基于AD9850的脈沖信號(hào)發(fā)生器的研究與設(shè)計(jì)?

金巳婷呂閃羅魏魏牛娃

基于AD9850的脈沖信號(hào)發(fā)生器的研究與設(shè)計(jì)?

金巳婷1呂閃1羅魏魏1牛娃2

（1.大連交通大學(xué)大連116028）（2.中央財(cái)經(jīng)大學(xué)信息學(xué)院北京100081）

基于目前對(duì)脈沖合成技術(shù)的要求越來越高，論文提出一種矩形脈沖信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)，對(duì)電路中的主要模塊芯片AD9850進(jìn)行性能分析，同時(shí)引入切比雪夫?yàn)V波電路，以此輸出質(zhì)量高、頻率寬的矩形脈沖信號(hào)。經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)量后，可輸出標(biāo)準(zhǔn)波形的矩形脈沖，且誤差在要求范圍之內(nèi)，設(shè)計(jì)可行。

AD9850芯片；切比雪夫?yàn)V波電路；矩形脈沖

Class NumberTN74

1引言

信號(hào)發(fā)生器是一種常用的信號(hào)源，其在時(shí)域計(jì)量學(xué)、時(shí)域特征分析以及數(shù)字通信等領(lǐng)域的應(yīng)用廣泛，對(duì)矩形脈沖的波形要求也越來越高。然而大多數(shù)信號(hào)發(fā)生器所產(chǎn)生的脈沖信號(hào)均有不同程度的雜波分布，嚴(yán)重影響了波形的質(zhì)量以及精度［1～2］。基于此，本文提出一種基于AD9850的脈沖信號(hào)發(fā)生電路的設(shè)計(jì)，引入切比雪夫?yàn)V波電路，以此濾除雜波，輸出高質(zhì)量脈沖信號(hào)。

2矩形脈沖產(chǎn)生電路設(shè)計(jì)

2.1基本原理

本文所設(shè)計(jì)的矩形脈沖信號(hào)發(fā)生電路主控模塊為AD9850正弦波發(fā)生模塊，AD9850是美國(guó)ADI公司推出的具有高集成度頻率的典型合成芯片，主要由可編程DDS系統(tǒng)、高性能模數(shù)變換器（ADC）和高速比較器三部分構(gòu)成［3］?？删幊藾DS系統(tǒng)的核心是相位累加器，一般包括一個(gè)加法器和一個(gè)N位相位寄存器，N的取值范圍一般為24～32。當(dāng)有外部參考時(shí)鐘經(jīng)過時(shí)，寄存器以M步長(zhǎng)遞加，當(dāng)經(jīng)過2N/M外部時(shí)鐘時(shí)，寄存器自動(dòng)返回初始狀態(tài)，系統(tǒng)輸出正弦波，再經(jīng)過高速比較器與切比雪夫?yàn)V波電路輸出矩形脈沖［4～10］。具體的原理框圖如圖1所示。

DDS的帶寬相對(duì)較寬，頻率的分辨率也相對(duì)較高，可以輸出連續(xù)相位，轉(zhuǎn)換時(shí)間短，可靈活控制，具有較高的性價(jià)比［11～12］。

2.2硬件電路設(shè)計(jì)

1）AD9850正弦波發(fā)生模塊將輸入的正弦波轉(zhuǎn)變?yōu)榫匦蚊}沖，其電路原理圖［13］如圖2所示。

圖1 原理框圖

圖2 AD9850電路圖

2）DDS的數(shù)字特性使其輸出的矩形脈沖在一定程度上仍含有雜波，因此本次設(shè)計(jì)引入切比雪夫?yàn)V波電路來將其濾除以得到頻譜純凈、精確度更高的脈沖信號(hào)。切比雪夫?yàn)V波電路信號(hào)衰減迅速，頻率響應(yīng)誤差小，雜波濾除效果明顯［14～15］。濾波電路如圖3所示。

圖3 濾波電路

3實(shí)驗(yàn)結(jié)果及誤差分析

1）對(duì)切比雪夫?yàn)V波電路的的頻率響應(yīng)進(jìn)行仿真驗(yàn)證，仿真結(jié)果如圖4所示。

由圖4可以看出，切比雪夫?yàn)V波電路的頻率衰減較快，這樣即可很好地濾除DDS電路中產(chǎn)生的雜波。

2）對(duì)脈沖信號(hào)發(fā)生器輸出矩形脈沖的幅值進(jìn)行仿真，仿真結(jié)果如圖5所示。

圖4 濾波電路頻率響應(yīng)

圖5 幅值特性曲線

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本次設(shè)計(jì)的矩形脈沖發(fā)生器振幅的實(shí)際值與理論值基本接近，誤差均不超過0.5%，具有較高的精確度。

4結(jié)語

本文在前人研究的基礎(chǔ)之上，在信號(hào)發(fā)生電路中引入切比雪夫?yàn)V波電路，經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明，本次設(shè)計(jì)的電路能夠很好地濾除雜波，同時(shí)具有較高的精確度，適用于低功率電路，且電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，實(shí)際運(yùn)行穩(wěn)定可靠。

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Research and Design of Pulse SignalGenerator Based on AD9850

JIN Siting1LV Shan1LUO Weiwei1NIU Wa2
（1.Dalian Jiaotong University，Dalian 116028）
（2.Schoolof Information，Central University of Finance and Economics，Beijing 100081）

Based on the pulse synthesis techniques having become increasingly demanding currently，this paper proposes a design of rectangular pulse signal generator，analyzes the performance ofthe main circuit module chip AD9850，at the same time，introduces Chebyshev filter circuit to output rectangular pulse signal with high quality and wide frequency.After the experimental measurements，itcan outputstandard rectangularpulse signal，and the error is within the required range，the design is feasible.

AD9850 chip，chebyshev filter circuit，rectangular pulse signal

TN74

10.3969/j.issn.1672-9722.2017.08.046

2017年2月9日，

2017年3月23日

金巳婷，女，碩士，研究方向：嵌入式技術(shù)、通信及關(guān)鍵技術(shù)。呂閃，女，碩士，研究方向：信號(hào)與信息處理、通信及關(guān)鍵技術(shù)。羅魏魏，女，碩士，研究方向：嵌入式技術(shù)、通信及關(guān)鍵技術(shù)。牛娃，女，研究方向：嵌入式技術(shù)、通信及關(guān)鍵技術(shù)。