构成信号发生器的DDS和变换器_第1页
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文档简介

1、构成信号发生器的dds和变换器许多设备需要用法能产生高性能、高分辩率信号的低频。本实例提供一种能产生0"1mhz频率的。你利用这种电路就可产生正弦波、三角波和方 波,并能达到优于0.1hz的频率辨别率和优于0.1 的相位辨别率,从而就可以给精确的相干频率编程。这一特点对于数字调制设备和频率调谐设备来说都是很实用的。该电路用法adc381和ad9834来产 生所需的频率(图1)。利用pc或基于unix的工作站来给微控制器adc381编程,然后再通过微控制器,利用一个三线串行接口来对ad9834编程。接口的字长为16位。图1 dds芯片和微控制器共同构成一个多波形信号发生器。对ad983

2、4编程,为的是利用这种dds(挺直数字合成)体系结构来提供正弦波、三角波和方波三种输出信号。ad9834芯片利用片上28位相位累 加器、正弦系数rom和一个10位d/a转换器,可起到nco(数控)的作用。通常考虑的振幅形式为a(t)=sin(t)的正弦波。这种正弦波 的振幅是非线性的,因此难以产生。另一方面,正弦波角信息则彻低是线性的,也就是说,相位角在每个单位时光内转过的角度是固定不变的。已知正弦波的相位是 线性的,又已知基准间隔(时钟周期),就可以确定时钟周期内的相位旋转量:相位=dt;=相位/dt=2f,f=(相位×fmclk)/(2),式中,dt=1/fmclk,fmclk为

3、主时钟频率。你只要知道相位和主时钟频率,就能利用上述这一公式产生各种输出频率。相位累加器提供28位线性相位。输出正弦波的振幅系数存储在正弦系数rom中。将正弦波变换成模拟域。假如对rom旁路,则ad9834就可输出三角波形,而不是输出正弦波形。ad9834也可输出方波波形。图2示出了该电路 输出的各种波形。1所示,iout引脚(即引脚19)可输出正弦/三角波形,sign_bit_out引脚(即引脚16)可输出方波。你只要给频率寄存器写入信息,就可对dds编程,于是ad9834的模拟输出为:fout=fmclk/288×(频率寄存器字)。图2 正弦波(a)、三角形(b)和方波(c)三种

4、波形均可从图1所示的电路中获得。这三种500khz波形一致用法50mhz采样频率。dds的输出信号具有28位辨别率,所以可达到0.1hz的有效频率步长,最大可能达到大约1mhz。图2示出了三种典型波形输出。要用2个相位寄存器才干达到12位相位辨别率。这两个相位寄存器可使信号发生如下相移:相移=2/4096×(相位寄存器字)。50mhz晶体振荡器为dds提供基及时钟信号。dds的输出级是一个以外部为负载的输出dac。一个200的电阻可产生所需的峰-峰范围。dds的输出端是通过器c1实现沟通耦合的。这种micro converter内含两个片上12位dac。dac1通过r5转变电流,从而

5、可通过fsadjust引脚调节dds的满刻度电流。控制dds dac满刻度电流的公式是:iout(满刻度)=18×i×r5。dac、micro converter的内部基准和运放2用来对dds的输出电压举行失调控制。你可对达到±10v的这向来流失调电压举行编程,辨别率为10位。当r1=r2,运放2的增益为8时,运放2的输出为:vout=dac输出 - (vref/2)×8,从而可获得±10v的失调范围。图3 该频谱图示出了3.57mhz信号的基波、二次谐波和三次谐波。电阻器r6 " r9用来控制运放3的增益。运放3的增益视上述电阻的接入与断开状况而定,而上述电阻的接入与断开则是利用micro converter上的rdrive引 脚来实现的。这一操作可使可编程有效输出振幅达到±10vp-p。因此,该电路可输出编程的正弦波和三角波,其中包含直流失调电压,并能设定大约±10v 的峰-峰振幅。sign-bit-out引脚上的方波输出信号具有0"5v的振幅。低频工作时,低通通常用来滤除基及时钟频率、寄生信号和其他镜像 信号。 对于输出信号需要放大的应用来说,你应在增益级之前用法窄带滤波器滤除不希翼有的噪声。一个三阶滤波器足以滤除大多数这种无用噪声。图3示出了输出信号的 典型频谱图。该电

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