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  DDS芯片AD9833的特性

  AD9833是AD公司出品的一款DDS波形發(fā)生器，能夠產(chǎn)生正弦波、三角波和方波輸出，它的主要參數(shù)如下：

  能產(chǎn)生正弦波、三角波和方波的輸出;

  28位的相位累加器，也就是主頻時(shí)鐘為25MHz時(shí)，可實(shí)現(xiàn)0.1Hz的分辨率;主頻時(shí)鐘為1MHz時(shí)，可實(shí)現(xiàn)0.004Hz的分辨率;

  10位的DAC輸出;輸出正弦波和三角波時(shí)波形幅度為38mV~650mV，輸出方波時(shí)幅度最大為3.3V。

  采用SPI接口，只作為SPI的從機(jī)。

  這里需要說(shuō)明一下，AD9833的輸出波形頻率，最高可達(dá)12.5MHz。這個(gè)12.5MHz是怎么來(lái)的呢?

  因?yàn)?/span>AD9833的輸入時(shí)鐘頻率最高是25MHz，由于奈奎斯特采樣定律的限制，輸出波形的每個(gè)周期內(nèi)至少要2個(gè)點(diǎn)才能還原出信號(hào)，所以，25MHz/2 = 12.5MHz，是這么來(lái)的。

  但是，這里要特別注意一下，奈奎斯特采樣定理使用的條件，它描述的是波形中所含正弦波的最高頻率。

因此，如果我們想讓它輸出12.5MHz的正弦波是可行的，一個(gè)周期內(nèi)兩個(gè)點(diǎn)的波形，再加上后端的低通濾波器就能實(shí)現(xiàn);輸出方波也是可行的，因?yàn)榉讲ㄖ挥懈?、低電平的變化，輸出不加任何濾波就是方波;而想要輸出三角波，就不可能了，一個(gè)周期中只輸出兩個(gè)點(diǎn)，怎么都不可能形成三角波的圖形，要想輸出三角波，只能降低頻率，讓一個(gè)周期內(nèi)的點(diǎn)數(shù)增加，才能輸出類似三角波的波形。

  使用stm32驅(qū)動(dòng)AD9833輸出

  AD公司官方給出了一套驅(qū)動(dòng)AD9833的代碼，但是它的代碼結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，而且它為了兼容同系列的其他DDS芯片里面有很多冗余的部分，我們不使用官方的代碼(有興趣研究官方代碼的可以關(guān)注我的公眾號(hào)找到下載地址)。

自己來(lái)實(shí)現(xiàn)AD9833的驅(qū)動(dòng)代碼，使用的硬件平臺(tái)是stm32單片機(jī)。

  AD9833連接到SPI2接口上，使用PA8作為片選信號(hào)。

  首先看AD9833的SPI接口時(shí)序：

  它只有MOSI數(shù)據(jù)，所以數(shù)據(jù)只有主機(jī)到從機(jī)的，而且要注意是在時(shí)鐘下降沿取數(shù)的，每次傳輸16bit。

  在cubemx里建立工程，主要的參數(shù)設(shè)置下面幾項(xiàng)：

  使能SPI2，設(shè)置為全雙工主機(jī)(半雙工主機(jī)也可以，因?yàn)閿?shù)據(jù)線只有一根MOSI);時(shí)鐘初始為高、第一個(gè)跳變沿取數(shù);

  PA8設(shè)置為輸出，作為AD9833的片選信號(hào);

  然后生成工程，在keil中打開(kāi)后就可以編寫代碼了。

  AD9833的寄存器比較簡(jiǎn)單，一共就三個(gè)：控制寄存器、頻率寄存器、相位寄存器。

  其中，控制寄存器用于設(shè)置波形、是否輸出、是否低功耗等等一些控制量。頻率、相位寄存器都有兩個(gè)，由控制寄存器中的FSELEC、PSELECT位來(lái)選擇使用哪一個(gè)。

  原理圖如下：

  在AD9833的輸出增加了一個(gè)數(shù)字電位器MCP41010和運(yùn)放AD8051進(jìn)行輸出波形幅度的調(diào)節(jié)。

  但是，這個(gè)模塊的設(shè)計(jì)是有問(wèn)題的，主要在于MCP41010數(shù)字電位器的帶寬不夠!會(huì)造成輸出頻率較高時(shí)，波形幅度大幅減小，完全起不到調(diào)節(jié)波形幅度的作用。

  如下圖是MCP41010的增益隨頻率的變化曲線，可以看到，頻率到1MHz以上時(shí)，衰減會(huì)變得很明顯，頻率越高衰減越大：