制作一個基于STC15W4K48S4設計手機控制AD9850信號發生器的設計方案

　　首先什么是DDS？

　　DDS是直接數字式頻率合成器（Direct Digital Synthesizer）的英文縮寫，是一項關鍵的數字化技術。與傳統的頻率合成器相比，DDS具有低成本、低功耗、高分辨率和快速轉換時間等優點，廣泛使用在電信與電子儀器領域，是實現設備全數字化的一個關鍵技術。

　　DDS芯片中主要包括頻率控制寄存器、高速相位累加器和正弦計算器三個部分（如Q2220）。頻率控制寄存器可以串行或并行的方式裝載并寄存用戶輸入的頻率控制碼；而相位累加器根據。

　　頻率控制碼在每個時鐘周期內進行相位累加，得到一個相位值；正弦計算器則對該相位值計算數字化正弦波幅度（芯片一般通過查表得到）。DDS芯片輸出的一般是數字化的正弦波，因此還需經過高速D/A轉換器和低通濾波器才能得到一個可用的模擬頻率信號

　　DDS的優點是什么？

　　頻率分辨率高、輸出頻點多、可達2的N次方個頻點（N為相位累加器位數）；頻率切換速度快，可達us量級；頻率切換時相位連續；可以輸出寬帶正交信號；輸出相位噪聲低，對參考頻率源的相位噪聲有改善作用；可以產生任意波形；全數字化實現、便于集成、體積小、重量輕。

　　什么是AD9850？它的工作原理是什么？

　　AD9850是AD公司生產的最高時鐘為125 MHz、采用先進的CMOS技術的直接頻率合成器，主要由可編程DDS系統、高性能數模變換器（DAC）和高速比較器3部分構成，能實現全數字編程控制的頻率合成。

　　AD9850采用直接數字合成（DDS）技術，內含可編程DDS 系統和高速比較器，可實現全數字編程控制的頻率合成。可編程DDS系統的核心是相位累加器，由一個加法器和一個N位相位寄存器組成，N 一般為24～32。每來一個外部參考時鐘，相位寄存器便以步長M遞加。相位寄存器的輸出與相位控制字相加后可輸入到正弦查詢表地址上。正

　　弦查詢表包含一個正弦波周期的數字幅度信息，每一個地址對應正弦波中0°～360°范圍的一個相位點。查詢表把輸入地址的相位信息映射成正弦波幅度信號，然后驅動DAC 輸出模擬量。

制作工藝及其流程

　　任何發射機或接收機都需要一個源。這個源可以是RC振蕩器、LC振蕩器、晶體振蕩器、鎖相環頻率合成器或DDS直接數字頻率合成器。而DDS直接數字頻率合成器是近10幾年的新興方案。縱觀各種DDS芯片，數美國ADI公司的AD9850性價比最高。市面上滿天飛的一款DDS信號發生器就是采用此款芯片。出于成本和占有量的考慮，決定率先開發配套此款DDS信號發生器的控制板。本控制板硬件使用最新版STC的51系列單片機STC15W4K48S4。配套上位機軟件為安卓版藍牙串口程序。

　　圖1為 控制板單板。板的右側是電源接口采用手機標準的Micro-USB接口，每一個手機充電器都可以用做電源，供電極為方便。緊貼Micro-USB接口的是電源開關。板的左側是SAM射頻輸出接口。板中間兩個黑色的排母是AD9850模塊插座。板的左下角4針排母是HC-06藍牙串口模塊插座。

　　控制板尺寸：99.8*50.8MM，板厚1.2MM。

　　安裝孔距：長距92MM，寬距43MM。為3.6MM通孔，可以用3MM螺栓固定。

　　圖2為 AD9850板、控制板和藍牙串口板組合起來的效果。注意AD9850模塊的VCC腳一定要對應控制板的上排母的+電源腳，如果插反會損壞模塊。注意HC-06的VCC引腳一定要對應控制板左下角4針排母的VCCIN引腳。小竅門：如果將藍牙串口模塊的引腳焊下來，旋轉90度安裝，然后插在控制板上。那么組合模塊的高度會降低很多，可以將它裝在一個小型的鋁型材盒子內。

　　對應的AD9850引腳如下圖，現在都是升級的藍色板子了，引腳一樣。兩排插針的跨度20.5MM，引腳間距2.54MM。一排10個引腳，共20腳。

　　圖3為安卓手機上藍牙串口的選擇界面，此處選擇鍵盤模式。圖4 為搜索藍牙器件，初次鏈接配對密碼是1234。圖5為進入鍵盤模式后的插座界面。圖5的上方顯示當前DDS模塊的輸出頻率，黃色顯示對應的MHZ頻率，綠色顯示對應的KHZ頻率，紅色顯示對應的HZ頻率。用戶可以在圖5下方的輸入框輸入你需要的頻率，然后按發送鍵設置頻率。輸入框下面是常用的頻率增減量，按下一個按鈕就會自動產生對應的增減后頻率。

　　指標介紹：

　　1 頻率范圍：1HZ~40MHZ。DDS的主時鐘是125MHZ，根據奈奎斯特定理其實最大可以產生62.5MHZ的頻率，但是40MHZ以上頻率的諧波和失真會增大。

　　2 頻率分辨率：1HZ

　　3 輸出幅度：-3.3dBm~-4.7 dBm。1MHZ時對應-3.3dBm，40MHZ是對應-4.7 dBm。

　　所需工具：

　　STC15W4K48S4單片機

　　AD9850頻率合成器

　　一部安卓手機