1 导言
正弦信号使用极为广泛,一般作为规范信号,用于电子学功用试验及参数丈量,故要求正弦波信号发生器输出波形具有较高的精度、安稳度及低失真度。发生正弦信号的办法许多,能够选用函数发生器 MAX038或 ICL8038集成芯片外接分立元件来完结,经过调理外接电容或电阻来设置输出信号频率。但输出信号受外部分立器材参数影响很大,且输出信号频率不能太高,一起无法完结频率步进调理。别的,选用FPGA+D/A可完结正弦信号发生器的规划,一起可完结频率步进调理,但当输出高频信号时,需求高速D/A来合作作业。
本文选用直接数字组成(DDS)技能,选用专用集成芯片 AD9834作为正弦波发生模块,由 C8051F020作为操控器来完结整个体系的规划。试验成果显现:输出信号频率在 1 KHz 至15 MHz,且无显着失真,输出信号频率完结 100Hz、1KHz、10KHz三级步进调理;在 50欧姆电阻负载情况下,输出电压峰峰值在 2.35V至 10.45V之间;一起可完结模仿调幅信号(AM)、模仿调频信号( FM)、二进制幅移键控信号( ASK)、二进制频移键控信号( FSK)及二进制相移键控信号(PSK)的输出; AM信号的调准则以 10%步进调理; FM信号最大频偏为 5KHz/10KHz可选。
2 体系规划
体系整体框图如图 1所示。体系选取集成混合信号 C8051F020单片机作为主操控器,经过键盘与显现操控芯片 7279来接纳功用挑选、参数设置等信息,并将输出信号频率等信息实时送往数码管显现。一起,操控器将读取的按键信息转换成操控指令经过串行接口送给 AD9834,由 AD9834发生正弦信号、 ASK、PSK、FSK及 FM信号。而 AM信号的发生则由输出的正弦信号与 1KHz的带偏置正弦信号相乘来完结,经过调理直流重量来调理 AM信号调准则。
2.1 正弦信号发生模块
直接数字组成(DDS)技能具有输出信号精度高、变频速度快、输出信号接连、操控便利及性价比高级许多长处,因此适用于高频、高精度正弦信号发生器的规划。本体系选取AD9834,其作业原理示意图如图 2所示。它由频率字寄存器、相位字寄存器、相位累加器、加法器、正弦 ROM表及DAC组成。在操控时钟信号效果下,累加器将与输出信号频率对应的频率字进行累加,然后与相位字相加以构成终究相位信息。正弦 ROM表则将相位信息转化为幅值信息,然后由 DAC生成正弦信号 。
输出信号频率精度主要由基准频率精度决议。为增大 AD9834输出信号幅值,选用高频运放 AD811进行信号扩大。但考虑到输出信号幅值随频率增大而减小的缺乏,体系选用数控电位计 X9C102来完结可变增益扩大,即根据输出信号频率的不同来改动数控电位计的值,以改动增益[8]。可变增益扩大器原理示意图如图 3所示。
图中:R1为数控电位计 X9C102的等效电阻值。
2.2 PSK、FSK、ASK信号的发生
AD9834有两个相位字寄存器 PHASE0、PHASE1,可经过片外引脚 PSELECT或片内操控寄存器相关位来挑选 PHASE0或 PHASE1中的值作为输出信号的初始相位字。据此,向 PHASE0和 PHASE1别离写入 0和 π所对应的数值( 000H和 800H),由操控器 C8051F020发生 10kbps的二进制基带序列接到端口 PSELECT上,输出端便可得到二进制 PSK信号。