基于AD9951射頻正弦波信號發(fā)生器的設計
1 引言
現(xiàn)代通信技術、雷達技術、電子測量以及一些光電應用領域都要求高精度、高穩(wěn)定度、高分辨率的射頻正弦波信號。有別于傳統(tǒng)的模擬射頻振蕩器方式,直接數(shù)字頻率合成器DDS(Direct Digital Synthesizer)有著顯著的優(yōu)點:頻率穩(wěn)定度高、頻率精度高、易于控制。
2 系統(tǒng)工作原理
直接數(shù)字合成技術(DDS)是一種有別于傳統(tǒng)模擬正弦信號發(fā)生技術的全新數(shù)字控制技術,其基本原理如圖1所示。
正弦波信號y=sinωt是一個非線性函數(shù)。要直接合成一個正弦波信號,首先應將函數(shù)y=sinx進行數(shù)字量化,然后以x為地址,以y為量化數(shù)據(jù),依次存人波形存儲器。DDS使用相位累加技術控制波形存儲器的地址,在每一個基準時鐘周期,都把一個相位增量加到相位累加器的當前結果。相位累加器的輸出即為波形存儲器的地址,根據(jù)相位累加器輸出的地址,由波形存儲器取出波形量化數(shù)據(jù),經D/A轉換器轉換成模擬電流,再經運算放大器轉換成模擬電壓,通過改變相位增量即可改變DDS的輸出頻率值。
采用直接數(shù)字合成技術(DDS)設計的信號發(fā)生器與傳統(tǒng)信號源相比具有以下優(yōu)點:
(1)頻率穩(wěn)定度高其頻率穩(wěn)定度取決于所使用的參考頻率源的穩(wěn)定度,常見晶振的穩(wěn)定度可達幾個ppm量級;
(2)頻率精度高目前常見的DDS器件的頻率分辨率可達32位;
(3)易于控制直接通過數(shù)字接口就可以對頻率、幅度、相位等進行控制。
射頻正弦波發(fā)生器系統(tǒng)的工作原理是基于DDS的信號產生方式,通過低通濾波器和放大器提高射頻信號的頻率特性和驅動能力,通過控制器和一些外圍配套器件完成對DDS器件的接口控制。
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