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基于AD9833的高精度可编程波形发生器系统设计

发布时间:2020-07-21 18:26:11 阅读: 来源:砂锅厂家

1 引言 频率合成器在通信、雷达和导航等设备中既是发射机的激励信号源,又是接收机的本地振荡器;在电子对抗设备中可作为干扰信号发生器;在测试设备中则作为标准信号源。因此频率合成器被称为许多电子系统的“心脏”。而设计高精度,易于操作的频率合成器则是核心,因此,这里提出了一种基于DDS AD9833的高精度波形发生器系统解决方案。用户可直接编辑设置所需的波形频率和峰峰值等信息,利用串口将配置信息发送到电路板,实时控制波形。该系统设计已成功应用于某型雷达测速仪测试设备。

本文引用地址: AD9833简介 AD9833是ADI公司的一款低功耗、DDS器件,能够输出正弦波、三角波、方波。AD9833无需外接元件,输出频率和相位可通过软件编程设置,易于调节。其频率寄存器为28位,主频时钟为25 MHz时,其精度为0.1 Hz;主频时钟为l MHz时.精度可达0.004 Hzt2。 AD9833内部有5个可编程寄存器:1个16位控制寄存器,用于设置器件_T作模式;2个28位频率寄存器和2个12位相位寄存器,分别用于设置器件输出正弦波的频率和相位。AD9833有3根串行接口线,可与SPI,QSPI,MICRO-WIRE和DSP接口标准相兼容。在串口时钟SCLK的作用下,数据是以16位方式加载至设备。 AD9833的内部电路主要有数控振荡器(NCO)、频率和相位调节器、SineROM、D/A转换器、电压调整器。AD9833的核心是28位的相位累加器,它由加法器和相位寄存器组成,而相位寄存器是按每个时钟增加步长,相位寄存器的输出与相位控制字相加后输入到正弦查询表地址中。正弦查询表包含1个周期正弦波的数字幅值信息,每个地址对应正弦波中O。~360°内的1个相位点。查询表把输入的地址相位信息映射成正弦波幅值的数字量信号,驱动D/A转换器输出模拟量。 输出正弦波频率为:

式中:FREQREG为频率控制字,由频率寄存器FREQOREG或FREQlREG的值给定,其范围为0≤M228一1。fMCLK为参考时钟频率。 输出正弦波的相位为2π/4 096xPHASEREG,其中PHASEREG是所选相位寄存器的值。输出正弦波的峰峰值固定.约600 mV,且正弦波不是标准正弦波,即波谷是0 V,而不是负电压。因此,输出正弦波为: 式中:K约600 mV,与器件内部参考电压有关。

3 系统设计 图1为基于PC控制的高精度波形发生器系统框图。由于晶体振荡器将直接影响频率稳定度和频率波动,因此,采用电压型控制晶体振荡器,其频率稳定度高达+20 ppm,温度补偿晶体振荡器可达±1~+20 ppm,恒温箱晶体振荡器和数字补偿晶体振荡器小于±l ppm。考虑性能和成本因素,采用温度补偿型控制晶体振荡器。

模拟多选器采用ADI公司的ADG704.该多选器具有4个输入端,1个输出端。利用2个电平信号组合进行选择,方便与处理器I/O端口连接。3个输人信号分别是DDSl、DDS2的输出信号,以及这两者输出信号相叠加后的输出信号。模拟多选器输出这3个输入信号的其中之一。通过MCU可控制模拟多选器选择3个信号的输出。测速仪相关文章:测速仪原理

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