基于单片机和CPLD的DDS正交信号源2 单片机, 信号源, 滤波器, 高频, 谐波

pengpengpang

3．4 后级处理模块


低通滤波器对阶梯正弦波进行傅里叶分析。其中若一周期采样点数为N，则其高次谐波能量主要集中在输出频率的(N±1)倍频上，其幅值为基频的 1／(N±1)。低通滤波可以平滑其台阶。另外还需滤除由DAC0832和TCL7524产生的1MHz和10 MHz的高频分量。因此根据设计的要求(输出最大频率为250 kHz，为了保证250 kHz频带内输出幅度平坦，又要尽可能抑制谐波和高频分量，综合考虑选用宽带运放LF351，用EWB仿真表明：截止频率为1 MHz～250 kHz以内幅度平坦。为了保证稳幅输出，选用AD817。该器件是一种低功耗、高速、宽带运算放大器，具有很强的大电流驱动能力。实际电路测量表明：当负载为100 Ω，输出峰-峰值为10 V时，其带宽大于500 kHz，幅度变化小于±1％。
4 软件设计

4．1 波形发生


在CPLD内设置25位相位累加器，高9位为ROM地址，低16 位为产生精确的读ROM的点与点之间的时间间隔而设置的累加寄存器，即：单片机送一频率控制字，由低16位寄存器每个时钟都累加这个值，累加到低16位溢出，然后ROM的地址加1。ROM内的每个地址的数据表示当前波形的幅度，然后连续读出数据并被平滑滤波后得出平滑、稳定的波形。波形产生流程如图4所示。

4．2 幅度控制


系统的幅度控制由MAX518完成，利用其内部电阻网络实现数字电位器功能，输出电压作为TLC7524的基准电压。图5为幅度控制流程。

5 电路系统调试与参数测试


调试与测试所用仪器PC机、双踪模拟示波器YUAN-LONG、SS7200通用智能计数器、DT9205三位半数字万用表。在户1 kHz步进为20 mV下，测试电压幅度。表1为电压幅度测试，表2为输出频率测试。

6 结论


基于单片机和CPLD的DDS正交信号源，其频率幅度可精密控制，扩展输出频率达300 kHz，增加扫频输出功能。采用红外键盘控制频率和幅度，采用液晶同步显示信号的频率和幅度；输出端产生正弦波、方波、三角波、锯齿波，梯形波、短形波、频率突变的方波、尖脉冲数字信号等，且具有扫频输出的功能。测试结果表明，系统稳定可靠，人机交互界面友好，操作简单方便。