簡易信號發(fā)生器設計.pptx

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簡易信號發(fā)生器設計,山東大學信息學院08級集成,匯報人：李平200800120068孔雪海200800180074季學超200800120068,目錄,,,1引言,2方案設計過程,3硬件實現,本文目錄結構,4調試,引言,1引言,DDS的優(yōu)點有：頻率分辨率高，輸出頻點多，可達2的n次方個頻點(N為相位累加器位數)；頻率切換速度快，可達us量級；頻率切換時相位連續(xù)；可以輸出寬帶正交信號；輸出相位噪聲低，對參考頻率源的相位噪聲有改善作用；可以產生任意波形；全數字化實現，便于集成，體積小，重量輕。信號源中采用DDS技術在當前的測試測量行業(yè)已經逐漸稱為一種主流的做法。,DDS原理簡介：一塊DDS芯片中主要包括頻率控制寄存器、高速相位累加器和正弦計算器三個部分（如Q2220）。頻率控制寄存器可以串行或并行的方式裝載并寄存用戶輸入的頻率控制碼；而相位累加器根據頻率控制碼在每個時鐘周期內進行相位累加，得到一個相位值；正弦計算器則對該相位值計算數字化正弦波幅度（芯片一般通過查表得到）。DDS芯片輸出的一般是數字化的正弦波，因此還需經過高速D/A轉換器和低通濾波器才能得到一個可用的模擬頻率信號。另外，有些DDS芯片還具有調幅、調頻和調相等調制功能及片內D/A變換器（如AD7008）。,ADI公司主要DDS芯片簡介：,1引言,1引言,這個系列的另外一個特點是：除AD9850和AD9851外，都具有多種調相或調頻的功能。AD9854為正交輸出。而AD9856和AD9857均是在DDS內核基礎上的數字正交上變頻器，被廣泛地應用于無線通信中。其中AD9853工作在QPSK或者是16-QAM調制方式下最高數據率為14Mbit/S；AD9856的最高輸入速度為50Msamples/S，也就是25M對的I/Q數據；AD9857的最高輸入速度為100Msamples/S，也就是50M對的I/Q數據。而AD9856和AD9857內置的SIN(x)/x補償功能也為寬帶調制應用帶來很多方便。,,1引言,,,,AD9850/AD9851模塊是采用ADI應用最廣泛的DDS（AD9850和AD9851）制作的模塊。,主要功能特點：*模塊能夠輸出正弦波和方波，2個正弦波和2個方波輸出。AD9850：0-40MHzAD9851：0-70MHz頻率在20-30MHz后諧波越來越大，波形會越來越不干凈。*采用70MHz的低通濾波器，使波形的SN比更好*并口和串口數據輸入可以通過一個跳帽選擇*產生DA基準的管腳（PIN12）引出，方便做輸出波形的幅度調節(jié)應用。*比較器的基準輸入端電壓由可變電阻產生，調節(jié)該電阻可以得到不同的占空比方波*AD9850模塊采用125MHz的有源晶振，AD9851模塊采用30MHZ的有源晶振,,9850的控制字(40位),,,,,,,,,,,,5位,1位,2位,32位,相位控制,電源休眠控制,測試位,頻率控制,頻率控制計算：頻率控制字=Fosc*2^32/(125*10^6),方案設計過程,2方案設計過程,2.1,2.2,方案一分立器件方案,方案二集成芯片方案,2.1方案一,,,,,用LC振蕩器產生正弦波經倍頻器倍頻，然后經施密特觸發(fā)器整形得到方波，調節(jié)施密特觸發(fā)器參數可改變占空比,然后積分電路產生不同形狀的三角波,2.2方案二,,,用單片機和DDS芯片，編寫相應的程序即可實現。采用52單片機控制，通過4*4鍵盤調節(jié)頻率，并在數顯上顯示。比較器的基準輸入端電壓由可變電阻產生，調節(jié)該電阻可得到不同占空比的方波,,,AD9850/AD9851模塊能夠輸出正弦波和方波，是采用最廣泛的DDS模塊,方案一？方案二？,方案比較和選擇,方案一電路簡單,用基本的LC震蕩電路和積分放大電路即可實現,原件易購得,但是LC振蕩器產生的波形不夠理想，頻率不夠穩(wěn)定，精度不夠高,另外模擬電路易受溫度等外界因素影響,調試頻繁且周期長,單片機控制直接控制模擬電路也難以實現.,方案二優(yōu)點是采用數字電路,器件穩(wěn)定性較高,輸出精確可調,易于控制和實現,但是DDS芯片價格較高.,綜合兩種方案的優(yōu)缺點,采用方案二.,硬件實現,P0口接四位數碼管的顯示信號，P2口的高四位接四位數碼管的選通信號，采用動態(tài)掃描顯示，以節(jié)省端口。P1口接4*4鍵盤，用到12位，分別代表0到9是個數字和兩個單位選擇，有hz和Mhz兩個單位可選，輸入時，先選擇單位，然后再輸入四位數字，選擇hz時，最大位為千，如輸入hz，1,2,3,4，則理解為1234hz；選擇Mhz時，最大位為10Mhz，如輸入Mhz，1,2,3,4，則理解為12.34Mhz，P3口接AD9850的數據輸入端，P2的低四位接AD9850的控制位。,IOUT口接橢圓濾波器，用于正弦信號輸出，VINP接電位器，由于內部比較器的基準電壓，調整占空比。,調試,分析：頻率與設定相差不大，但是幅度僅幾十毫伏，查找原因，芯片幾個電源口電壓均明顯低于5V，是供電電源負載能力不足所致,調整供電電源后：,方波：,占空比可調：,謝謝,