下载本文档
版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领
文档简介
1、【Word版本下载可任意编辑】 CPLD的DDS正交信号源的设计 1 引言 由于传统的多波形函数信号发生器需采用大量分离元件才能实现,且设计复杂,这里提出一种基于CPLD的多波形函数信号发生器。它采用CPLD作为函数信号发生器的处理器,以单片机和CPLD为,辅以必要的模拟和数字电路,构成的基于DDS(直接数字频率合成)技术、波形稳定、精度较高的多功能函数信号发生器。 2 系统设计 图1给出系统设计框图,该系统设计主要由CPLD电路、单片机电路、键盘输入液晶显示输出电路以及D/A转换电路和低通滤波器等电路组成。 2.1 频率合成器 该系统设计采用直接数字式频率合成DDS(Direct Digit
2、al Frequency Synthesis)技术,采用ROM存储所需的量化数据,按照不同频率求出频率控制字。以K为步进对相位累加器开展累加,每累加,取出累加器的高8 位数据送至ROM,ROM根据不同的地址取出不同的数据送TLC7524开展转换。再经过滤波即可得到所需要波形。由于DDS具有相对带宽很宽,频率转换时间极短,频率分辨率高等优点。此外,全数字化构造便于集成,输出相位连续,频率,相位和幅度均可实现程控。 2.2 幅度控制模块 幅度控制模块由DAC0832控制,利用其内部电阻分压网络,将其作为数控电位器。将 TLC7524的输出波形作为DAC0832的基准电压源输入,其输出波形为V=(N
3、/256)Vin,其中N为单片机输入的幅度控制字。通过一简单的电阻分压网络调整运放输出峰一峰值为05 V,再送至DAC0832由单片机控制其幅度实现幅度的步进,如图2所示。 2.3 后级处理模块 采用二阶巴特沃兹低通滤波器。巴特沃兹低通滤波器的幅度函数是单调下降的,由于n阶低通巴特沃兹低通滤波器的前(2n-1)阶导数在=0处为零,所以巴特沃兹低通滤波器也称平坦幅度滤波器。由于该设计要求滤除的频率分量主要为由DA转换器产生的高频分量,与系统所要求保存的频率相差很远,所以滤波器在通频带内的平坦程度比其衰减陡度更为重要,而且巴特沃兹低通滤波器所要的元件值符合实际情况,不像其他滤波器要求元件值那么苛刻
4、。 3 硬件电路系统设计 3.1 总体设计思路 整个系统以CPLD(EPM7128)、AT89S51、AT28C64(EEP-ROM)为。CPLD通过相位累加产生读取ROM的地址。以单片机为系统控制的,主要功能:给CPLD送频率控制字,即相位累加器的累加值,以此控制频率;给DA转换器送幅度控制字D,控制波形幅度;处理红外遥控键盘;送数据给液晶LCD。EEPROM存储已固化好波形的数据。 3.2 CPLD模块 该模块通过一个4引脚的工业标准JTAG接口在系统编程(ISP),并且在编程过程中仅需5.0 V单电压供电。编程过程中,IO引脚处于三态并被上拉,以消除板上冲突。上拉阻值为1 k。因为该器件
5、是在线编程的,为了便于调试,所以把口直接做在电路板上。考虑到电源为自制的稳压电源,CPLD受电源纹波干扰影响较大,所以在每个器件旁都加有去耦电容。 3.3 DA转换及幅度控制 DA转换采用TI公司的TLC7524,该器件转换速度可达10 M,幅度控制DA转换采用MAX518,该器件是I2C总线的双DA转换器,只需很少的端口线就可实现两路幅度的控制,大大节省单片机的端口。图3给出DA转换电路。 3.4 后级处理模块 低通滤波器对阶梯正弦波开展傅里叶分析。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(N1)倍频上,其幅值为基频的 1(N1)。低通滤波可以平滑其台阶。另外还需滤除由
6、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仿真说明:截止频率为1 MHz250 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。实际电路测量说明:当负载为100 ,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 位为产生的读
7、ROM的点与点之间的时间间隔而设置的累加存放器,即:单片机送一频率控制字,由低16位存放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,其频率幅度可精细控制,扩展输出频率达300 kHz,增加扫频输出功能。采用
温馨提示
- 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
- 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
- 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
- 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
- 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
- 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
最新文档
- 冀少版八年级生物上册第四章微生物在生物圈中的作用课件
- 变量与函数教案
- 《轮轴的秘密》教学设计
- 《莫高窟》教案中涉及的网络资源
- 港口码头施工合同样本
- 医疗设备采购招投标管理台账
- 个性化软件售后服务承诺书
- 水上娱乐设施防水维护合同
- 区块链会所租赁合同模板
- 旅游景区设施增补协议
- 三年级数学(上)计算题专项练习附答案集锦
- 历史期中复习课件七年级上册复习课件(部编版2024)
- 2024秋八年级道德与法治上册 第二单元 遵守社会规则 第五课 做守法的公民 第1框 法不可违说课稿 新人教版
- 2024-2025学年八年级物理上册 4.2光的反射说课稿(新版)新人教版
- 《现代管理原理》章节测试参考答案
- DBJ41T 263-2022 城市房屋建筑和市政基础设施工程及道路扬尘污染防治差异化评价标准 河南省工程建设标准(住建厅版)
- 2024年《保安员》上岗证考试题库190题及答案
- 课堂教学质量评价表
- 第二章 中国的自然环境 综合检测
- 停车收费系统购买合同范本
- 2024年新人教版七年级数学上册教学课件 第六章 几何图形初步 6.1.2 点、线、面、体
评论
0/150
提交评论