正弦信號發(fā)生器設(shè)計方案

2 系統(tǒng)總體設(shè)計方案
圖1給出系統(tǒng)總體設(shè)計方框圖，它由單片機、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)及其外圍的模擬部分組成。在FPGA的內(nèi)部數(shù)字部分中，利用FPGA內(nèi)部的總線控制模塊實現(xiàn)與鍵盤掃描、液晶控制等人機交互模塊的通信，并在單片機與系統(tǒng)工作總控制模塊之間的交互通信中起橋梁作用。系統(tǒng)工作總控制可統(tǒng)一控制各個時序模塊；各時序模塊用于完成相應(yīng)的控制功能。在模擬部分中，利用無源低通濾波器及放大電路，使AD9851型DDS模塊的輸出信號成為正弦波和FM調(diào)制信號；再利用調(diào)幅電路，使FPGA內(nèi)部DDS模塊產(chǎn)生的信號與AD9851輸出的載波信號變?yōu)檎{(diào)幅信號，同時在基帶碼控制下通過PSK/ASK調(diào)制電路得到PsK和ASK信號。最后，各路信號選擇通道后，經(jīng)功率放大電路驅(qū)動50Ω負(fù)載。

3 理論分析與計算
3．1 調(diào)幅信號
調(diào)幅信號表達(dá)式為：

式中：ω0t，ωt分別為調(diào)制信號和載波信號的角頻率；MA為調(diào)制度。
令V(O)=Vocos(ω0t)，V(ω)=MAcos(ωt)，則V(t)=V(O)+V(O)V(ω)。故調(diào)幅信號可通過乘法器和加法器得到；通過改變調(diào)制信號V(ω)的幅值改變MA，V(ω)的范圍為0．1～l V，MA對應(yīng)為10％~100％。
3．2 調(diào)頻信號
采用DDS調(diào)頻法產(chǎn)生調(diào)頻信號，具體實現(xiàn)方法：通過相位累加器和波形存儲器在FPGA內(nèi)部構(gòu)成一個DDS模塊，用于產(chǎn)生1 kHz的調(diào)制信號。其中，波形存儲器的數(shù)據(jù)即為調(diào)制信號的幅度值。將這些表示幅度值的數(shù)據(jù)直接與中心頻率對應(yīng)的控制字相加，即可得到調(diào)頻信號的瞬時頻率控制字，再按調(diào)制信號的頻率切換這些頻率控制字，即可得到與DDS模塊輸出相對應(yīng)的調(diào)頻信號。
3．3 PSK和ASK信號
ASK信號是振幅鍵控信號，可用一個多路復(fù)用器實現(xiàn)。當(dāng)控制信號為1時，選擇載波信號輸出；當(dāng)控制信號為0時，不選擇載波信號輸出；當(dāng)控制信號由速率為10 Kb／s的數(shù)字脈沖序列給出時，可以產(chǎn)生ASK信號。PSK信號是移相鍵控信號，這里只產(chǎn)生二相移相鍵控，即BPSK信號。它的實現(xiàn)方法與ASK基本相同，只是在控制信號為0時，選擇與原載波信號倒相的輸出信號，該倒相信號可由增益倍數(shù)為l的反相放大電路實現(xiàn)。