基于DDS技術(shù)的高精度數(shù)控信號(hào)源設(shè)計(jì)

1、 基于DDS技術(shù)的高精度數(shù)控信號(hào)源設(shè)計(jì)作者:周遐, 金瑞, 曹云川作者單位:昆明冶金高等?？茖W(xué)校,云南,昆明,650033刊名: 昆明理工大學(xué)學(xué)報(bào)(理工版英文刊名:JOURNAL OF KUNMING UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY(SCIENCE ANDTECHNOLOGY年,卷(期:2009,34(5引用次數(shù):0次參考文獻(xiàn)(8條1.高吉祥.高頻電子線路M.北京:電子工業(yè)出版社,2007.2.韓志軍,沈晉源,王振波.單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2005.3.王治剛.單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)與實(shí)訓(xùn)M.北京:清華大學(xué)出版社,2004.4.高健.現(xiàn)代

2、通信系統(tǒng)M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2004.5.盧孟夏,胡智娟,薛永毅,等.通信技術(shù)概論M.北京:高等教育出版社,2005.6.胡宴如.高頻電子線路M.北京:高等教育出版社,2004.7.AD公司.AD9851使用手冊(cè)Z,2005.8.趙佩華.單片機(jī)接口技術(shù)及應(yīng)用M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2003.相似文獻(xiàn)(10條1.期刊論文康麗奎.楊景常.黃亮.王軍峰基于DDS的可程控高精度LCR測(cè)試儀-自動(dòng)化儀表2009,30(10為了提高測(cè)量電感、電容、電阻的精度,設(shè)計(jì)了一種基于直接數(shù)字頻率合成DDS的可程控高精度LCR測(cè)試儀.該測(cè)試儀采用阻抗-相角法結(jié)合填充計(jì)數(shù)法來(lái)分別測(cè)量各參數(shù);其FPGA芯片則采用

3、DDS技術(shù),產(chǎn)生高頻率、高精度和高幅值穩(wěn)定度的正弦波激勵(lì)信號(hào);同時(shí),該測(cè)試儀還設(shè)計(jì)了用來(lái)實(shí)現(xiàn)儀器可程控的接口模塊.仿真結(jié)果表明,該測(cè)試儀大大提高了電感、電容、電阻等參數(shù)的測(cè)量精度,取得了很好的測(cè)量效果.2.期刊論文劉莉.王維.李鴻基于DDS的高精度信號(hào)源的設(shè)計(jì)-中國(guó)科技信息2006(10本文簡(jiǎn)述了DDS的工作原理.提出了一種基于微處理器和AD9851芯片的信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì)方法.詳細(xì)介紹了設(shè)計(jì)理念和設(shè)計(jì)步驟.通過(guò)在實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn),得出了理想的數(shù)據(jù).具有一定的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)和科技效應(yīng).3.期刊論文殷雷.金海軍.李映雪.余水寶.YIN Lei.JIN Haijun.LI Yingxue.YU Shuibao基

4、于DDS的高精度函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的研制-現(xiàn)代電子技術(shù)2009,32(1基于直接數(shù)字頻率合成技術(shù)(DDS,采用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)DDS芯片AD9852的控制,提出一種高精度函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的實(shí)現(xiàn)方案.重點(diǎn)介紹了單片機(jī)與AD9852的硬件接口電路、整個(gè)系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)以及單片機(jī)中對(duì)48 b頻率控制字的處理方法.此方法在單片機(jī)程序設(shè)計(jì)中處理多于32 b的整型數(shù)據(jù)時(shí)具有借鑒意義.此系統(tǒng)具有高頻率、高精度的主要特點(diǎn),且控制靈活方便,具有廣闊的應(yīng)用前景.4.學(xué)位論文殷雷基于DDS技術(shù)的高精度信號(hào)源設(shè)計(jì)2009函數(shù)信號(hào)發(fā)生器是電子電信科學(xué)領(lǐng)域和實(shí)驗(yàn)室的常用設(shè)備之一,在教學(xué)、科研、生產(chǎn)、生物工程、遙控遙測(cè)等眾多領(lǐng)域都有著

5、廣泛的應(yīng)用。隨著電子技術(shù)的發(fā)展,人們對(duì)信號(hào)源的頻率分辨率、頻率范圍、頻譜純度等提出越來(lái)越高的要求。而傳統(tǒng)的頻率合成方法設(shè)計(jì)的信號(hào)源在功能、精度等方面存在頻率精度低、分辨率不高、頻帶窄、輸出波形有限等缺陷和不足,不能滿足實(shí)際要求?；贒DS的高精度信號(hào)源就是根據(jù)函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的這種使用現(xiàn)狀而設(shè)計(jì)研制的。 直接數(shù)字頻率合成(DDS技術(shù)是于二十世紀(jì)七十年代提出的一種新的頻率合成技術(shù)。DDS采用全數(shù)字的頻率合成方法,采用DDS技術(shù)設(shè)計(jì)的信號(hào)發(fā)生器具有極高的頻率分辨率和精確度,并具有頻率切換速度快、相位噪聲低、頻率切換時(shí)相位連續(xù)等優(yōu)點(diǎn),克服了傳統(tǒng)模擬信號(hào)源的缺點(diǎn)和不足,是目前信號(hào)發(fā)生器研究的主要方向。本

6、設(shè)計(jì)以AD公司的直接數(shù)字頻率合成芯片AD9852為核心,以Philips公司的ARM7芯片LPC2138為控制芯片,觸摸屏作為人機(jī)交互界面,配以嵌入式操作系統(tǒng)C/OS-II,對(duì)高精度信號(hào)源進(jìn)行設(shè)計(jì)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明,本設(shè)計(jì)輸出頻率帶寬可以達(dá)到0.001Hz50MHz,頻率分辨率0.001Hz,并具有很高的頻率精度與穩(wěn)定度。該信號(hào)源現(xiàn)已在浙江師范大學(xué)數(shù)理學(xué)院本科生電子實(shí)驗(yàn)室得到應(yīng)用,達(dá)到了電子教學(xué)與實(shí)驗(yàn)的要求。 本文首先介紹了頻率合成技術(shù)的歷史及發(fā)展趨勢(shì),分析了幾種主要的頻率合成原理,對(duì)其優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了比較,并根據(jù)DDS技術(shù)的顯著優(yōu)點(diǎn),最終確定了采用DDS技術(shù)研制高精度信號(hào)源。 然后對(duì)DDS的原理進(jìn)行

7、了詳細(xì)闡述。主要包括DDS的組成結(jié)構(gòu)介紹,DDS的數(shù)學(xué)分析、頻譜分析和雜散分析,并給出了DDS技術(shù)在應(yīng)用設(shè)計(jì)中的雜散抑制方法。 本文接下來(lái)對(duì)信號(hào)源系統(tǒng)的研制方法進(jìn)行了介紹。首先對(duì)系統(tǒng)中芯片的選取,系統(tǒng)整體的軟硬件設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明。然后分別對(duì)系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)及硬件設(shè)計(jì)進(jìn)行闡述。信號(hào)源系統(tǒng)的硬件模塊設(shè)計(jì)包括電源模塊、觸摸屏液晶硬件模塊、ARM7控制模塊、AD9852信號(hào)發(fā)生模塊以及低通濾波模塊等部分。系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)部分主要介紹了在C/OS-II系統(tǒng)下,信號(hào)源系統(tǒng)軟件操作功能的實(shí)現(xiàn),并創(chuàng)新性地設(shè)計(jì)了一種ARM7系統(tǒng)下48位頻率控制字的處理方法。 然后對(duì)信號(hào)源系統(tǒng)的調(diào)試分析進(jìn)行了闡述。主要對(duì)信號(hào)源系統(tǒng)

8、的上電調(diào)試進(jìn)行說(shuō)明,并對(duì)頻率輸出信號(hào)進(jìn)行了測(cè)試分析。同時(shí)給出了本設(shè)計(jì)中遇到的軟硬件問(wèn)題的解決方案,以及對(duì)信號(hào)源系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)的。 最后對(duì)全文進(jìn)行了總結(jié),并對(duì)下一步工作進(jìn)行了展望。5.期刊論文龐健濤基于DDS技術(shù)高精度移相器的實(shí)現(xiàn)-今日電子2002(12基于DDS技術(shù),采用大規(guī)模集成高速數(shù)字電路,在中頻實(shí)現(xiàn)高精度移相控制,再上變至C波段,從而完成對(duì)C波段射頻信號(hào)的高精度移相控制.研制結(jié)果表明,該移相器移相范圍為02,移相步進(jìn)0.089,轉(zhuǎn)換時(shí)間小于1s,雜散優(yōu)于80dB,輸出相噪低.6.期刊論文江志浩.孫明珠.蔡德榮.JIANG Zhi-hao.SUN Ming-zhu.CAI De-rong高精

9、度DDS的FPGA資源優(yōu)化設(shè)計(jì)-微計(jì)算機(jī)信息2009,25(2DDS因其率轉(zhuǎn)換時(shí)間短,分辨率高,低相噪,輸出相位連續(xù)等特點(diǎn),在全數(shù)字化結(jié)構(gòu)的雷達(dá)、通信系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用.本文首先介紹了DDS原理,提出據(jù). 7.學(xué)位論文 方紅斌 基于DDS技術(shù)的高精度,高穩(wěn)定度選頻電壓電流表的研制 1999 選頻電壓電流表是一種通用的電平測(cè)試儀表,主要功能是測(cè)量某一特定頻率的正弦波信號(hào)電平值,用于電力線以通道測(cè)量和載波機(jī)的調(diào)試,也可以用于 其它測(cè)試場(chǎng),合繼電保護(hù)等.選頻電壓電流表通過(guò)選頻通道將特定頻率的有用信號(hào)從輸入信號(hào)中提取出來(lái),并測(cè)量其電平值.選頻通道的核心部件是正弦波 發(fā)生器,它決定著整個(gè)選頻的精度和穩(wěn)

10、定性.AD7008具有程控調(diào)幅,調(diào)頻,調(diào)相,穩(wěn)定性好,精度高,功率低,體積小,與計(jì)算機(jī)接口方便等特點(diǎn).設(shè)計(jì)中采用 新型數(shù)字合成正弦波發(fā)生器,以GMS97C51單片機(jī)為核心組成選頻振蕩器,成功地實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)掃頻功能;采用自動(dòng)量程轉(zhuǎn)換技術(shù)對(duì)信號(hào)幅值進(jìn)行測(cè)量,實(shí)現(xiàn)了 電平的等精度測(cè)量;測(cè)量頻率時(shí)采用了高,低頻自動(dòng)換檔的方法,測(cè)頻范圍大大擴(kuò)展,從200Hz到2MHz.另外,在改進(jìn)的選頻表中,對(duì)顯示,鍵盤(pán)控制和其它的 重要功能模塊都進(jìn)行了重新設(shè)計(jì).如以數(shù)字控制代替模擬調(diào)節(jié),改變了過(guò)去使用電位器或者傳動(dòng)機(jī)構(gòu)手動(dòng)調(diào)節(jié)輸出信號(hào)頻率的方法;在顯示方式上,用液晶 顯示測(cè)量的輸入信號(hào)電平值,比模擬表頭顯示精度高.新型

11、選頻表不但具有優(yōu)越的性能,而且操作方便,其各項(xiàng)指標(biāo)都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了原有的產(chǎn)品. 8.期刊論文 魏郁梅.費(fèi)元春 一種基于DDS和DSP的高精度相位測(cè)量模塊的實(shí)現(xiàn) -現(xiàn)代電子技術(shù)2003,26(23 介紹了一種高精度相位測(cè)量模塊的實(shí)現(xiàn)方法;該模塊以DSP作為控制和信號(hào)處理單元,控制兩路DDS分別產(chǎn)生發(fā)射信號(hào)和基準(zhǔn)信號(hào),通過(guò)調(diào)整基準(zhǔn)信號(hào)相 位增量的方法,追蹤待測(cè)目標(biāo)回波與基準(zhǔn)信號(hào)的相位差.文中給出了具體的硬件實(shí)現(xiàn)方案和測(cè)試結(jié)果,并分析了影響相位差測(cè)量精度的因素. 9.期刊論文 李青鵬.路軍.李俊杰 基于單片機(jī)和DDS的高精度頻率信號(hào)實(shí)現(xiàn) -電子工程師2002,28(9 介紹了專用DDS芯片AD9854的

12、特性和工作原理,敘述了利用該芯片設(shè)計(jì)高精度頻率信號(hào)發(fā)生器的簡(jiǎn)易方法,并給出了MCS51系列單片機(jī)與AD9854的硬件 接口設(shè)計(jì)和軟件編程方法. 10.學(xué)位論文 童鍵 基于DDS的高精度信號(hào)源的設(shè)計(jì)與研究 2007 本文設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)基于直接數(shù)字合成(Direct Digital Synthesis,DDS技術(shù)的高性能,高精度的信號(hào)源. 全文主要內(nèi)容包括如下幾個(gè)方面: 1.經(jīng)過(guò)對(duì)信號(hào)源設(shè)計(jì)技術(shù)的研究,分析并指出傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的局限性,闡述了DDS技術(shù)在信號(hào)發(fā)生器中應(yīng)用的優(yōu)勢(shì). 2.闡述了性能價(jià)格比較高 的AD9850直接數(shù)字頻率合成器芯片的基本原理和性能特點(diǎn),并用其研制015MHz的信號(hào)源.根據(jù)課題的要求,給出了基于DDS技術(shù)的信號(hào)源設(shè)計(jì)的總體方 案,設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了基于DDS的硬件系統(tǒng),給出了整個(gè)系統(tǒng)的硬件原理圖,詳細(xì)論述了系統(tǒng)中MCU主控模塊,電源模塊,采樣保持與A/D轉(zhuǎn)換模塊,低通濾波模 塊,輸入輸出模塊,顯示模塊等的組成原理和設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)方法. 3.給出了軟件設(shè)計(jì)的總體思想,根據(jù)軟件方案并結(jié)合硬件電路,給出了總體以及幾 個(gè)子模塊的流程圖,用MCS-51匯編語(yǔ)言編制相應(yīng)程序. 4.對(duì)軟件進(jìn)行調(diào)試并進(jìn)行仿真測(cè)試,給出了頻率為1MHz和10MHz時(shí)的正弦