作为模块化仪器中生成信号的一个重要部分，也是全国大学生电子设计竞赛中最常用到的功能模块，这是一块使用现成DDS芯片设计的信号产生模块，它可以通过SPI进行配置，板上有75MHz晶振，能够生成最高30MHz的正弦波、三角波。

模块化仪器的构成

它采用一款 Analog Devices Inc的、主频为75MHz的低功耗DDS芯片AD9834，能够输出高性能的正弦波/三角波，芯片具备相位和频率调制的功能，并且芯片内部有比较器能够生成方波信号用于时钟信号的产生。使用75MHz时钟频率，能够实现0.28Hz的分辨率；如果采用1MHz的时钟频率，AD9834可以调节至0.004Hz 的分辨率。

工作原理：

直接数字频率合成（DDS）技术是一种基于数字控制的频率合成方法。它通过数字方式控制振荡信号的频率和相位，利用数字累加器和相位累加器生成离散相位信号，再通过数模转换器（DAC）将其转换为模拟信号，最终输出可精确控制频率和相位的波形。DDS技术具有频率分辨率高、切换速度快、可编程性强等优点，广泛应用于通信、雷达、仪器仪表等领域。

下图是一个典型的DDS的构成框图，来自Analog Device Inc公司的官网。

DDS生成常用的几种波形（正弦波、三角波）信号的构成框图

在全国大学生电子设计竞赛中，几乎所有的测试测量类的题目、多数的通信类的题目中都会用到DDS来产生各种方式的信号，比如调制信号、扫频信号等。因此DDS技术是全国大学生电子设计竞赛的备赛过程中一个重要的技能点，而DDS模块则是电赛中最常见的功能模块。

设计一款DDS模块有两种方法，一种是采用现成的DDS芯片，比如Analog Devices Inc公司的AD9850、AD9851、AD9833、AD9834、AD9837等，这些都是在电赛中常用到的型号。另一种方式就是采用FPGA+高速DAC的方式来实现，前者比较简单，只需要通过DDS芯片的数据接口送“控制字”即可得到不同的波形、自己需要的频率或相位。后者则需要FPGA的编程来实现，但灵活度更大，能够实现更个性化的功能。

这个模块采用的是Analog Devices Inc公司的一颗主频率可以到75Msps的DDS芯片，它内部包含一个 16 位控制寄存器，可以通过 SPI串行接口访问，用于设置AD9834的工作模式。AD9834的内部电路包括一个数控振荡器（NCO）、频率和相位调制器、正弦波 ROM（SIN ROM）、数模转换器（DAC）、比较器和稳压器。

AD9834内部结构

AD9834的输出信号首先通过一个RC滤波网络，然后通过一款ADI公司的超低功耗、低失真ADC驱动器 - 全差分放大器ADA4940-1 进行放大，从而得到模拟直流电压。AD9834的输出信号分为两条路径：当发生器的输出波形为正弦波或三角波时，信号经过ADA4940-1放大后通过标记为“Wav”的输出端口输出；而当发生器的输出波形为方波时，信号则直接通过标记为“Sync”的输出端口输出，用作“同步”信号。

AD9834 DDS模块的构成

除了需要正电源电压外，ADA4940-1放大器还需要一个负电源电压。模块上使用圣邦微公司的200mA电荷泵电压反相器SGM3204，从输入的+3.3V电压生成-3.3V的直流电压，以+/-3.3V的方式给ADA4940-1供电，从而在输出端得到能够正、负摆动的电压信号。此外，这个模块使用了一个75MHz的晶体振荡器，这也是AD9834能够接受的最高频率。

AD9834通过3线SPI串行接口与微控制器（MCU）通信，该接口兼容标准SPI、QSPI™、MICROWIRE™，并且能够在高达40MHz的时钟速率下运行。

这个模块设计为使用3.3V逻辑电平工作。

技术指标：

管脚命名：

板上设置和信号指示：

电气指标：

在这个DDS模块后面需要使用滤波器以及模拟信号调理电路，来得到最终需要的输出信号，这个功能可以通过另外一个模块实现。

DDS产生的信号的频谱分量

DDS模块搭配模拟信号调理模块构成一个完整的任意信号/波形发生器系统