信息工程学院.ppt
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1、信息工程学院,DDS信号发生器的设计,贾立新,1 信号产生的方法,RC振荡器:频率稳定度不高,LC振荡器:频率稳定度不高,石英晶体振荡器 :频率稳定度高,但频率调节困难,1 信号产生的方法,频率稳定度高,但频率很难连续步进,1 信号产生的方法,直接数字频率合成技术(Direct Digital Freqency Synthesis,DDS),DDS是一种全数字化的频率合成器,由相位累加器、波形ROM、D/A转换器和低通滤波器等组成,(1)频率切换时间短,(2)频率分辨率高,(3)相位变化连续,(4)易于集成、易于调整,2 直接数字频率合成的原理,对于一个频率为fout的正弦信号Sout,可以用
2、下式来描述:,其相位为:,将正弦信号的相位和幅值均转化为数字量,用频率为fclk的基准时钟对正弦信号进行抽样,将2切割成2N等份作为最小量化单位,从而得到的数字量M为:,2 直接数字频率合成的原理,当M取1时,可以得到输出信号的最小频率步进为,由于正弦函数为非线性函数,很难实时计算,一般通过查表的方法来快速获得函数值。,2 直接数字频率合成的原理,DDS正弦信号发生器原理框图,2 直接数字频率合成的原理,3 DDS信号发生器的两种技术方案,(1)采用专用DDS集成芯片的技术方案,(2)采用单片机+FPGA的技术方案,专用DDS集成芯片AD9850,4 采用专用DDS集成芯片的信号发生器,硬件电
3、路设计,4 采用专用DDS集成芯片的信号发生器,IOUTFS=32(1.248V/R1)mA=10.24mA,LT6600-10为单片集成开关电容低通滤波器,截止频率为10MHz。,4 采用专用DDS集成芯片的信号发生器,LT6600-10内部还有一全差分放大器,通过改变R4和R5的阻值可获得不同的放大倍数。,当R4和R5取相同阻值时,内部差分放大器的增益为402/R4,4 采用专用DDS集成芯片的信号发生器,LT6600-10为单片集成开关电容低通滤波器,截止频率为10MHz。,从LT6600-10输入和输出信号波形比较:,4 采用专用DDS集成芯片的信号发生器,假设要产生50Hz的正弦波,
4、可通过下式计算得到4字节频率字:,AD9850的参考时钟fCLKIN频率为125MHz。,4字节频率字为000006B6H, W0=00H,W1=00H,W2=00H,W3=06H,W4=B6H。,4 采用专用DDS集成芯片的信号发生器,AD9850控制字传送时序图,W0为相位控制字,W1W4为32位频率字,4 采用专用DDS集成芯片的信号发生器,W0W4五字节频率控制字分别存放在34H38H中,RESET EQU P2.0 W_CLK EQU P2.1 CS4 EQU 0C004H W0 EQU 34H W1 EQU 35H W2 EQU 36H W3 EQU 37H W4 EQU 38H,
5、4 采用专用DDS集成芯片的信号发生器,SEND: CLR RESET MOV DPTR,#CS4 MOV A,34H MOVX DPTR,A MOV A,35H MOVX DPTR,A MOV A,36H MOVX DPTR,A MOV A,37H MOVX DPTR,A MOV A,38H MOVX DPTR,A SETB FQ_UD NOP CLR FQ_UD RET,4 采用专用DDS集成芯片的信号发生器,采用DDS技术设计一个信号发生器,5 采用单片机+FPGA实现的信号发生器,设计要求如下:,(1)具有产生正弦波、方波和三角波3种周期性波形;,(2)输出信号频率范围10Hz5MHz
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