【正文】 t+1/2mVcmcos(ωcΩ)t （）式中，m為調(diào)制指數(shù)，m=VΩm/Vcm；Vcmcosωct為載波信號；1/2mVcmcosωc+Ω)t為上邊帶信號；1/2mVcmcos(ωcΩ)t為下邊帶信號。 MC1496在振幅調(diào)制中的應(yīng)用振幅調(diào)制就是使載波信號的振幅隨調(diào)制信號的變化規(guī)律而變化。當(dāng)器件為單電源工作時(shí)，因腳14接地，5腳通過一電阻接正電源（的典型值為+12V），由于是的鏡像電流，所以改變電阻可以調(diào)節(jié)的大小，即 （）當(dāng)器件為雙電源工作時(shí)，引腳14接負(fù)電源（一般接8V），5腳通過電阻接地，因此，改變也可以調(diào)節(jié)的大小，即 （）根據(jù)MC1496的性能參數(shù)，器件的靜態(tài)電流應(yīng)小于4mA，一般取=1mA左右。 MC1496靜態(tài)工作點(diǎn)的設(shè)置（1）靜態(tài)偏置電壓的設(shè)置靜態(tài)偏置電壓的設(shè)置應(yīng)保證各個(gè)晶體管工作放大狀態(tài)，即晶體管的集基極間的電壓應(yīng)大于或等于2V，小于或等于最大允許工作電壓。引腳8和10接輸入電壓vx，1和4接另一輸入電壓vy，輸出電壓Vo從引腳6和12輸出。T5，T6組成的單差分放大器用于激勵(lì)T1～T4。下面介紹一下MC1496芯片。新產(chǎn)品有超高頻模擬乘法器AD834（其帶寬BW=500MHz～1GHz），AD835，超高精度模擬乘法器AD734（其帶寬BW=40MHz,%），其中后面三種也都是美國AD公司的產(chǎn)品。所以目前在無線通信，廣播電視等方面應(yīng)用較多。高頻電子線路中的振幅調(diào)制，同相檢波，混頻，倍頻，鑒頻，鑒相等調(diào)制與解調(diào)的過程，都可以視為兩個(gè)信號相乘或者包含相乘的過程。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。 /EA/VPP：當(dāng)/EA保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲器（0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。在由外部程序存儲器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次/PSEN有效。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無效。此時(shí)， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲器時(shí)，將跳過一個(gè)ALE脈沖。在平時(shí)，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。RST：復(fù)位輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。 P3口：P3口管腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個(gè)TTL門電流。在給出地址“1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行讀寫時(shí)，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 P2口：P2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個(gè)TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FIASH編程時(shí)，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，P0輸出原碼，此時(shí)P0外部必須被拉高。當(dāng)P1口的管腳第一次寫1時(shí)，被定義為高阻輸入。 低功耗的閑置和掉電模式可編程串行通道5個(gè)中斷源兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器32可編程I/O線128*8位內(nèi)部RAM 主要特性該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS51指令集和輸出管腳相兼容。然后經(jīng)過濾波器濾除帶外的雜散和諧波分量，得到比較純凈的正弦信號。： AD9851及濾波器電路 選用一個(gè)20MHz高穩(wěn)定有源晶振，既保證輸出頻率穩(wěn)定，減小高頻輻射，又提高了系統(tǒng)的電磁兼容能力。AD9851 ?？刂谱州斎胧茈娖叫盘柨刂疲琖 CLK端每來一個(gè)上升沿就并行輸入一次8bits數(shù)據(jù)，輸入數(shù)據(jù)的順序依次為：W0W1W2W3W4，W CLK端來5個(gè)上升沿，8bits5次數(shù)據(jù)輸入完后，40bit輸入寄存器滿，這時(shí)在端來一個(gè)上升沿，即可啟動DDS核心工作產(chǎn)生所設(shè)置的頻率信號，同時(shí)AD9851內(nèi)部程序地址指針又回到W0。 AD9851引腳功能表 AD9851采用先進(jìn)的CMOS集成技術(shù)，當(dāng)其工作在最高時(shí)鐘頻率180MHz，電源電壓為+5v時(shí)，功毫僅為550mW，當(dāng)電源電壓大于3v時(shí)，它可在40℃～+85℃下正常工作，當(dāng)電源電壓低于3v時(shí)，AD9851可在0℃～+85℃下工作。 23 DVDD數(shù)字電路的正電平輸入端?？墒笵DS累加器及相位補(bǔ)償寄存器清零。輸出電流粗要轉(zhuǎn)換為電壓，一般通過電阻或轉(zhuǎn)換器與地相接。 20 IOUTB與IOUT端具有相同特性的DAC互補(bǔ)輸出端，IOUTB=IOUT（SFDR最佳時(shí)）。比較器正向輸入。比較器反向輸入。比較器的CMOS邏輯正電平輸出。比較器的互補(bǔ)CMOS邏輯負(fù)電平輸出。 的小電阻為參考基準(zhǔn)電壓。 10，19 AGND模擬地。直接輸入方式下，其輸入即是系統(tǒng)時(shí)鐘，如果6倍頻乘法器工作，則乘法器的輸出是系統(tǒng)時(shí)鐘。 9REFCLOCK參考時(shí)鐘輸入端。上升沿異步將40位寄存器的內(nèi)容DDS核心，使其工作。上升沿異步裝入并行或串行的頻率/相位控制字到40位輸入寄存器。 6 PVCC6倍頻參考時(shí)鐘乘法器正電源電壓引腳。：引腳號引腳名 功能4～1 28～25D0～D78位數(shù)據(jù)輸入端，用來裝入32位頻率和8位相位控制字，D0為最低有效位，D8為最高有效位，同時(shí)D7用作40位串行數(shù)據(jù)輸入引腳。AD9851的控制數(shù)據(jù)，頻率控制字和相位調(diào)制字可以以并行或串行異步兩種方式輸入?？删幊虇⒂肁D9851內(nèi)部集成的6倍頻參考時(shí)鐘乘法器這樣輸入的時(shí)鐘頻率不需要很高，且該乘法器具有很小的SFDR和相位噪聲。 由于AD9851的核心具有32bits的頻率控制字，當(dāng)系統(tǒng)輸入時(shí)鐘頻率為180MHz時(shí)。： AD9851原理框圖 AD9851芯片的主要性能特點(diǎn)有：① 語序最高輸入時(shí)鐘180MHz，同時(shí)可選擇是否啟用內(nèi)含的6倍頻乘法器；② 帶有高性能的十位數(shù)模轉(zhuǎn)換器；③ 內(nèi)含一個(gè)高速比較器；④ 具有簡化的控制接口，允許串/并行異步輸入控制字；⑤ 采用32位頻率控制字；⑥ 內(nèi)部使用5位相位調(diào)制字；⑦ 允許工作電源范圍：++；⑧ 可以工作在掉電方式（低功耗）：4mW+；⑨ 其自由寄生動態(tài)范圍（SFDR）43dB70MHz輸出；⑩ 采用極小的28腳貼片式封裝。 AD9851內(nèi)部結(jié)構(gòu)AD9851芯片是AD公司生產(chǎn)的最高時(shí)鐘頻率為180MHz，采用先進(jìn)的CMOS技術(shù)的高集成度直接數(shù)字式頻率合成器件。：AT89C51AD9851鍵 盤LPFLCD顯示乘法器調(diào)幅信號 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)框圖3 硬件電路設(shè)計(jì) 直接數(shù)字頻率合成模塊 這里我們采用的是AD公司的DDS系列芯片之一的AD9851，其優(yōu)異的功能，尤其是其先進(jìn)的CMOS工藝，使其得到廣泛的應(yīng)用。同時(shí)，調(diào)制正弦波信號通過單片機(jī)AD采樣后，并行輸入改變DDS芯片頻率控制字就可實(shí)現(xiàn)調(diào)頻，基本不需要外圍電路，且最大頻偏可由軟件任意改變。故選用該方案。 (4) 顯示模塊方案一 采用普通LED 顯示，其優(yōu)點(diǎn)是操作方便，但顯示信息及功能少，且耗電量大。 (3) 調(diào)幅電路方案 一 采用分立器件實(shí)現(xiàn)，但其電路制作繁復(fù)且性能不甚理想。這種方法不需要硬件電路，只是通過軟件設(shè)計(jì)及鍵盤預(yù)設(shè)一定頻率，由單片機(jī)來控制改變DDS頻率控制字參數(shù)，即可實(shí)現(xiàn)調(diào)頻。這樣顯然簡單而容易控制，且精度較高。(2) 調(diào)頻電路 方案 一 ：D/A控制 此方案預(yù)先測試和計(jì)算好產(chǎn)生固定頻率所需的控制電壓，為方便控制將它量化存于ROM之中，在需要時(shí)利用單片機(jī)控制D/A轉(zhuǎn)換即可完成，此方案設(shè)計(jì)的是一個(gè)開環(huán)的系統(tǒng)，他的穩(wěn)定性不好，且頻率步進(jìn)無法做得很小。方案 三：采用DDS，即直接數(shù)字頻率合成，：D/A輸出地 址產(chǎn) 生RAMD/A基準(zhǔn)輸出 它以有別于其它頻率合成方法的優(yōu)越性能和特點(diǎn)成為現(xiàn)代頻率合成技術(shù)中的佼佼者。 方案提出及系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)框圖 系統(tǒng)各部分設(shè)計(jì)方案 (1)．常見信號源制作方法方案 一 ：采用模擬分立元件或單片壓控函數(shù)發(fā)生器MAX038，可產(chǎn)生正弦波，方波，三角波，通過調(diào)整外部元件可改變輸出頻率，但采用模擬器件由于分散性太大，即使使用單片函數(shù)發(fā)生器，參數(shù)也揶揄外部元件有關(guān)，因而產(chǎn)生的頻率穩(wěn)定度較差，精度不高，抗干擾能力較低成本較高。(6) 調(diào)幅電路設(shè)計(jì)。(5) 波形的整定電路設(shè)計(jì)。本課題首先要用DDS芯片產(chǎn)生一頻率穩(wěn)定且可調(diào)的正弦信號，因此正弦信號性能的好壞直接決定了該設(shè)計(jì)是否符合技術(shù)指標(biāo)要求，還有進(jìn)一步的調(diào)幅性能的好壞。直流電源的紋波越小，對提高DDS的性能就越有好處。(3) 系統(tǒng)電源設(shè)計(jì)。參考頻率源可選用普通晶體振蕩器，溫補(bǔ)晶體振蕩器或恒溫控制晶體震蕩器等。而單片機(jī)具有體積小，可控性高，控制功能強(qiáng)，使用方便，性價(jià)比較高等諸多優(yōu)點(diǎn)，我準(zhǔn)備采用常用的控制電路的芯片AT8951單片機(jī)來完成控制部分的功能。這些控制信號可以由PC機(jī)，單片機(jī)，可編程邏輯器件PLD，或者常規(guī)的數(shù)字邏輯電路來產(chǎn)生。2 課題總體方案設(shè)計(jì)及論證 設(shè)計(jì)任務(wù)及初步規(guī)劃設(shè)計(jì) 本課題是利用高性能DDS芯片設(shè)計(jì)頻率范圍在0～10 MHz，并能夠?qū)崿F(xiàn)調(diào)頻、調(diào)幅的信號源?，F(xiàn)在DDS的工作速度主要受到D/A變換器的限制。而各大芯片制造廠商都相繼推出采用先進(jìn)CMOS工藝生產(chǎn)的高性能和多功能的DDS芯片（其中應(yīng)用較為廣泛的是AD公司的AD985X系列），為電路設(shè)計(jì)者提供了多種選擇。 （６）其他優(yōu)點(diǎn) 　　由于ＤＤＳ中幾乎所有部件都屬于數(shù)字電路，易于集成，功耗低、體積小、重量輕、可靠性高，且易于程控，使用相當(dāng)靈活，因此性價(jià)比極高。另外，只要在ＤＤＳ的波形存儲器存放不同波形數(shù)據(jù)，就可以實(shí)現(xiàn)各種波形輸出，如三角波、鋸齒波和矩形波甚至是任意的波形。 （４）相位變化連續(xù) 　　改變ＤＤＳ輸出頻率，實(shí)際上改變的每一個(gè)時(shí)鐘周期的相位增量，相位函數(shù)的曲線是連續(xù)的，只是在改變頻率的瞬間其頻率發(fā)生了突變，因而保持了信號相位的連續(xù)性。只要增加相位累加器的位數(shù)Ｎ即可獲得任意小的頻率分辨率。ＤＤＳ的頻率轉(zhuǎn)換時(shí)間可達(dá)納秒數(shù)量級，比使用其它的頻率合成方法都要短數(shù)個(gè)數(shù)量級。因此，頻率轉(zhuǎn)換的時(shí)間等于頻率控制字的傳輸時(shí)間，也就是一個(gè)時(shí)鐘周期的時(shí)間。 (2) 頻率轉(zhuǎn)換時(shí)間短 　?。模模邮且粋€(gè)開環(huán)系統(tǒng)，無任何反饋環(huán)節(jié)，這種結(jié)構(gòu)使得ＤＤＳ的頻率轉(zhuǎn)換時(shí)間極短。相對于直接模擬合成和鎖相環(huán)而言，直接數(shù)字頻率（DDS）主要就有以下特點(diǎn)：(1) 輸出頻率相對帶寬較寬　　輸出頻率帶寬為５０％ｆs（理論值）。 正因?yàn)镈DS的這些特點(diǎn)，在通信系統(tǒng)，跳頻和擴(kuò)頻系統(tǒng)，電子戰(zhàn)和干擾系統(tǒng)，多譜勒和線形調(diào)頻雷達(dá)，無線電和電視廣播設(shè)備，HDTV以及測試設(shè)備等系統(tǒng)中必將會有非常廣泛的用途，尤其是，它很適宜用于數(shù)控多譜勒加到達(dá)角探測系統(tǒng)中。其調(diào)制方式非常方便，調(diào)制質(zhì)量非常好?？梢酝瞥鯣MSK信號的實(shí)時(shí)頻率為： （） 輸入數(shù)據(jù)經(jīng)g(t)的成形濾波再加上載波頻率就生成頻率調(diào)制值，這種方式實(shí)現(xiàn)GMSK調(diào)制，比正交調(diào)制簡單而且直接準(zhǔn)確地生成波形，兼實(shí)現(xiàn)簡便和精度高的特點(diǎn)。顯然，只需將作為頻率值就可以實(shí)現(xiàn)MFSK調(diào)制，若進(jìn)一步隨時(shí)間跳變，則可以實(shí)現(xiàn)調(diào)頻調(diào)制。 DDS的頻率調(diào)制高速可變性使其非常適合于進(jìn)行頻率調(diào)制。當(dāng)是約束在中傳輸時(shí)， 當(dāng) （）調(diào)制輸出為： （） 此調(diào)制波形s(t)可由基于DDS的通用數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)產(chǎn)生。 一般的窄帶帶通信號調(diào)制輸出可表示為： （）式中是載波頻率，u(t)是基帶信號的等效低通信號波形。其頻率調(diào)制可以由改變頻率控制字來實(shí)現(xiàn)，相位調(diào)制可以由改變瞬時(shí)相位字來實(shí)現(xiàn)，振幅調(diào)制可以用在ROM的DAC之間加數(shù)字乘法器來實(shí)現(xiàn)。 由Nyquist準(zhǔn)則可知，允許輸出最高頻率為/2，即K，但實(shí)際應(yīng)用中受LPF的限制，小于/2，以便濾除鏡像頻率，一般： （） 由此可見，DDS的工作頻帶較寬，同時(shí)它的輸出相位連續(xù)，頻率穩(wěn)定度高。輸出頻率精度高是DDS的一大特點(diǎn)。 由式（）可知DDS的頻率分辨率（也是最小的頻率間隔）為當(dāng)K=1時(shí)的輸出頻率： （）可見參考輸入時(shí)鐘頻率一定時(shí)，其頻率分辨率由相位累加器的位數(shù)N決定。 由于：，其中為一個(gè)采樣間隔之間的相位增量，采樣周期，則： （）通過改變的大小，就可以獲得不同的頻率輸出。 DDS的工作實(shí)質(zhì)是以參考頻率源（用作一個(gè)穩(wěn)定時(shí)鐘）對相位進(jìn)行等可控間隔的采樣。這可以用相位累加器來完成；(2) 將模的累加相位變換成相應(yīng)的正弦函數(shù)值的幅度，這里幅度可先用代碼表示，這可以用一只讀存儲器ROM來存儲一個(gè)正弦函數(shù)表的幅值代碼；(3) 將幅度代碼變換成模擬電壓，這可由數(shù)模變換器DAC來完成；(4) 相位累加器輸出的累加相位在量詞采樣的間隔時(shí)間內(nèi)是保持的，因而最終從DAC輸出的電壓也是經(jīng)保持的階梯波，需經(jīng)低通濾波器之后才能得到所需的模擬電壓輸出。因此