直接數(shù)字合成是一種新的頻率合成方法,是頻率合成技術(shù)的一次革命,隨著數(shù)字頻率集成電路和微電子技術(shù)的發(fā)展,直接數(shù)字頻率合成技術(shù)日益顯露出它的優(yōu)越性。 本文利用直接數(shù)字頻率合成器(DDS)與CPLD技術(shù)和單片機(jī)控制技術(shù),研制和設(shè)計(jì)了高分辨率、高穩(wěn)定度的函數(shù)信號(hào)發(fā)生器。文中主要討論基于DDS芯片AD9834的波形發(fā)生器,首先介紹了常用的幾種波形發(fā)生器的方案并進(jìn)行了比較,重點(diǎn)論述了基于DDS芯片AD9834的波形發(fā)生器方案,包括其原理圖、功能模塊圖、硬件電路圖、軟件流程圖,并針對(duì)設(shè)計(jì)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題提出了解決方案。提出并應(yīng)用了一種CPLD與單片機(jī)的通信方法,實(shí)現(xiàn)了高精度和寬頻率的信號(hào)產(chǎn)生。 在系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)中,將DDS信號(hào)發(fā)生器分成6個(gè)模塊:鍵盤(pán)模塊、單片機(jī)模塊、CPLD模塊、DDS模塊、模擬信號(hào)調(diào)理模塊和電源模塊,按模塊進(jìn)行軟硬件設(shè)計(jì)。系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)完成系統(tǒng)的硬件總體設(shè)計(jì),對(duì)具體實(shí)現(xiàn)電路進(jìn)行詳細(xì)的分析和設(shè)計(jì)。 在系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)中,對(duì)系統(tǒng)軟件的主要功能按模塊進(jìn)行了介紹。 最后根據(jù)本信號(hào)發(fā)生器的主要功能進(jìn)行了系統(tǒng)功能測(cè)試,并根據(jù)具體測(cè)試波形和測(cè)試數(shù)據(jù)對(duì)結(jié)果進(jìn)行了分析。 實(shí)驗(yàn)和實(shí)測(cè)結(jié)果表明所設(shè)計(jì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,使用方便、交互性好,性能穩(wěn)定可靠,具有較高的應(yīng)用價(jià)值。
【學(xué)位單位】：江南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2008
【中圖分類】：TP346
【部分圖文】：

0o一3600的正弦信號(hào)離散成具有2“個(gè)樣值的序列，若波形RoM有D位數(shù)據(jù)位，則2“個(gè)取樣的幅值以D位二進(jìn)制數(shù)值固化在ROM中，按照地址的不同可以輸出相應(yīng)相位的正弦信號(hào)的幅值。波形存儲(chǔ)器工作原理如圖1一3所示。 RRROMMM(((波形存儲(chǔ)器’〕 〕皮形喂度量化字歹圖1一3波形存儲(chǔ)器工作原理 F19.1一 3theoperationprineipleofwaveformfnemorizer(6)D/A轉(zhuǎn)換器D/A轉(zhuǎn)換器的作用是把合成的正弦波數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量。正弦幅度量化序列S(n)經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換后變成了包絡(luò)為正弦波的階梯波S(t)。需要注意的是，頻率合成器對(duì)D/A轉(zhuǎn)換器的分辨率有一定的要求，D/A轉(zhuǎn)化器的分辨率越高，合成的正弦波s(t)臺(tái)階數(shù)就越多，輸出的波形的精度也就越高。(7)低通濾波器對(duì)D/A輸出的階梯波S(t)進(jìn)行頻譜分析，可知S(t)中除主頻fo外，還存在分布在f.，2關(guān)K兩邊士天處的非諧波分量

寄寄存器器頻率控制字槍位量化字列t飛圖1一2相位累加器工作原理 F19.1一 2theoPerationPrineiPleofPhaseaccumulator(3)控制相位的加法器通過(guò)改變相位控制字P可以控制輸出信號(hào)的相位參數(shù)。令相位加法器的字長(zhǎng)為N，當(dāng)相位控制字由0躍變到P(尸，0)時(shí)，波形存儲(chǔ)器的輸入為相位累加器的輸出與相位控制字P之和，因此其輸出的幅度編碼相位會(huì)增加P/2“，從而使最后輸出的信號(hào)產(chǎn)生相移。(4)控制波形的加法器通過(guò)改變波形控制字W可以控制輸出信號(hào)的波形。由于波形存儲(chǔ)器中的不同波形是分塊存儲(chǔ)的，所以當(dāng)波形控制字改變時(shí)，波形存儲(chǔ)器的輸入為改變相位后的地址與波形控制字W(波形地址)之和，從而使最后輸出的信號(hào)產(chǎn)生相移。(5)波形存儲(chǔ)器用相位累加器輸出的數(shù)據(jù)作為波形存儲(chǔ)器的取樣地址

.輸出電壓顯示功能:4位數(shù)碼管顯示，顯示誤差小于5%。2.2系統(tǒng)框圖及模塊功能整個(gè)系統(tǒng)的硬件框圖如圖2一1所示。單片機(jī)采用CYGNAL公司的 C805IF206，CPLD采用ALTERA公司 MAX3128A，DDS芯片采用AD公司的AD9834。系統(tǒng)工作過(guò)程:用戶采用 5xs鍵盤(pán)發(fā)出各種控制命令，通過(guò)CPLD送入單片機(jī)，單片機(jī)根據(jù)鍵盤(pán)輸入的指令執(zhí)行相應(yīng)操作，再經(jīng)過(guò)CPLD進(jìn)行各種控制。如果鍵盤(pán)輸入改變波形或頻率的命令，單片機(jī)根據(jù)鍵盤(pán)輸入的值將其轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的控制字，通過(guò)CPLD來(lái)完成對(duì)DDS的控制，輸出所選擇的頻率或波形，然后經(jīng)過(guò)模擬調(diào)理電路，輸出用戶所要求的信號(hào)。衰減前級(jí)信號(hào)經(jīng)過(guò)波形變換電路將交流信號(hào)變成脈沖波送入單片機(jī)內(nèi)部AD電路進(jìn)行采樣
【引證文獻(xiàn)】

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1 江應(yīng)紅;王樹(shù)才;馬美湖;王石泉;;牛肉電刺激儀的設(shè)計(jì)與試驗(yàn)[J];農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào);2011年08期

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1 江應(yīng)紅;基于單片機(jī)控制的牛肉電刺激嫩化儀研究與試驗(yàn)[D];華中農(nóng)業(yè)大學(xué);2011年

2 柴龍慶;基于MCU和DSP的三相程控功率源設(shè)計(jì)[D];山東科技大學(xué);2011年

本文編號(hào)：2880987