簡易信號發(fā)生器設(shè)計(jì)ppt課件

1、簡易信號發(fā)生器設(shè)計(jì)山東大學(xué)信息學(xué)院 08級集成匯報(bào)人：李平201900120198孔雪海201900180074季學(xué)超201900120198目錄1 引言2方案設(shè)計(jì)過程3硬件實(shí)現(xiàn)4 調(diào)試引言直接數(shù)字式頻率綜合器DDSDirect Digital Synthesizer），實(shí)際上是一種分頻器 ：通過編程頻率控制字來分頻系統(tǒng)時鐘SYSTEM CLOCK以產(chǎn)生所需要的頻率。DDS有兩個突出的特點(diǎn)，一方面，DDS工作在數(shù)字域，一旦更新頻率控制字，輸出的頻率就相應(yīng)改變，其跳頻速率高；另一方面，由于頻率控制字的寬度寬48bit或者更高），頻率分辨率高。 1引言引言DDS概述概述DDS的優(yōu)點(diǎn)有：頻率分辨率高

2、，輸出頻點(diǎn)多，可達(dá)2的n次方個頻點(diǎn)(N為相位累加器位數(shù))；頻率切換速度快，可達(dá)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(chǎn)生任意波形；全數(shù)字化實(shí)現(xiàn)，便于集成，體積小，重量輕。 信號源中采用DDS技術(shù)在當(dāng)前的測試測量行業(yè)已經(jīng)逐漸稱為一種主流的做法。 DDS原理簡介：原理簡介： 一塊一塊DDS芯片中主要包括頻率控制寄存器、高速相位累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(jì)算器三個部分如加器和正弦計(jì)算器三個部分如Q2220）。頻率控制寄存）。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器可以串行或并行的方

3、式裝載并寄存用戶輸入的頻率控制碼；而相位累加器根據(jù)頻率控制碼在每個時鐘周期內(nèi)進(jìn)行碼；而相位累加器根據(jù)頻率控制碼在每個時鐘周期內(nèi)進(jìn)行相位累加，得到一個相位值；正弦計(jì)算器則對該相位值計(jì)相位累加，得到一個相位值；正弦計(jì)算器則對該相位值計(jì)算數(shù)字化正弦波幅度芯片一般通過查表得到）。算數(shù)字化正弦波幅度芯片一般通過查表得到）。DDS芯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。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。另外，有些另外，有些DDS芯片還具有調(diào)幅、調(diào)頻和調(diào)相等調(diào)制功能芯片還具有調(diào)幅、

4、調(diào)頻和調(diào)相等調(diào)制功能及片內(nèi)及片內(nèi)D/A變換器如變換器如AD7008）。）。 ADI公司主要公司主要DDS芯片簡介：芯片簡介：AD985X 系列DDS 不僅是高性能的系列，也是ADI 推出較早，認(rèn)知度較高的系列。這個系列的最高輸入時鐘達(dá)到1GHz. 而且系列內(nèi)所有成員的輸出無雜散動態(tài)范圍都較高。這個系列的控制接口除AD9857 以外均有串行和并行兩種。這個系列除少數(shù)幾個產(chǎn)品以外，都可以實(shí)現(xiàn)方波輸出。 。1引言引言985X系列系列1引言引言這個系列的另外一個特點(diǎn)是：除AD9850 和AD9851 外，都具有多種調(diào)相或調(diào)頻的功能。AD9854 為正交輸出。而AD9856 和AD9857 均是在DDS

5、 內(nèi)核基礎(chǔ)上的數(shù)字正交上變頻器，被廣泛地應(yīng)用于無線通信中。其中AD9853 工作在QPSK 或者是16-QAM 調(diào)制方式下最高數(shù)據(jù)率為14Mbit/S；AD9856 的最高輸入速度為50Msamples/S，也就是25M 對的I/Q 數(shù)據(jù)； AD9857的最高輸入速度為100Msamples/S，也就是50M 對的I/Q 數(shù)據(jù)。而AD9856 和AD9857 內(nèi)置的SIN(x)/x 補(bǔ)償功能也為寬帶調(diào)制應(yīng)用帶來很多方便。 1引言引言AD9850AD9850/AD9851 模塊是采用ADI應(yīng)用最廣泛的DDSAD9850和 AD9851制作的模塊。主要功能特點(diǎn)： * 模塊能夠輸出正弦波和方波，2個

6、正弦波和 2個方波輸出。 AD9850： 0-40MHz AD9851： 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(shù)據(jù)輸入可以通過一個跳帽選擇 * 產(chǎn)生 DA基準(zhǔn)的管腳PIN12引出，方便做輸出波形的幅度調(diào)節(jié)應(yīng)用。 * 比較器的基準(zhǔn)輸入端電壓由可變電阻產(chǎn)生，調(diào)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的控制字的控制字(40位位)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(jì)算

7、：頻率控制字=Fosc*232/(125*106) 方案設(shè)計(jì)過程2方案設(shè)計(jì)過程方案設(shè)計(jì)過程2.12.2方案一方案一 分立器件方案分立器件方案方案二方案二 集成芯片方案集成芯片方案VS2.1 方案一方案一用LC振蕩器產(chǎn)生正弦波經(jīng)倍頻器倍頻，然后經(jīng)施密特觸發(fā)器整形得到方波，調(diào)節(jié)施密特觸發(fā)器參數(shù)可改變占空比然后積分電路產(chǎn)生不同形狀的三角波 2.2 方案二方案二用單片機(jī)和DDS芯片，編寫相應(yīng)的程序即可實(shí)現(xiàn)。采用52單片機(jī)控制，通過4*4鍵盤調(diào)節(jié)頻率，并在數(shù)顯上顯示。比較器的基準(zhǔn)輸入端電壓由可變電阻產(chǎn)生，調(diào)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D

8、DS模塊方案比較和選擇方案比較和選擇 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(shí)現(xiàn),原件易購得,但是LC振蕩器產(chǎn)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(diào)試頻繁且周期長,單片機(jī)控制直接控制模擬電路也難以實(shí)現(xiàn). 方案二優(yōu)點(diǎn)是采用數(shù)字電路,器件穩(wěn)定性較高,輸出精確可調(diào), 易于控制和實(shí)現(xiàn),但是DDS芯片價格較高.綜合兩種方案的優(yōu)缺點(diǎn),采用方案二.硬件實(shí)現(xiàn)硬件實(shí)現(xiàn)P0口接四位數(shù)碼管的顯示信號，P2口的高四位接四位數(shù)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(shù)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(shù)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(shù)據(jù)輸入端，P2的低四位接AD9850