一、多音DDS模式

DDS（直接數字合成）是一種從單個固定頻率參考時鐘生成任意周期波的方法，廣泛用于信號生成應用。 德思特AWG（任意波形發生器）上實現的DDS功能基于添加多個“DDS 核心”以生成多載波（多音調）信號的原理，每個載波都有自己明確定義的頻率、幅度和相位。除了這些靜態參數之外，還內置了頻率和幅度斜率等動態參數，以允許多個內核進行固有的線性變化。

在最簡單的情況下，用戶將特定 DDS 內核的命令頻率和幅度寫入，然后AWG將連續輸出單個周期性正弦波，直到用戶向其寫入更改。這些更改以命令的形式寫入（有關可用命令的列表，請參見下部分），并添加到先進先出 (FIFO) 緩沖區。然后，這些命令按照寫入的順序執行。

下方示例顯示了16個DDS內核的輸出，這些內核的獨立固定頻率在50 MHz到125MHz之間，間隔為5MHz。

16個正弦波DDS核在頻域的輸出

二、可用的DDS命令

1、內置單行命令

● 設置DDS核心頻率

● 設置DDS核心的幅度

● 設置DDS核心的相位

● DDS核心的啟動線性頻率斜率

● DDS核心的啟動線性幅度斜率

● 設置數字輸出

● 改變執行模式

● 設置輸出定時器

2、有多個命令組成的高級命令

從PC到AWG卡的快速DMA控制命令每秒可發送數百萬條DDS命令。這提供了廣泛的靈活性，并允許執行以下功能：

● 由多個線性斜率命令組成的S形頻率/幅度斜率

● 由多個線性斜率命令組成的自定義頻率/幅度斜率

● 由多個幅度變化命令組成的AM調制

● 由多個頻率變化命令組成的FM調制

● 由多個頻率變化命令組成的FSK（頻率移位鍵控）調制

什么是斜率（slope）？

斜率Slope指的是頻率或幅度隨時間變化的速率。在信號生成和調制技術中，斜率通常用來描述信號參數（如頻率或幅度）的變化速度。例如，一個線性斜率表示頻率或幅度以恒定的速率增加或減少。

3、示例（C++API）

以下示例生成一個110 MHz的信號，持續100毫秒，然后在接下來的100毫秒內從110 MHz線性遞增到120 MHz，之后保持120 MHz直到停止。這里沒有顯示AWG的通用初始化和放大器設置：

三、FIFO命令

DDS功能通過寫入驅動程序內部列表的命令來控制，當發送以下命令時：

SPCM_DDS_CMD_WRITE_TO_CARD

這些命令列表會被寫入AWG卡中。這些命令列表被放入一個先進先出FIFO（命令隊列）緩沖區，并一個接一個地執行。下方的命令隊列土概覽展示了如何使用命令來生成單個DDS核心的不同輸出狀態。命令隊列中的命令從上到下執行。

設置首先被寫入一組“影子寄存器”，這些寄存器是與活動DDS配置寄存器并行的一組獨立寄存器。一個命令接一個命令地操作影子寄存器，直到接收到SPCM_DDS_CMD_EXEC_AT_TRIG命令，然后停止從FIFO寫入影子寄存器，AWG開始等待下一個內部觸發。接收到觸發后，影子寄存器會被傳輸到活動寄存器中。

左側顯示發出的 DDS 命令，右側顯示帶有時間信息的結果輸出

四、定時和觸發

DDS命令被寫入AWG內部存儲器，并可以通過三種不同的方式執行：

● 手動：使用單獨的執行命令來執行隊列中的命令，計時完全由軟件完成。

● 觸發：命令執行等待外部觸發信號，這允許與外部實驗控制緊密交互。

● 定時器：具有非常精細的時間分辨率的可編程定時器定義了命令執行時間。

在大多數情況下，將使用所有三種模式的組合，在命令序列之間混合這些模式沒有任何問題。上面的例子展示了定時器的用法。

五、優勢

DDS模式可用于任何需要純正弦信號的應用場合。無需計算數千甚至數百萬個樣本并將其傳輸到AWG內存，只需幾個簡單的DDS命令即可完成這項工作。多音DDS模式在控制聲光偏轉器 (AOD) 和聲光調制器 (AOM) 時特別有用，這些通常用于物理學，尤其是量子實驗。使用具有頻率斜率的多音正弦信號可以在量子實驗中以簡單的方式移動原子，這允許通過實驗控制軟件的一些命令來操作光鑷。

具有多音DDS模式的AWG通過附加放大器驅動聲光調制器來控制激光

審核編輯 黃宇