1 系統(tǒng)組成
該系統(tǒng)的核心部件是AD7008，AD7008是ADI公司推出的高集成度DDS頻率臺成器。首先單片機將頻率控制字發(fā)送給AD7008，在AD7008的輸出端口就可以得到所需的正弦信號，為了使輸出信號的頻率更為穩(wěn)定，將輸出信號通過由MAX262構(gòu)成的中心頻率可調(diào)帶通濾波器進行濾波處理.MAX262的中心頻率通過單片機按照AD7008的輸出頻率進行設置。DAC0832的作用是控制輸出信號的幅度。系統(tǒng)組成框圖如圖1所示。
2 主要硬件電路
系統(tǒng)的主要硬件電路如圖2所示。其主要由AD7008與單片機之間的接口、程控濾波器、幅度控制等三部分組成?，F(xiàn)分別對其加以介紹。
1.2.1 A07008與單片機之間的接口
AD7008可以和外圍MPU構(gòu)成并行或串行兩種接口方式，其中并行接口又可以分為8位和16位兩種。由于系統(tǒng)采用8位單片機，考慮到響應速度，采用8位并行接口方式。當單片機將數(shù)據(jù)送到PO口時．如果AD7008的WR引腳(與單片機的P1.0相連)出現(xiàn)負脈沖，則PO口的數(shù)據(jù)被送入AD7008的并行寄存器。如果AD7008的LOAD引腳(與單片機的Pl.1相連)出現(xiàn)正脈沖，則根據(jù)TC3～TC0(與單片機的PO.3～PO.0相連)的邏輯關系，AD7008并行寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)將會被送到片內(nèi)命令寄存器、頻率寄存器0、頻率寄存器1或相位寄存器中。由此來對AD7008所產(chǎn)生的正弦信號進行控制。AD7008的輸出引腳lOUT和IOUT通過一電阻接地，將輸出電流轉(zhuǎn)換成電壓，再通過一運算放大器組成的減法電路后產(chǎn)生正弦波。
2.2 程控濾波器的設計
為了提高輸出信號的質(zhì)量，必須對由AD7008所產(chǎn)生的正弦信號進行濾波處理。由于該信號發(fā)生器用在電測儀表中，其對正弦信號的頻率要求是40Hz～5kHz。筆者選用工作頻率為1Hz～140kHz的MAX262來構(gòu)成一個中心頻率可程控的帶通濾波器。MAX262有三個可程控參數(shù)：中心頻率
、Q值和工作模式。所有程控參數(shù)都通過數(shù)據(jù)引腳DO和Dl輸入。地址引腳A3～A0控制輸入數(shù)據(jù)進入不同的寄存器。當AD7008輸出信號的頻率確定后，就可以設定MAX262的中心頻率和Q值。這樣就構(gòu)成一可程控的帶通濾波器對AD7008的輸出信號進行濾波處理。
2.3 幅度控制
正弦信號的幅度控制是通過D/A轉(zhuǎn)換器DAC0832來實現(xiàn)的。經(jīng)過濾波處理的正弦信號接在DAC0832的參考電壓引腳VREF上。DAC0832的八位數(shù)據(jù)輸入引腳與單片機的P0口相連，由片選信號CS(與單片機的PI.2相連)來決定輸入數(shù)據(jù)是否選通。由圖2可知，DAC0832工作在單緩沖寄存器方式，即當CS為低電平時，DO～D7數(shù)據(jù)線送來的數(shù)據(jù)直接進行D/A轉(zhuǎn)換。
根據(jù)D/A轉(zhuǎn)換的工作原理有：
將
代入，則有：
第一級運算放大器將電流轉(zhuǎn)化為電壓輸出，則有：
將
表達式代入，得
第二級運算放大器起反向放大作用，它的輸入和輸出電壓之間的關系為：
將
表達式代入，最后得到如下關系：
由于
，所以輸入電壓通過該電路后，其輸出受到由數(shù)字控制的衰減。R改變DO～D7的值時，輸出電壓也隨之變化，即實現(xiàn)了對正弦渡信號的幅度控制。
3 軟件設計
單片機上電復位后，先對A D 7 0 0 8和MAX262進行初始化設置。然后開始檢測外圍輸入單元。當有頻率設置輸入時．則將頻率控制字送入AD7008，然后根據(jù)信號頻率設置MAX262的中心頻和Q值。當有幅度設置輸入時，則將幅度控制字送DAC0832。其程序流程框圖如圖3所示。
結(jié) 語
該信號發(fā)生器已經(jīng)成功運用在某電測系統(tǒng)中，使用效果良好。由于受該系統(tǒng)的實際需求所限，還沒有完全發(fā)揮DDS技術(shù)的全部優(yōu)勢。DDS還可以應用于跳頻通信、數(shù)字調(diào)制等其它領域。尤其是那些要求頻率精度高、轉(zhuǎn)換時間短的應用場合，采用DDS技術(shù)相對其它頻率合成技術(shù)來說具有無法比擬的優(yōu)勢。由于DDS自身的優(yōu)點，在性能要求較高的頻率合成領域?qū)玫綐O為廣泛的應用。
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