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基于AD9852的基准源设计

发布时间:2020-07-21 18:17:13 阅读: 来源:疏浚钢管厂家

0 引 言 直接数字频率合成(DD6)是一种以固定的精确时钟源为基准,利用数字处理模块产生频率和相位均可调的输出信号的技术。随着超大规模集成电路和微电子技术的发展,现代高性能、高集成度和小体积的DDS产品正快速取代传统的模拟信号频率合成技术,成为了这类问题新的解决方案。本文利用FPGA计算出相应的频率控制字,并对DDS芯片AD9852进行编程,最终得到所要求的输出波形。

本文引用地址: 系统总体方案设计 基准源主要由上位机控制、FPGA控制、DDS、参考源、调制信号源及波形输出模块组成,如图1所示。上位机控制单元是由计算机通过USB总线连接至电路板进行控制操作。FPGA控制单元实现与上位机控制单元交互信息,同时以并行方式向DDS芯片发送控制字,以管理其内部寄存器。参考源为DDS提供高精准的时钟晶振,确保DDS输出信号的频谱纯度。调制信号单元为DDS提供外部调制信息。波形输出模块由低通滤波器、运算放大器及电阻网络组成,主要完成DDS输出信号的滤波,放大等功能。

系统上电复位后,电路板上的绿色LED二极管闪烁提示整机处于正常状态。当有DDS波形输出时,电路板上的蓝色LED二极管闪烁提示工作正常。

2 系统模块设计2.1 系统软件设计 基准源的上位机控制采用C语言编程实现,主要完成对FPGA内部寄存器的读写操作,进而控制板上各种硬件资源的管理。另外,DDS的频率控制字的计算也由上位机软件计算得到。FPGA接收到上位机的命令,经解析后向DDS的内部寄存器写入控制字,完成相应功能。同时,FPGA负责电路板上的各种时钟管理。系统软件的总体工作流程如图2所示。

2.2 频率控制设计 本文采用DDS技术产生频率可调的波形,具有频率分辨率高,相位连续等优点。DDS基本框图如图3所示。

DDS的基本结构包括:相位累加器,正弦查找表ROM,数模转换器DAC等。DDS有两个主要缺点:一是输出频率低,二是输出频谱中杂散多。输出频率低主要受DDS工作频率的限制,随着微电子技术的发展,这个缺陷会逐渐得到弥补。DDS输出频谱中的杂散是DDS所固有的,这是由DDS的工作方式决定的。

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