统的频率合成技术相比， 它具有频率分辨率高、频率切换时间短、相位变化连续及相位噪声低等突出优 点。随着电子技术的发展， 对信号源频率的稳定度、准确度， 以及频谱纯度提出了越来越高的要求。设计一 款高性能（ 高分辨率、高稳定度、较高纯度） 信号源是科研和实验教学的需要。本文运用ＤＤＳ技术设计一款 高性能信号源， 主要指标为： 频率范围１ ＫＨｚ～７０ＭＨｚ； 分辨率为０．０４Ｈｚ； 频率步长为１ＫＨｚ； 频率稳定度为 １０－６； 相位噪声≤－ ９０ｄＢｃ／Ｈｚ； 杂散≤－ ５０ｄＢｃ。
杂散措施外， 还考虑了电磁兼容设计。数字信号引入的噪声、ＤＡＣ模拟电源引入的噪声都会对ＤＡＣ输出信
号产生影响。对于这些噪声ＤＡＣ是一个调制器， 各类噪声信号都会调制在主谱线的周围， 产生新的杂散。为
了有效抑制这些杂散的产生， 本设计采取了以下措施：
（ １） 合理设计单片机的接口电路， 抑制数字信号通过信号线引入ＡＤ９８５１。一是采取缓冲隔离； 二是连
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高 倩： 基于 ＤＤＳ 的高性能信号源的设计
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的位数Ｎ， 就能得到很高的频率分辨率。通常ＤＤＳ的Ｎ都取得很高（ 一般Ｎ＝３２￣４８） ， 因此具有很高的频率分 辨率。
图 １ ＤＤＳ 的基本原理框图 Ｆｉｇ．１ Ｔｈｅ ｂａｓｉｃ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｆｉｇｕｒｅ ｏｆ ＤＤＳ
１．２．２ 高稳定度 ＤＤＳ一般采用石英晶体振荡器作为它的参考频率源， 如图１。由（ １） 式可知， 假设晶体振荡器的频率误
晶振的选用十分重要， 它的性能决定了输出信号的频率稳定度和相位噪声。本设计根据设计指标要 求， 并考虑时钟频率通过６倍频后相位噪声增加１５．５ｄＢ［１］， 以及各种干扰引起的相位噪声恶化 ， 故选用了 ３０．０００ＭＨｚ温补振荡器， 其频率的稳定度为±１．０ｐｐｍ（ ０￣＋５０℃） ，相位噪声为１ＫＨｚ， － １３０ｄＢＣ／Ｈｚ。 ２．３ 控制模块设计 ２．３．１ 控制电路设计
ＭＯＶ ＴＬ０，＃０ＦＢＨ
ＳＥＴＢ ＴＲ０
； 启动定时器
ＳＥＴＢ ＥＴ０
； 开定时器０中断
ＳＥＴＢ ＥＡ