一、系统组成
在许多电子系统中需频率与幅度可调的正弦波作基准或载波信号。正弦波可由模拟电路或DDS(直接数字合成)产生,DDS具有相位连续、频率分辨率高、转换速度快、信号稳定等优点,广泛用于雷达、通信、测试与仪表领域。本系统以ADI公司高集成度DDS频率合成器AD7008为核心:单片机将频率控制字送入AD7008即得所需正弦信号;输出经MAX262构成的中心频率可编程带通滤波器滤波以稳定频率;DAC0832控制输出幅度。
二、AD7008与单片机接口
AD7008支持并行与串行接口,并行又分8位与16位。系统采用8位单片机,故选8位并行接口:数据送P0口后,WR(接P1.0)负脉冲将数据写入并行寄存器;LOAD(接P1.1)正脉冲时,依TC3~TC0(接P0.3~P0.0)逻辑将数据送入片内命令寄存器、频率寄存器0/1或相位寄存器。输出Iout与Iout经电阻接地转换为电压,再经运放减法电路产生正弦波。
三、程控滤波器
信号发生器用于电测仪表,要求频率范围40Hz~5kHz。选用工作频率1Hz~140kHz的MAX262构成中心频率可程控带通滤波器。MAX262有三个可程控参数:中心频率、Q值与工作模式,均经数据引脚D0、D1输入,地址引脚A3~A0选择目标寄存器。AD7008输出频率确定后,即可设定MAX262中心频率与Q值。
四、幅度控制
滤波后的正弦信号接DAC0832的参考电压端Vref,8位数据输入接P0口,片选CS(接P1.2)低电平有效,工作于单缓冲方式,CS为低时D0~D7数据直接进行D/A转换。第一级运放将电流转换为电压输出,从而实现程控幅度。
五、软件设计
上电复位后先初始化AD7008与MAX262,再检测外围输入:频率设置时将频率控制字送AD7008并相应设置MAX262中心频率与Q值;幅度设置时将幅度控制字送DAC0832。该信号发生器已成功应用于某电测系统,效果良好;DDS技术在跳频通信、数字调制及高精度快速频率合成领域应用前景广阔。