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正弦信號發(fā)生器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

作者: 時間:2011-03-15 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

1.4 產(chǎn)生二進(jìn)制PSK、ASK信號
用數(shù)字基帶信號去控制高頻正弦波的幅度就是振幅鍵控調(diào)制ASK。在CPLD內(nèi)部只需要根據(jù)所設(shè)定的二進(jìn)制基帶序列碼對產(chǎn)生的DDS波形進(jìn)行處理,二進(jìn)制基帶序列為1時波形通過,序列為0時輸出0,仿真波形如圖5所示。

本文引用地址:http://2s4d.com/article/191309.htm


移相鍵控PSK是數(shù)字基帶信號去控制載波的相位。它是利用載波不同相位或相位變化來傳遞信息的。PSK的實(shí)現(xiàn)方法是根據(jù)數(shù)字基帶信號的兩個電平(或符號)使載波相位在兩個不同的數(shù)值之間切換,兩個載波相位通常相差180°。波形如圖6所示。


1.5 輸出信號調(diào)理部分
D/A轉(zhuǎn)換電路如圖7所示,選用的是12位高速D/A器件AD9713,該器件具有更好的靜態(tài)性能和動態(tài)特性。AD9713B更新速率可達(dá)100MS/ s。由于該D/A轉(zhuǎn)換器是針對DDS、波形重構(gòu)和高質(zhì)量圖像信號處理等應(yīng)用而設(shè)計(jì)的,這款芯片在動態(tài)特性方面表現(xiàn)特別突出,并且具有優(yōu)良的諧波抑制能力。AD9713輸出滿量程電流輸出是由VCONTROLAMP IN和RSET決定的,圖7中AD9713采用內(nèi)部參考電壓,輸出滿量程電流為-20 mA。


幅度調(diào)節(jié)電路是由放大器組成。高頻信號放大要求放大器有足夠的輸出電壓轉(zhuǎn)換速率,在正弦波的情況下,放大器所需要的最大擺率SR=2πω=2πAf,其中ω為信號的角頻率,A為信號幅度,f為頻率。此外,幅度調(diào)節(jié)電路要求帶低阻負(fù)載,放大器的電流輸出能力也是個重要參數(shù),要在50 Ω負(fù)載上輸出6 V信號,則放大器至少要有120 mA的連續(xù)電流輸出能力。考慮以上原因,本文選擇AD公司的高速運(yùn)放AD811作為輸出放大器,它是一個寬帶高速電流反饋型運(yùn)算放大器,其各項(xiàng)參數(shù)非常適合上述指標(biāo):小信號帶寬(G=+2時)達(dá)120 MHz,電壓擺率SR為2 500 V/μs,全諧波失真THD為-74 dB(10 MHz),輸出電流達(dá)100 mA,其短路輸出電流可達(dá)150mA。


幅度調(diào)節(jié)電路如圖8所示,圖中R3和R4起分流作用,限制用于I/V轉(zhuǎn)換的電流,1個電流反饋的高速放大電路。它把AD9713輸出的電流轉(zhuǎn)換成電壓,通過反饋電阻Rf的電流決定AD811輸出的幅度為6 V。為了增大后級的帶負(fù)載能力設(shè)計(jì)了后級電壓跟隨,模擬輸出的最后部分是濾波電路,濾波器的選擇主要取決于系統(tǒng)所要輸出的波形,在50 Ω的負(fù)載電阻上的電壓峰峰值為6±1 V。
1.6 頻率值的接收與顯示
鍵盤、顯示部分用來實(shí)現(xiàn)用戶與單片機(jī)的交互。系統(tǒng)采用中斷查詢的方式接收通過鍵盤輸入的頻率值。該頻率值一方面送到數(shù)碼顯示接口進(jìn)行顯示,另一方面轉(zhuǎn)化成頻率控制字送往相位累加模塊。

2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
單片機(jī)程序采用C語言,在Keil uV2環(huán)境下編譯,用WAVE6000L仿真器調(diào)試CPLD在MAXPLUSⅡ下開發(fā),采用VHDL語言編程。
關(guān)于CPLD部分,相位測量儀和數(shù)字移相信號發(fā)生器采用ALTERA公司的EP1K30TC144-3FPGA芯片,原理圖已經(jīng)在前面的分析中。關(guān)于單片機(jī)部分,程序流程圖如圖9所示。



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