基于dds技術(shù)的任意波形發(fā)生器的設計-閱讀頁
2025-07-04 18:59本頁面
【正文】 號源或經(jīng)內(nèi)部的高速比較器轉(zhuǎn)換為方波輸出。 并具有5位相位控制位,而且允許相位按增量180176。、45176。、11. 25176。參考時鐘輸入DAC RSET主復位模擬信號輸出10位DAC高速DDS32位控制字相位和控制字模擬信號輸入頻率更新數(shù)據(jù)寄存器復位頻率/相位數(shù)據(jù)寄存器時鐘輸出+字輸入時鐘時鐘輸出數(shù)據(jù)輸入寄存器并行輸入串行輸入1位408位5 頻率/相位控制數(shù)據(jù)輸入圖8 AD9850系統(tǒng)的功能框圖AD9850的控制字與控制時序：AD9850 有40 位控制字, 32 位用于頻率控制,5 位用于相位控制, 1 位用于電源休眠( Power down) 控制, 2 位用于選擇工作方式。接著在W CL K 的上升沿裝入8位數(shù)據(jù),并把指針指向下一個輸入寄存器,連續(xù)5 個W CL K 上升沿后, W CL K 的邊沿就不再起作用,直到復位信號或FQ UD 上升沿把地址指針復位到第一個寄存器。當移動40 位后, 用一個FQUD 脈沖即可更新輸出頻率和相位。AD9850 的復位(RESET) 信號為高電平有效,且脈沖寬度不小于5 個參考時鐘周期。值得一提的是: 用于選擇工作方式的兩個控制位,無論并行還是串行最好都寫成00 ,并行時的01 和串行時的011 都是工廠測試用的保留控制字,不慎使用可能導致難以預料的后果。在本設計中輸出的相移為90度，其相位控制字為：01000。8種不同頻率字的計算：（1）當fOUT=2kHz時,△phase=68719D =10C6FH（2）當fOUT=80kHz時，△phase=2748779D=29F16BH（3）當fOUT=200kHz時，△phase=6871948D=68DB8BH（4）當fOUT=800kHz時，△phase=27487790D=1A36E2EH（5）當fOUT=2MHz時，△phase=68719477D=4189375 H（6）當fOUT=8 MHz時，△phase=27487907D=10624DD3H（7）當fOUT=20 MHz時，△phase=28F5C28FD=28F5C28FH（8）當fOUT=40 MHz時，△phase=51EB851FD=51EB851FH AD9850與單片機的接口設計8051并行加載AD9850的接口電路如圖11，為明晰可見，圖中僅畫出了與并行加載有關(guān)的信號線?！獶7。I/V轉(zhuǎn)換電路有多種方式，在這里我們使用雙極性輸出的I/V轉(zhuǎn)換電路。所以電壓輸出的范圍可以通過VREF來實現(xiàn)。在這里我們可以設=500Ω，=1kΩ，如果要求電壓輸出的范圍為10V～+10V，則變化范圍為0V～10V。 濾波電路的設計在本設計中在低通濾波部分中，采用壓控電壓源型二階濾波電路，如圖13所示。由于采用多個濾波電路，而調(diào)幅電路輸出只有一路。在0～40MHz中，分成4個頻率段進行濾波，其中低頻段分三個段，高頻段分一段，具體如下：（1）0～100kHz， 濾波電路的截止頻率選120k，即fO=120kHz。（3）1MHz～10MHz， 濾波電路的截止頻率選12MHz，即fO=12MHz。根據(jù)對低通濾波電路截止頻率的要求，首先選擇C值。但為了使輸出的信號不發(fā)生改變。=133kΩ,可以得=,而,取=200kΩ，則= kΩ。=13 kΩ，可以得=，而,取=20kΩ，則= kΩ。= kΩ,可以得=，而，取=2kΩ，則=。=379Ω，可以得=，而,取=600Ω,則=352Ω。在這里我們使用反相放大器來對放大倍數(shù)進行縮小，如圖14所示。 圖14反相放大電路 積分電路的設計由于本設計中要求輸出三角波，而AD9850輸出的只有方波和正弦波，可以用積分電路使方波轉(zhuǎn)換為三角波。設比較器輸出的信號為Ui，增量積分電路的輸出的信號為Uo。由于R2=5kΩ，R1=500kΩ，非常的微小，利用這個微小的增量可以補償比較器滯后帶來的誤差。圖15增量積分電路4. 系統(tǒng)軟件設計 程序設計思路首先進行系統(tǒng)的初始化，定義各個端口，其次，由于鍵盤的8個按鍵代表著8種不同頻率的波形，所以首先判定1號鍵是否按下，如果按下則將40位控制字送入AD9850，40位控制字分5次并行輸入到8051當中，每次送8位，W_CLK上升沿有效，每次有效表示AD9850接受一次數(shù)據(jù)，W_CLK有效5次表示AD9850接受了5次數(shù)據(jù)。如果沒有按下，則判斷2號鍵是否按下，如果按下，則把2號鍵對應的頻率值輸入到AD9850中，如果沒有按下，則轉(zhuǎn)去判斷3號鍵是否按下，依次類推，直到判斷到8號鍵為止，即1～8號鍵對應著1～8種不同的頻率，按哪個鍵對應出那種不同的頻率的波形。本論文在分析了現(xiàn)有波形發(fā)生器設計方案的基礎上，根據(jù)系統(tǒng)指標合理地使用了DDS技術(shù)，以AD公司的AD9850直接數(shù)字合成芯片為核心，采用單片機8051為控制器，設計了一種結(jié)構(gòu)簡便性能優(yōu)良的信號發(fā)生器。其輸出頻率可達40M
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