基于AD9833 的DDS信号发生器

本文分享了作者使用AD9833芯片搭建DDS信号发生器的实战经验,包括电路设计、STM32F030 SPI通讯调试、波形输出及放大电路优化等关键环节。AD9833表现出良好的稳定性和曲线质量,适用于任意波形发生场景。

以前用ICL8038 DIY过信号发生器,效果还是不错的,电路简单,输出的波形还算可靠,就是频率不是很稳定,受电容影响较大,网上顺手5块钱买了一块AD9833,想试试看用作DDS信号发生器,AD9833是最大25MSPS(基于25M晶振)
电路上用STM32F030+TM1650+AD9833,很简单,通讯上用SPI,要注意的几点

  1. AD9833是密脚的MSOP封装(间距0.5mm)一开始封装搞错了。。。
  2. AD9833通讯是spi,但是注意FSYNC脚的状态要和手册上一致。
  3. STM32,spi通讯,数据是16位时出错,数据选8位时还是有问题,最后还是模拟SPI来的迅速快捷。
  4. 输出是0.6VPP需要运放电压跟随
  5. 加后级放大的时候切记要使用负压或者抬升电位,否则非轨到轨OP会失真(因为输出太靠近0电位)

总体来说AD9833还是很不错的芯片,输出1MHZ的sin曲线,曲线质量还是可接受的,频率一点都不飘。用作任意波形发生器很合适。

### 关于AD9833 DDS信号发生器的使用方法 AD9833是一款基于直接数字合成(DDS)技术的信号发生器芯片,能够生成精确可控的正弦波、三角波和方波。以下是关于其使用方法及相关注意事项的具体说明: #### 1. 基本工作原理 AD9833通过内部的相位累加器和DAC模块来生成所需的波形。它支持高达25 MSPS的采样率,并可以通过SPI接口配置频率控制字和其他参数[^1]。 #### 2. 硬件连接 硬件设计通常包括微控制器(如STM32)、显示驱动(如TM1650),以及AD9833本身。具体连接方式如下: - **SPI通信**: AD9833与微控制器之间的数据传输采用标准SPI协议。需要注意的是,FSYNC引脚用于同步操作,在每次发送命令前需将其拉低并保持一段时间后再恢复高电平。 - **电源管理**: 输出信号幅度为0.6 Vpp,如果需要更大的动态范围,则应加入运算放大器进行缓冲或增益调整。此时应注意选用轨至轨输入/输出型运放以避免失真现象的发生。 #### 3. 软件编程要点 利用HAL库或其他框架可以简化对AD9833的操作流程。主要涉及以下几个方面: - 初始化SPI外设; - 设置合适的波特率及时钟极性和相位模式匹配目标器件需求; - 编写函数向寄存器写入相应的值完成频率调节等功能设置[^2]。 #### 4. 波形特性分析 不同类型的波形对应不同的条件约束: - 正弦波:理论上可达到最高的一半即约12.5 MHz (取决于实际使用的主频),但为了保证质量建议留有一定裕度; - 方波:由于仅包含高低两种状态切换所以相对容易实现高频输出; - 三角波:受限于单周期内的样本数量不足难以呈现理想形态,故必要时适当下调设定值使得每轮次内能采集更多有效点从而接近预期效果。 ```c // 示例代码片段展示如何通过C语言操控AD9833产生特定频率的正弦波 void setFrequency(uint32_t freq){ uint16_t frequency_word = ((uint64_t)freq * pow(2,28)) / MAIN_CLOCK_FREQ; // 计算频率控制字 HAL_GPIO_WritePin(FSYNC_PORT, FSYNC_PIN, GPIO_PIN_RESET); // 拉低FSYNC准备更新 delay_us(1); SPI_SendData(frequency_word & 0xFFFF); // 发送低字节部分 SPI_SendData((frequency_word >> 16) | 0b0001000000000000);// 高字节加上地址标志位 HAL_GPIO_WritePin(FSYNC_PORT, FSYNC_PIN, GPIO_PIN_SET); // 结束事务处理 } ```
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