数字函数信号发生器的设计与实现

发布时间：2020-11-12 16:48

　　 直接数字合成是一种新的频率合成方法,是频率合成技术的一次革命,随着数字频率集成电路和微电子技术的发展,直接数字频率合成技术日益显露出它的优越性。 本文利用直接数字频率合成器(DDS)与CPLD技术和单片机控制技术,研制和设计了高分辨率、高稳定度的函数信号发生器。文中主要讨论基于DDS芯片AD9834的波形发生器,首先介绍了常用的几种波形发生器的方案并进行了比较,重点论述了基于DDS芯片AD9834的波形发生器方案,包括其原理图、功能模块图、硬件电路图、软件流程图,并针对设计过程中出现的问题提出了解决方案。提出并应用了一种CPLD与单片机的通信方法,实现了高精度和宽频率的信号产生。 在系统总体方案设计中,将DDS信号发生器分成6个模块:键盘模块、单片机模块、CPLD模块、DDS模块、模拟信号调理模块和电源模块,按模块进行软硬件设计。系统的硬件设计完成系统的硬件总体设计,对具体实现电路进行详细的分析和设计。 在系统软件设计中,对系统软件的主要功能按模块进行了介绍。 最后根据本信号发生器的主要功能进行了系统功能测试,并根据具体测试波形和测试数据对结果进行了分析。 实验和实测结果表明所设计系统结构简单,使用方便、交互性好,性能稳定可靠,具有较高的应用价值。
【学位单位】：江南大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2008
【中图分类】：TP346
【部分图文】：

0o一3600的正弦信号离散成具有2“个样值的序列，若波形RoM有D位数据位，则2“个取样的幅值以D位二进制数值固化在ROM中，按照地址的不同可以输出相应相位的正弦信号的幅值。波形存储器工作原理如图1一3所示。 RRROMMM(((波形存储器’〕 〕皮形喂度量化字歹图1一3波形存储器工作原理 F19.1一 3theoperationprineipleofwaveformfnemorizer(6)D/A转换器D/A转换器的作用是把合成的正弦波数字量转换成模拟量。正弦幅度量化序列S(n)经D/A转换后变成了包络为正弦波的阶梯波S(t)。需要注意的是，频率合成器对D/A转换器的分辨率有一定的要求，D/A转化器的分辨率越高，合成的正弦波s(t)台阶数就越多，输出的波形的精度也就越高。(7)低通滤波器对D/A输出的阶梯波S(t)进行频谱分析，可知S(t)中除主频fo外，还存在分布在f.，2关K两边士天处的非谐波分量

寄寄存器器频率控制字枪位量化字列t飞图1一2相位累加器工作原理 F19.1一 2theoPerationPrineiPleofPhaseaccumulator(3)控制相位的加法器通过改变相位控制字P可以控制输出信号的相位参数。令相位加法器的字长为N，当相位控制字由0跃变到P(尸，0)时，波形存储器的输入为相位累加器的输出与相位控制字P之和，因此其输出的幅度编码相位会增加P/2“，从而使最后输出的信号产生相移。(4)控制波形的加法器通过改变波形控制字W可以控制输出信号的波形。由于波形存储器中的不同波形是分块存储的，所以当波形控制字改变时，波形存储器的输入为改变相位后的地址与波形控制字W(波形地址)之和，从而使最后输出的信号产生相移。(5)波形存储器用相位累加器输出的数据作为波形存储器的取样地址

.输出电压显示功能:4位数码管显示，显示误差小于5%。2.2系统框图及模块功能整个系统的硬件框图如图2一1所示。单片机采用CYGNAL公司的 C805IF206，CPLD采用ALTERA公司 MAX3128A，DDS芯片采用AD公司的AD9834。系统工作过程:用户采用 5xs键盘发出各种控制命令，通过CPLD送入单片机，单片机根据键盘输入的指令执行相应操作，再经过CPLD进行各种控制。如果键盘输入改变波形或频率的命令，单片机根据键盘输入的值将其转化为相应的控制字，通过CPLD来完成对DDS的控制，输出所选择的频率或波形，然后经过模拟调理电路，输出用户所要求的信号。衰减前级信号经过波形变换电路将交流信号变成脉冲波送入单片机内部AD电路进行采样
【引证文献】

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本文编号：2880987