基于dds的多波形發(fā)生器研究與設計畢業(yè)開題報告-在線瀏覽
2024-12-11 02:54本頁面
【正文】 ，、 D／ A 轉(zhuǎn)換器和低通濾波器組成。輸出頻率決定于頻率寄存器的中的頻率字?；谶@樣的結(jié)構(gòu) DDS 頻率合成器具有以下優(yōu)點： (1)頻率分辨率高，輸出頻點多，可達 2“個頻點 (假設 DDS 相位累加器的字長是 N； (2)頻率切換速度快，可達瑚量級； (3)頻率切換時相位連續(xù)： (4)可以輸出寬帶正交信號； (5)輸出相位噪聲低，對參考頻率源的相位噪聲有改善作用； (6)可以產(chǎn)生任意波形； (7)全數(shù)字化實現(xiàn)，便于集成，體積小，重量輕。一個直接數(shù)字頻率合成器通常由相位累加器、加法器、波形 存儲 ROM、 D／ A 轉(zhuǎn)換器和低 通濾波器 (LPF) 組成。其中， K 為頻率控制字 ( 也叫相位增量 ) ， P 為相位控制字， W 為波形控制字， fc 為參考時鐘頻率， N 為相位累加器的字長， D 為 ROM 數(shù)據(jù)位及 D／ A 轉(zhuǎn)換器的字長。由于合成的信號波形 取決于波形 ROM 中存放的幅度碼，因此，用 DDS 可以合成任意波形。尤其隨著 70 年代微處理器的出現(xiàn)，更促使信號發(fā)生器向著自動化、智能化方向發(fā)展。但市面上能看到的儀器在頻率精度、帶寬、波形種類及程控方面都已不能滿足許多方面實際應用的需求。在科學研究和生產(chǎn)實踐中，如工業(yè)過程控制，生物醫(yī)學，地震模擬機械振動等領域常常要用到低頻信號源。一旦工作需求功能有增加，則電路復雜程度會大大增加。用集成電路實現(xiàn)的信號波形發(fā)生器與其它信號波形 發(fā)生器相比，其波形質(zhì)量、幅度和頻率穩(wěn)定性等性能指標，都有了很大的提高。 在 70 年代前，信號發(fā)生器主要有兩類：正弦波和脈沖波，而函數(shù)發(fā)生器介于兩類之間，能夠提供正弦波、余弦波、方波、三角波、上弦波等幾種常用標準波形，產(chǎn)生其它波形時，需要采用較復雜的電路和機電結(jié)合的方法。同時，主要表現(xiàn)為兩個突出問題，一是通過電位器的調(diào)節(jié)來實現(xiàn)輸出頻率的調(diào)節(jié)，因此很難將頻率調(diào)到某一固定值；二是脈沖的占空比不可調(diào)節(jié)。這時期的波形發(fā)生器多以軟件為主，實質(zhì)是采用微處理器對 DAC 的程序控制，就可以得到各種簡單的波形。HP8770A 實際上也只能產(chǎn)生 8 種波形，而且價格昂貴。 到了二十一世紀，隨著集成電路技術(shù)的高速發(fā)展，出現(xiàn)了多種工作頻率可過 1GHz 的 DDS 芯片，同時也推動了函數(shù)波形發(fā)生器的發(fā)展， 2020 年， Agilent 的產(chǎn)品 33220A 能夠產(chǎn)生 17種波形，最高頻率可達到 20MHz， 2020 年的產(chǎn)品 N6030A 能夠產(chǎn)生高達 500MHz 的頻率，采樣的頻率可達 。波形發(fā)生器軟件的開發(fā)正使波形數(shù)據(jù)的輸入變得更加方便和容易。同時可以利用一種強有力的數(shù)學方程輸入方式，復雜的波形可以由幾個比較簡單的公式復合成 v=f (t)形式的波形方程的數(shù)學表達式產(chǎn)生。目前可以利用可視化編程語言 (如 Visual Basic ,Visual C 等等 )編寫任意波形發(fā)生器的軟面板，這樣允許從計算機顯示屏上輸入任意波形，來實現(xiàn)波形的輸入。目前，波形發(fā)生器由獨立的臺式儀器和適用于個人計算機的插卡以及新近開發(fā)的 VXI 模塊。在民用方面， VXI 模塊遠遠不如臺式儀器更為方便。不過現(xiàn)在新的臺式儀器的形態(tài)，和幾年前的己有很大的不同。而且外形尺寸與價格，都比過去的類似產(chǎn)品減少了一半。變得操作越來越簡單而輸出波形的能力越來越強。 以下給出了幾種波形發(fā)生器的性能指標，從中可以看出當今世界上重要電子儀器生產(chǎn)商在波形發(fā)生器上的研制水平 。變得操作越來越簡單而輸出波形的能力越來越強。美國安捷倫生產(chǎn)的 33250A型函數(shù) /任意波形發(fā)生器可以產(chǎn)生穩(wěn)定、精度和低失真的任意波形，其輸出頻率范圍為1uHz~80MHz 而 輸出幅度為 10mVpp~10Vpp,該公司生產(chǎn)的 8648D 射頻信號發(fā)生器的頻率覆蓋范圍更可高達 9kHz~4GHz。還有很多其它類型的信號發(fā)生器，他們各有 各的優(yōu)點，但是信號發(fā)生器總的趨勢將向著寬頻率覆蓋、高頻率精度、多功能、多用途、自動化和智能化方向發(fā)展。 波形發(fā)生器的設計方案多種多樣，大致可以分為三大類：純硬件設計法、純軟件設計法和軟硬件結(jié)合設計法。實現(xiàn)的波形比較單一，主要為正弦波、方波和三角波。在各種波形后加上一級放大電路，可以使輸出波形的幅度達到要求，通過開關(guān)電路實現(xiàn)不同輸出波形的切換，改變電路的具體參數(shù)可以實現(xiàn)頻率、幅度和占空比的改變。純硬件法中，正弦波的 設計是基礎，實現(xiàn)方法也比較多，電路形式一般有 LC、 RC 和石英晶體振蕩器三類。 RC振蕩電路又分為文氏橋振蕩電路、雙 T 網(wǎng)絡式和移相式振蕩電路等類型。目前，實現(xiàn)波形發(fā)生器最簡單的方法是采用單片集成的函數(shù)信號發(fā)生器。采用這 種方法的突出優(yōu)勢是電路簡單，實現(xiàn)方便，精度高，性能優(yōu)越；缺點是功能較全的集成芯片價格較貴。 方案二： 波形發(fā)生器的設計還可以采用純軟
公司管理相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1