【正文】 弦波調(diào)制信號發(fā)生器的總體系統(tǒng)，完成了各個模塊的電路構(gòu)思。主要由單片機(jī)產(chǎn)生命令控制字來控制AD9850 產(chǎn)生所需的正弦波信號，并巧妙的利用模擬開關(guān)4051實(shí)現(xiàn)調(diào)制度ma的程控和ASK/PSK信號，且10kbps 碼元和FM 信號完全由單片機(jī)實(shí)現(xiàn)，大大簡化硬件電路，節(jié)約成本。本設(shè)計(jì)在對直接數(shù)字頻率合成器(DDS)深入的了解之后，從工程實(shí)際應(yīng)用的角度，完成了一種基于DDS的信號發(fā)生器的設(shè)計(jì)。圖49 ASK信號圖410 PSK信號天津工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)論文 第六章天津工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)論文 結(jié)論結(jié) 論正弦波調(diào)制信號發(fā)生器，作為電子技術(shù)領(lǐng)域中最基本的電子儀器，廣泛應(yīng)用于航空航天測控、通信系統(tǒng)、電子對抗、電子測量、科研等各個領(lǐng)域中。工作時(shí)將AD9850產(chǎn)生的正弦波信號引出兩路，一路直接輸入4051(2)，另一路經(jīng)倒相器后輸入4051(2)，根據(jù)10kbps的碼元選通4051(2)不同的通道以輸出ASK信號，如圖49所示。輸出的FM信號如圖48所示。利用單片機(jī)內(nèi)部2kHZ 的時(shí)基中斷，每兩個中斷為一個周期（1kHZ），第1 個中斷輸出載頻（100kHZ~10MHZ），第2 個中斷促使AD9850 輸出載頻減去頻偏的值，便獲得FM信號（見圖47）。單片機(jī)根據(jù)外部調(diào)制度ma，給出不同的地址值，使4051（1）選通不同的通道，接通不同阻值與R0構(gòu)成分壓電路（見圖45），從而改變載波的電壓幅值，產(chǎn)生AM 信號，如圖47所示。 AM信號AM信號采用模擬調(diào)制。圖45 AD9850串行輸入時(shí)控制字時(shí)序圖 串行輸入時(shí)AD9850 40位控制字的產(chǎn)生方法： 每一個CLK 時(shí)鐘上升沿，由控制字輸入口的第8位（25 管腳）移入1 位控制位（低位先移入），40個WCLK 移位時(shí)鐘后，F(xiàn)QUD 脈沖的上升沿更新輸出頻率。本設(shè)計(jì)中40 位控制字通過串行方式送入AD9850，時(shí)序如圖45所示。初始化掃描鍵盤FSK/ASKAMFM修改輸出頻率值和命令控制字開10KHz中斷產(chǎn)生碼元循環(huán)1秒程控選擇合適的電阻開2KHz中斷數(shù)字調(diào)制循環(huán)1秒輸出頻率值送AD9850控制字圖41 軟件整體流程圖 AM信號的流程圖掃描鍵盤N是否有AM按鍵按下Y單片機(jī)給出地址選擇合適電阻輸出AM信號返回 圖42 FM工作子模塊流程圖 FM信號的流程圖FM 信號的產(chǎn)生如流程（見圖 42）。為防止自激，實(shí)際中可采用反相3倍電壓放大。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，由于輸出帶負(fù)載能力也很重要，故本設(shè)計(jì)采用了高速單運(yùn)算放大器AD811完成末級放大。圖314 ASK/PSK 信號產(chǎn)生原理圖 濾波電路設(shè)計(jì)采用一個二階巴特沃茲低通濾波電路及一個運(yùn)算放大器完成，實(shí)為AD811組成的增益為2的低通濾波器。工作時(shí)將AD9850 產(chǎn)生的正弦波信號引出兩路，一路直接輸入4051（2），另一路經(jīng)倒相器后輸入4051(2)，根據(jù)10kbps的碼元選通4051不同的通道以輸出ASK信號。 ASK、PSK信號產(chǎn)生模塊 ASK、PSK采用數(shù)字鍵控的產(chǎn)生方法，圖312和圖313分別是他們實(shí)現(xiàn)的原理框圖。其中載波的頻率通過鍵盤進(jìn)行設(shè)置，頻率控制字的二進(jìn)制碼事先算好并存儲，用來FM信號直接調(diào)用?；贔M原理，根據(jù)調(diào)頻信號變化的規(guī)律采用數(shù)字方式控制DDS正弦波發(fā)生器的頻率控制字，直接作用于輸出波形的頻率值，即實(shí)現(xiàn)了對載波的頻率的調(diào)制，該方式下，DDS調(diào)制信號輸出波形頻率與調(diào)制信號頻率控制字成正比，而載波信號頻率控制字又隨調(diào)制信號成正比例變化。圖中A2作為同相放大器接到振蕩器的輸出端，振蕩信號從A2的輸出端引出，輸出信號幅度由W2調(diào)整。R3是為了克服二極管死區(qū)而設(shè)的。R3,D1,D2與W1組成電橋的另外兩臂，起穩(wěn)定作用。1kHz調(diào)制信號由文氏電橋產(chǎn)生的，其電路圖如圖310所示。圖39 調(diào)制度ma的實(shí)現(xiàn) 調(diào)制度ma 參數(shù)計(jì)算： ，AD9850為500mv。將AD9850 產(chǎn)生的載波信號和由文氏電橋產(chǎn)生的1kHz調(diào)制信號加到乘法器上。AM信號表達(dá)式：已調(diào)波為 (36) 載波 調(diào)制信號 已調(diào)波圖37 AM調(diào)制過程圖 圖38 AM產(chǎn)生的數(shù)學(xué)模型2. FM調(diào)制用調(diào)制信號m(t)去控制載波s(t)的頻率， 頻率調(diào)制就是載波的振幅保持不變，瞬時(shí)頻率與調(diào)制信號呈線性關(guān)系 (37)式中為未調(diào)載波頻率；KF為為調(diào)頻靈敏度。圖36 調(diào)制過程圖1. AM調(diào)制 定義:用信號m(t)去控制載波s(t)的振幅，使已調(diào)波的包絡(luò)按照m(t)的規(guī)律線性變化。 AM/FM調(diào)制模塊 調(diào)制：用信號m(t)去控制載波s(t)的某一個(或幾個)參數(shù)，使之按m(t) 的規(guī)律而變化調(diào)制：用信號m(t)去控制載波s(t)的某一個(或幾個)參數(shù)，使之按m(t) 的規(guī)律而變化。系統(tǒng)工作時(shí)，單片機(jī)按照用戶要求輸出不同的命令控制字，控制AD9850產(chǎn)生不同的正弦波（1KHz10MHz），經(jīng)放大后輸出正弦波。FSW與fo之間的轉(zhuǎn)換公式為： （33）其中方波信號可由AD9850芯片產(chǎn)生的正弦信號經(jīng)內(nèi)部高速比較器便可得到，至于三角波信號可由方波信號經(jīng)積分器積分后即可得到。AD9851內(nèi)部有5個8位輸入數(shù)據(jù)寄存器，其中32位用于裝載頻率控制字FSW。若外部介入的參考頻率選用20MHz，則經(jīng)AD9850內(nèi)部6倍頻后，系統(tǒng)時(shí)鐘頻率相當(dāng)于120MHz。 圖34 AD9850引腳圖AD9850系統(tǒng)時(shí)鐘的最高頻率可達(dá)180MHz。AD9850的復(fù)位(RESET) 信號為高電平有效，且脈沖寬度不小于5 個參考時(shí)鐘周期。這40 位控制字可通過并行或串行方式輸入到AD9850。輸出的正弦波頻率為： （31）為外部參考時(shí)鐘頻率。相位寄存器每過2N/ M 個外部參考時(shí)鐘后返回到初始狀態(tài)一次，相應(yīng)地正弦查詢表。范圍的一個相位點(diǎn)。正弦查詢表包含一個正弦波周期的數(shù)字幅度信息，每一個地址對應(yīng)正弦波中0176。每來一個外部參考時(shí)鐘，相位寄存器便以步長M遞加。 圖33 AD9850的原理框圖AD9850內(nèi)含可編程DDS系統(tǒng)和高速比較器，可實(shí)現(xiàn)全數(shù)字編程控制的頻率合成。 正弦信號發(fā)生器采用了直接數(shù)字頻率合成技術(shù)，可采用ADI公司的DDS集成芯片AD9850。 由于SPCE061A內(nèi)置有2K字的SRAM和32K字的內(nèi)存FLASH，能滿足速度要求；集成有7通道10位電壓模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC，可以滿足系統(tǒng)采樣調(diào)制信號的要求；一片凌陽SPCE061A單片機(jī)就可以完成整個系統(tǒng)的主要功能，基本不需要擴(kuò)展其他器件，不僅體積小而且可靠性高。IOB10~0除用作普通的IO端口，還可作為： IOB10：通用異步串行數(shù)據(jù)發(fā)送管腳Tx IOB9：TimerB脈寬調(diào)制輸出管腳BPWMO IOB8：TimerA脈寬調(diào)制輸出管腳APWMO IOB7：通用異步串行數(shù)據(jù)接收管腳Rx IOB6：雙向IO端口 IOB5：外部中斷源EXT2的反饋管腳 IOB4：外部中斷源EXT1的反饋管腳 IOB3：外部中斷源EXT2 IOB2：外部中斷源EXT1 IOB1：串行接口的數(shù)據(jù)傳送管腳 IOB0：串行接口的時(shí)鐘信號 DAC1 12 輸出 DAC1數(shù)據(jù)輸出管腳 DAC2 13 輸出DAC2數(shù)據(jù)輸出管腳X32I 2 輸入 32768Hz晶振輸入管腳 X32O 1 輸出 32768Hz晶振輸出管腳 VCOIN 70 輸入 PLL的RC濾波器連接管腳 AGC 16 輸入 AGC的控制管腳 MICN 19 輸入 麥克風(fēng)負(fù)向輸入管腳 MICP 21 輸入 麥克風(fēng)正向輸入管腳 V2VREF 14 輸出 ，可用作外部ADC Line_In通道的最高參考輸入電壓，不可作為電壓源使用 MICOUT 18 輸出 麥克風(fēng)1階放大器輸出管腳，管腳外接電阻決定AGC增益倍數(shù) OPI 17 輸入 麥克風(fēng)2階放大器輸入管腳 VEXTREF 23 輸入 ADC Line_In通道的最高參考輸入電壓管腳 VMIC 25 輸出 麥克風(fēng)電源 VADREF 22 輸出 AD參考電壓(由內(nèi)部ADC產(chǎn)生) VDD 5,69 輸入 邏輯電源的正向電壓 VSS 10,26,71 輸入 邏輯電源和IO口的參考地 VDDIO 37,38,56 輸入 IO端口的正向電壓管腳 VSSIO 35,36,48 輸入 IO端口的參考地 AVDD 24 輸入 模擬電路（A/D、D/A和2V穩(wěn)壓源）正向電壓 AVSS 15 輸入 模擬電路（A/D、D/A和2V穩(wěn)壓源）參考地 RESET 68 輸入 低電平有效的復(fù)位管腳 SLEEP 49 輸出 睡眠模式(高電平激活) ICE 7 輸入 激活I(lǐng)CE(高電平激活) ICECLK 8 輸入 ICE串行接口時(shí)鐘管腳 ICESDA 9 輸入輸出 ICE串行接口數(shù)據(jù)管腳 TEST 3 輸入 測試模式時(shí)接高電平，正常模式時(shí)接地GND或懸浮 ROMT 47 輸入 測試閃爍存儲器，正常模式時(shí)懸浮 N/C 55 輸入 正常使用時(shí)接地 N/C 4 輸入 正常使用時(shí)接地 N/C 6 輸入 正常使用時(shí)接地 PFUSE,PVIN20,11 輸入 程序保密設(shè)定腳。需要更加詳細(xì)的資料可以查看SPCE061A的data sheet。封裝形式為PLCC84的共有84個引腳，其中包括空腳15個，其余管腳功能說明如表31所示。 u 系統(tǒng)處于備用狀態(tài)下(時(shí)鐘處于停止?fàn)顟B(tài))，耗電僅為2μA； u 2個16位可編程定時(shí)器/計(jì)數(shù)器(可自動預(yù)置初始計(jì)數(shù)值)； u 2個10位DAC(數(shù)模轉(zhuǎn)換)輸出通道； u 32位通用可編程輸入/輸出端口； u 14個中斷源可來自定時(shí)器A / B，時(shí)基，2個外部時(shí)鐘源輸入，鍵喚醒； u 具備觸鍵喚醒的功能； u 使用凌陽音頻編碼SACM_S240方式()，能容納210秒的語音數(shù)據(jù)； u 鎖相環(huán)PLL振蕩器提供系統(tǒng)時(shí)鐘信號； u 32768Hz實(shí)時(shí)時(shí)鐘； u 7通道10位電壓模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)和單通道聲音模數(shù)轉(zhuǎn)換器； u 聲音模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸入通道內(nèi)置麥克風(fēng)放大器和自動增益控制(AGC)功能； u 具備串行設(shè)備接口； u 具有低電壓復(fù)位(LVR)功能和低電壓監(jiān)測(LVD)功能； u 內(nèi)置在線仿真電路ICE（In Circuit Emulator）接口； u 具有保密能力； u 具有WatchDog功能。因此，與SPCE500A相比，以μ’nSP?為核心的SPCE061A微控制器是適用于數(shù)字語音識別應(yīng)用領(lǐng)域產(chǎn)品的一種經(jīng)濟(jì)的選擇。與SPCE500A不同的是，在存儲器資源方面考慮到用戶的較少資源的需求以及便于程序調(diào)試等功能，SPCE061A里只內(nèi)嵌32K字的閃存（FLASH）。 主控制器　采用凌陽公司的16位單片機(jī)SPCE061A作為主控制器。天津工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)論文 第三章 第三章 正弦波調(diào)制信號發(fā)生器的硬件設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)以凌陽SPACE061A和AD9850為核心器件，按照從上到下的方法，設(shè)計(jì)出正弦波調(diào)制信號發(fā)生器，首先設(shè)計(jì)總體結(jié)構(gòu)，然后再逐層深入，直至進(jìn)行每一個模塊的設(shè)計(jì)。FM信號由單片機(jī)實(shí)現(xiàn)。輸出FMSPCE061A單片機(jī)倒向器乘法器AD98504051（1）輸出正弦波顯示鍵盤放大器輸出AMASK/PSK4051（2）10kbps1 KHz調(diào)制信號 圖22 系統(tǒng)模塊框圖 系統(tǒng)工作時(shí)，單片機(jī)按照用戶要求輸出不同的命令控制字，控制AD9850 產(chǎn)生不同的正弦波（1KHz~10MHz），經(jīng)放大后輸出正弦波。圖21 AD7008內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 DDS主要芯片表 41 AD公司的常用DDS芯片選用列表 正弦波調(diào)制信號發(fā)生器的總體設(shè)計(jì)根據(jù)題目要求，本系統(tǒng)主要由主控制器模塊、正弦信號發(fā)生模塊、AM調(diào)幅電路模塊、FM調(diào)頻電路模塊、放大模塊、和人機(jī)界面模塊構(gòu)成。DDS芯片輸出的一般是數(shù)字化的正弦波，因此還需經(jīng)過高速D/A轉(zhuǎn)換器和低通濾波器才能得到一個可用的模擬頻率信號。 Error! Reference source not 一塊DDS芯片中主要包括頻率控制寄存器、高速