信號發生器的理論分析與參數計算

　　信號發生器的理論分析與參數計算

 

　　(1)正弦信號發生器

 

　　DDS是產生高精度、快速變換頻率、輸出波形失真小的優先選用技術。DDS以穩定度高的參考時鐘為參考源，通過精密的相位累加器和數字信號處理，通過高速D/A變換器產生所需的數字波形(通常是正弦波形)，這個數字波經過一個模擬濾波器后，得到最終的模擬信號波形。如圖2所示，通過高速DAC產生數字正弦數字波形，通過帶通濾波器后得到一個對應的模擬正弦波信號，最后該模擬正弦波與一門限進行比較得到方波時鐘信號。

 

　　DDS系統一個顯著的特點就是在數字處理器的控制下能夠精確而快速地處理頻率和相位。除此之外，DDS的固有特性還包括：相當好的頻率和相位分辨率(頻率的可控范圍達μHz級，相位控制小于0.09°),能夠進行快速的信號變換(輸出DAC的轉換速率300百萬次/秒)。這些特性使DDS在軍事雷達和通信系統中應用日益廣泛。

 

　　本系統采用了美國模擬器件公司采用先進DDS直接數字頻率合成技術生產的高集成度產品AD9851芯片。AD9851是在AD9850的基礎上，做了一些改進以后生成的具有新功能的DDS芯片。AD9851相對于AD9850的內部結構，只是多了一個6倍參考時鐘倍乘器，當系統時鐘為180MHz時，在參考時鐘輸入端，只需輸入30MHz的參考時鐘即可。

 

　　如圖4(AD9851內部結構)所示，AD9851是由數據輸入寄存器、頻率/相位寄存器、具有6倍參考時鐘倍乘器的DDS芯片、10位的模/數轉換器、內部高速比較器這幾個部分組成。其中具有6倍參考時鐘倍乘器的DDS芯片是由32位相位累加器、正弦函數功能查找表、D/A變換器以及低通濾波器集成到一起。這個高速DDS芯片時鐘頻率可達180MHz，輸出頻率可達70MHz，分辨率為0.04Hz。

 

　　為了實現調頻，信號發生器采用壓控振蕩器輸出的30M頻率作為基準信號源由于AD9851是貼片式的體積非常小，引腳排列比較密，焊接時必須小心，還要防靜電擊穿，焊接不好就很容易把芯片給燒壞。還有在使用中數據線、電源等接反或接錯都很容易損壞芯片。所以在AD9851外圍采用了電源、輸入、輸出、數據線的保護電路。為了不受外界干擾，添加了不少的濾波電路，顯得整個電路更完美。