第五章信號(hào)的產(chǎn)生2015

1、電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第1頁(yè)第第5 5章章 信號(hào)的產(chǎn)生信號(hào)的產(chǎn)生5.1 5.1 信號(hào)源概述信號(hào)源概述 5.2 5.2 正弦、脈沖及函數(shù)發(fā)生器正弦、脈沖及函數(shù)發(fā)生器 5.3 5.3 鎖相頻率合成信號(hào)的產(chǎn)生鎖相頻率合成信號(hào)的產(chǎn)生 5.4 5.4 直接數(shù)字合成技術(shù)直接數(shù)字合成技術(shù) * *5.5 5.5 合成信號(hào)源簡(jiǎn)介合成信號(hào)源簡(jiǎn)介 （了解）（了解）電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第2頁(yè)電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第3頁(yè)1.1.信號(hào)源的作用信號(hào)源的作用 信號(hào)源是能夠產(chǎn)生不同頻率、不同幅度的規(guī)則信號(hào)源是能夠產(chǎn)生不同頻率、不同幅度的規(guī)則或不規(guī)則波形的信號(hào)發(fā)生器?；虿灰?guī)則波形的信號(hào)發(fā)生器。 信號(hào)源的用途主要有以下三方

2、面：信號(hào)源的用途主要有以下三方面： 激勵(lì)源。激勵(lì)源。 信號(hào)仿真。信號(hào)仿真。 標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源。標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源。電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第4頁(yè)信號(hào)信號(hào)輸出輸出主振器主振器緩沖緩沖調(diào)制調(diào)制輸出輸出電電 源源監(jiān)測(cè)監(jiān)測(cè)信號(hào)發(fā)生器結(jié)構(gòu)框圖信號(hào)發(fā)生器結(jié)構(gòu)框圖電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第5頁(yè)電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第6頁(yè)3. 3. 按照信號(hào)發(fā)生器的性能指標(biāo)按照信號(hào)發(fā)生器的性能指標(biāo) 可分為：可分為： 一般信號(hào)發(fā)生器；一般信號(hào)發(fā)生器； 標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器；標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器； 電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第7頁(yè)%100ooofffff%100minmaxofff電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第8頁(yè)3. 3. 調(diào)制特性調(diào)制特性 調(diào)制特性的恒量

3、指標(biāo)主要包括調(diào)制頻率，調(diào)幅調(diào)制特性的恒量指標(biāo)主要包括調(diào)制頻率，調(diào)幅系數(shù)，最大頻偏，調(diào)制線性等。系數(shù)，最大頻偏，調(diào)制線性等。電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第9頁(yè)5.2.1 5.2.1 正弦信號(hào)發(fā)生器正弦信號(hào)發(fā)生器主振級(jí)主振級(jí)緩沖緩沖放大放大電平電平控制控制功率功率放大放大衰減器衰減器阻抗阻抗變換變換電平調(diào)節(jié)電平調(diào)節(jié)波段波段調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)頻率頻率細(xì)調(diào)細(xì)調(diào)電平指示電平指示低頻信號(hào)發(fā)生器組成原理低頻信號(hào)發(fā)生器組成原理電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第10頁(yè)輸出輸出主振級(jí)主振級(jí)波段波段選擇選擇頻率頻率細(xì)調(diào)細(xì)調(diào)緩沖緩沖調(diào)制級(jí)調(diào)制級(jí)輸出級(jí)輸出級(jí)調(diào)制振蕩調(diào)制振蕩器器監(jiān)測(cè)器監(jiān)測(cè)器外調(diào)制外調(diào)制輸入輸入高頻信號(hào)發(fā)生器原理框圖高頻信號(hào)發(fā)

4、生器原理框圖電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第11頁(yè)u ut to o（a a）矩形波）矩形波u ut to o（b b）鋸齒波）鋸齒波u ut to o（c c）階梯波）階梯波u ut to o（d d）鐘形脈沖）鐘形脈沖u ut to o（e e）數(shù)字編碼序列）數(shù)字編碼序列 常見(jiàn)的脈沖信號(hào)常見(jiàn)的脈沖信號(hào)u 脈沖發(fā)生器的分類(lèi)脈沖發(fā)生器的分類(lèi)（根據(jù)用途和產(chǎn)生脈沖的方法）：（根據(jù)用途和產(chǎn)生脈沖的方法）：通用脈通用脈沖發(fā)生器、快速（廣譜）脈沖發(fā)生器、函數(shù)發(fā)生器、數(shù)字可沖發(fā)生器、快速（廣譜）脈沖發(fā)生器、函數(shù)發(fā)生器、數(shù)字可編程脈沖發(fā)生器及特種脈沖發(fā)生器編程脈沖發(fā)生器及特種脈沖發(fā)生器等。等。電子測(cè)量原理電子測(cè)量

5、原理第12頁(yè)輸出輸出脈寬，上升脈寬，上升/ /下降沿下降沿控制控制主振主振級(jí)級(jí)同 步 放同 步 放大大延時(shí)延時(shí)級(jí)級(jí)脈 沖 形脈 沖 形成成輸出輸出級(jí)級(jí)同步脈沖輸同步脈沖輸出出外同步外同步觸發(fā)輸觸發(fā)輸入入外觸發(fā)外觸發(fā)同步脈沖輸出同步脈沖輸出脈沖信號(hào)發(fā)生器組成原理脈沖信號(hào)發(fā)生器組成原理電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第13頁(yè)u 快速脈沖信號(hào)的產(chǎn)生技術(shù)主要有：水銀開(kāi)關(guān)脈沖發(fā)快速脈沖信號(hào)的產(chǎn)生技術(shù)主要有：水銀開(kāi)關(guān)脈沖發(fā)生器、雪崩晶體管脈沖發(fā)生器、階躍恢復(fù)二極管脈生器、雪崩晶體管脈沖發(fā)生器、階躍恢復(fù)二極管脈沖發(fā)生器以及隧道二極管脈沖發(fā)生器等。沖發(fā)生器以及隧道二極管脈沖發(fā)生器等。電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第14頁(yè)5

6、0mV/DIV30dB1 ns/DIV(a)0-40dB0123GHz(b)過(guò)渡持續(xù)時(shí)間為過(guò)渡持續(xù)時(shí)間為1ns的脈沖發(fā)生器前沿及其頻譜的脈沖發(fā)生器前沿及其頻譜50mV/DIV15 ps/DIV(a)0-40dB0102030GHz(b)隧道二極管脈沖發(fā)生器前沿及其頻譜隧道二極管脈沖發(fā)生器前沿及其頻譜 例如一個(gè)前沿上升時(shí)間為例如一個(gè)前沿上升時(shí)間為1ns1ns的脈沖，其可用頻譜分量為的脈沖，其可用頻譜分量為1GHz1GHz，而隧道二極管脈沖發(fā)生器產(chǎn)生的脈沖前沿上升時(shí)間快，而隧道二極管脈沖發(fā)生器產(chǎn)生的脈沖前沿上升時(shí)間快達(dá)達(dá)15ps15ps，則其可用頻譜可以高達(dá)，則其可用頻譜可以高達(dá)30GHz30GH

7、z。電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第15頁(yè)C雙穩(wěn)態(tài)雙穩(wěn)態(tài)電路電路VC2V2VC1AWRU1I1U2B方波、三角波發(fā)生器原理框圖方波、三角波發(fā)生器原理框圖V1-)(221VVCIfsc設(shè)充放電電流為設(shè)充放電電流為I I，輸出三角波的頻率為，輸出三角波的頻率為f fscsc，則：，則：運(yùn)放組成的運(yùn)放組成的積分電路積分電路電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第16頁(yè)utiustusct分段折線逼近波形綜合分段折線逼近波形綜合n其電路實(shí)現(xiàn)原理如下圖所示。其電路實(shí)現(xiàn)原理如下圖所示。 分段逼近波形綜合電路分段逼近波形綜合電路+E-ER0R1R2R3R4R5R6R1AR2AR3AR4AR5AR6AR7AR7BR6BR5BR4

8、BR3BR2BR1BViVoD1AD1BD2AD3AD4AD5AD6AD2BD3BD4BD5BD6B根據(jù)正弦波與三角波的差別，將三角波分成若干段，按不同根據(jù)正弦波與三角波的差別，將三角波分成若干段，按不同的比例衰減，就可以得到近似正弦波的折線化波形。采用比的比例衰減，就可以得到近似正弦波的折線化波形。采用比例系數(shù)可以自動(dòng)調(diào)節(jié)的運(yùn)算電路。利用二極管和電阻構(gòu)成反例系數(shù)可以自動(dòng)調(diào)節(jié)的運(yùn)算電路。利用二極管和電阻構(gòu)成反饋通路，可以隨著輸入電壓的數(shù)值不同而改變電路的比例系饋通路，可以隨著輸入電壓的數(shù)值不同而改變電路的比例系數(shù)。數(shù)。電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第17頁(yè)ut（a）ut（b）tu（c）tu（d）鋸齒

9、波的獲得原理鋸齒波的獲得原理 鋸齒波可以通過(guò)方波與三角波而獲得，將下圖中（鋸齒波可以通過(guò)方波與三角波而獲得，將下圖中（a a）所）所示三角波與圖（示三角波與圖（b b）所示方波直接疊加就可得到圖（）所示方波直接疊加就可得到圖（c c）所）所示的交錯(cuò)鋸齒波，再經(jīng)過(guò)全波整流，就得到了圖（示的交錯(cuò)鋸齒波，再經(jīng)過(guò)全波整流，就得到了圖（d d）所示）所示的鋸齒波。的鋸齒波。電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第18頁(yè)頻率頻率控制控制網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)三角波三角波緩沖器緩沖器正弦波綜正弦波綜合及緩沖合及緩沖正恒正恒流源流源負(fù)恒負(fù)恒流源流源比較器比較器方波方波緩沖器緩沖器外外部部頻頻率率控控制制函數(shù)函數(shù)選擇選擇及其及其它波它波形

10、產(chǎn)形產(chǎn)生生輸出輸出放大放大輸出輸出濾波濾波直流直流補(bǔ)償補(bǔ)償積分積分電路電路函數(shù)發(fā)生器基本組成原理函數(shù)發(fā)生器基本組成原理電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第19頁(yè)一、函數(shù)發(fā)生器與信號(hào)波形一、函數(shù)發(fā)生器與信號(hào)波形函數(shù)發(fā)生器（函數(shù)發(fā)生器（Function Generator）的功能：）的功能：輸出頻率和幅度可調(diào)的輸出頻率和幅度可調(diào)的:正弦波正弦波三角波三角波方波方波AM、FM調(diào)制調(diào)制電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第20頁(yè)正弦波：失真度正弦波：失真度三角波：線性度三角波：線性度方波：上升與下降斜率方波：上升與下降斜率根據(jù)傅里葉級(jí)數(shù)，一個(gè)失真的正弦波根據(jù)傅里葉級(jí)數(shù)，一個(gè)失真的正弦波可以分解為一系列幅度不同、相位有可以分

11、解為一系列幅度不同、相位有別的基波和各別的基波和各 次諧波。因此次諧波。因此非線性失非線性失真度真度定義為全部諧波能量與基波能量定義為全部諧波能量與基波能量之比的量之比的平方根值。之比的量之比的平方根值。fVVmax-Vmint1t2一、函數(shù)發(fā)生器與信號(hào)波形一、函數(shù)發(fā)生器與信號(hào)波形電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第21頁(yè)多種波形輸出：正弦波、三角波、鋸齒波、多種波形輸出：正弦波、三角波、鋸齒波、方波、脈沖波方波、脈沖波 0.1Hz20MHz頻率范圍頻率范圍輸出頻率及占空比可調(diào)輸出頻率及占空比可調(diào)輸出電阻小至輸出電阻小至0.1歐，輸出電流歐，輸出電流 20mA正弦波輸出總諧波失真低至正弦波輸出總諧波失真

12、低至0.75%電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第22頁(yè)電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第23頁(yè)電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第24頁(yè)電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第25頁(yè)電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第26頁(yè)電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第27頁(yè)電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第28頁(yè)圖圖 MAX038的應(yīng)用電路的應(yīng)用電路19腳是波形輸出端。腳是波形輸出端。 利用恒定電流向利用恒定電流向CF充電和放電，形成充電和放電，形成振蕩，產(chǎn)生三角波振蕩，產(chǎn)生三角波和矩形波。和矩形波。 RP1的作用是調(diào)節(jié)的作用是調(diào)節(jié)振蕩頻率。振蕩頻率。RP2是調(diào)節(jié)占空比。是調(diào)節(jié)占空比。 電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第29頁(yè)圖圖 5Hz5MHz函數(shù)發(fā)生器函數(shù)發(fā)生器電子測(cè)量原

13、理電子測(cè)量原理第30頁(yè)5.3.1 5.3.1 頻率合成的基本概念頻率合成的基本概念頻率頻率1 1輸出輸出石英晶體石英晶體代數(shù)運(yùn)算代數(shù)運(yùn)算（加、減、乘、除（加、減、乘、除）頻率合成原理頻率合成原理頻率頻率n n輸出輸出基準(zhǔn)頻率基準(zhǔn)頻率電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第31頁(yè)晶振晶振諧波發(fā)生器（倍頻）諧波發(fā)生器（倍頻）分頻（分頻（1010）8MHz8MHz混頻（混頻（+ +）混頻（混頻（+ +）2MHz2MHz濾波濾波分頻（分頻（1010）2.8MHz2.8MHz濾波濾波0.28MHz0.28MHz分頻（分頻（1010）混頻（混頻（+ +）濾波濾波6MHz6MHz6.28MHz6.28MHz0.628MH

14、z0.628MHz3MHz3MHz3.628MHz3.628MHz直接式頻率合成原理框圖直接式頻率合成原理框圖1MHz1MHz1MHz1MHz9MHz9MHz優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：頻率切換迅速，相位噪聲很低。頻率切換迅速，相位噪聲很低。缺點(diǎn)：電路硬件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積大，價(jià)格昂貴，不便于集成化。缺點(diǎn)：電路硬件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積大，價(jià)格昂貴，不便于集成化。電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第32頁(yè)電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第33頁(yè)電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第34頁(yè)orfNf1orffN12orrfff電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第35頁(yè)鎖相環(huán)控制系統(tǒng)原理圖鎖相環(huán)控制系統(tǒng)原理圖frVrVCOPDLPFVofOVd電子測(cè)量原理電子測(cè)量

15、原理第36頁(yè)電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第37頁(yè)（a） 諧波倍頻環(huán)諧波倍頻環(huán)VCOPDLPFfO=Nfifi諧波諧波形成形成Nfifo=Nfi（b）數(shù)字倍頻環(huán)）數(shù)字倍頻環(huán)VCOPDLPFfiN倍頻式鎖相環(huán)原理圖倍頻式鎖相環(huán)原理圖fiNPLLNfi（c）倍頻環(huán)簡(jiǎn)化圖）倍頻環(huán)簡(jiǎn)化圖電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第38頁(yè)分頻式鎖相環(huán)原理圖分頻式鎖相環(huán)原理圖VCOPDLPFfo=fi/NfiN（b）數(shù)字分頻環(huán)）數(shù)字分頻環(huán)VCOPDLPFfo=fi/Nfi諧波諧波形成形成（a）諧波分頻環(huán)）諧波分頻環(huán)fiNPLLfo=fi/N（c）分頻環(huán)簡(jiǎn)化圖）分頻環(huán)簡(jiǎn)化圖電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第39頁(yè)P(yáng)DLPFVCOM（）（）

16、fi1fi2fo+fi2（b）相減混頻環(huán)）相減混頻環(huán)PDLPFVCOM（）（）fi1fi2fo= fi1+ fi2fo-fi2（a）相加混頻環(huán)）相加混頻環(huán)fo= fi1- fi2混頻鎖相環(huán)混頻鎖相環(huán)+PLLfi1fi2fo= fi1+ fi2-PLLfi1fi2fo= fi1- fi2（c）相加環(huán)簡(jiǎn)化圖）相加環(huán)簡(jiǎn)化圖（d）相減環(huán)簡(jiǎn)化圖）相減環(huán)簡(jiǎn)化圖電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第40頁(yè)fo= Nfi1+ fi234005100KHz10KHzPD2LPF2VCO2M（）（）fi2fi1fo-Nfi1Nfi1內(nèi)插振蕩內(nèi)插振蕩器器環(huán)環(huán)1環(huán)環(huán)2倍頻環(huán)倍頻環(huán)加法混頻環(huán)加法混頻環(huán)（a） 雙環(huán)合成器原理結(jié)構(gòu)框圖

17、雙環(huán)合成器原理結(jié)構(gòu)框圖100110KHzNPLLNfi1+PLLfi1fi2fo=N fi1+ fi2（b） 雙環(huán)合成器簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)框圖雙環(huán)合成器簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)框圖雙環(huán)合成器原理結(jié)構(gòu)圖雙環(huán)合成器原理結(jié)構(gòu)圖VCO1PD1LPF1諧波諧波形成形成N=330500電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第41頁(yè)（1 1）十進(jìn)頻率合成器組成）十進(jìn)頻率合成器組成 五個(gè)五個(gè)DS-1合成單元串接起來(lái)，其輸出頻率被送到合成合成單元串接起來(lái)，其輸出頻率被送到合成單元單元DS-2，得到輸出頻率為，得到輸出頻率為2122MHz , DS-2的輸出加到的輸出加到合成單元合成單元DS-4，得到輸出頻率為，得到輸出頻率為101122MHz ,合成

18、單元合成單元DS-3輸出為輸出為10192MHz， DS-3與與DS-4的輸出頻率加到混的輸出頻率加到混頻器頻器M進(jìn)行相減，最后得到進(jìn)行相減，最后得到200Hz30MHz的輸出頻的輸出頻 電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第42頁(yè)DS-10-91HzDS-10-910HzDS-10-9100HzDS-10-91KHzDS-10-910KHzDS-20-9100KHzDS-40-210MHzDS-30-91MHz2122MHz1.21.3MHz1.21.3MHz1.21.3MHz1.21.3MHz1.21.3MHz內(nèi)插振蕩器內(nèi)插振蕩器01Hz1.21.3MHz9MHz100KHzM（-）10192MHz1

19、01122MHz200Hz30MHz5MHz9MHz1MHz100KHz2.5MHzS1S2S3S4S5電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第43頁(yè)VCOPDLPF1.82.7MHz100KHz諧波諧波形成形成NfiDS-1原理框圖原理框圖M1（）（）M2（）（）9MHz1.21.3MHz基準(zhǔn)基準(zhǔn)后一位合成單元后一位合成單元10.210.3MHz101213MHz1.21.3MHz倍頻環(huán)倍頻環(huán)N=1827電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第44頁(yè)VCOPDLPF1.82.7MHz100KHz諧波諧波形成形成NfiDS-2原理框圖原理框圖M1（）（）M2（）（）9MHz1.21.3MHz基準(zhǔn)基準(zhǔn)“10KHz”10KH

20、z”單元輸出單元輸出19.219.3MHz2122MHz倍頻環(huán)倍頻環(huán)218MHz電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第45頁(yè)VCOPDLPF10192MHz1MHz諧波諧波形成形成NfiDS-3原理框圖原理框圖倍頻環(huán)倍頻環(huán)fi0 -1011-1002-99.9-92電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第46頁(yè)P(yáng)DLPFVCOM（）（）DS-2的輸出的輸出0：80MHz加法混頻環(huán)加法混頻環(huán)2122MHz101122MHzDS-4原理框圖原理框圖基準(zhǔn)基準(zhǔn)倍 頻倍 頻環(huán)環(huán)5MHzVCOPDLPF諧波諧波形成形成1：90MHz2：100MHz倍頻環(huán)的倍數(shù)：倍頻環(huán)的倍數(shù)：N=16，18，20 0 1 2電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理

21、第47頁(yè)VCOPDLPF1.21.3MHz100KHz諧波諧波形成形成內(nèi)插振蕩器組成框圖內(nèi)插振蕩器組成框圖基準(zhǔn)基準(zhǔn)12S+P 當(dāng)選擇開(kāi)關(guān)當(dāng)選擇開(kāi)關(guān)S S置于置于1 1時(shí)，內(nèi)插振蕩器是一個(gè)倍頻環(huán)，它輸出一時(shí)，內(nèi)插振蕩器是一個(gè)倍頻環(huán)，它輸出一個(gè)個(gè)1.2MHz1.2MHz的固定點(diǎn)頻，此時(shí)頻率合成器只能輸出離散頻率。的固定點(diǎn)頻，此時(shí)頻率合成器只能輸出離散頻率。 當(dāng)內(nèi)插振蕩器的開(kāi)關(guān)當(dāng)內(nèi)插振蕩器的開(kāi)關(guān)S S置于置于2 2時(shí)，時(shí)，VCOVCO就作為一個(gè)頻率連續(xù)可就作為一個(gè)頻率連續(xù)可調(diào)的振蕩器工作，調(diào)節(jié)電位器調(diào)的振蕩器工作，調(diào)節(jié)電位器P P，改變，改變VCOVCO的偏壓，可使它的輸?shù)钠珘?，可使它的輸出在出?

22、.2MHZ1.2MHZ1.3MHZ1.3MHZ之間連續(xù)變化。之間連續(xù)變化。 電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第48頁(yè)5.4.1直接數(shù)字合成基本原理直接數(shù)字合成基本原理 設(shè)取樣時(shí)鐘頻率為設(shè)取樣時(shí)鐘頻率為fc，正弦波每一周期由個(gè)取樣點(diǎn)構(gòu)，正弦波每一周期由個(gè)取樣點(diǎn)構(gòu)成，則該正弦波的頻率為：成，則該正弦波的頻率為：NfNTfcco1電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第49頁(yè)地址計(jì)數(shù)器地址計(jì)數(shù)器（N）正弦波正弦波ROM存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器D/ALPFfcfoDDS組成原理組成原理輸出信號(hào)頻率輸出信號(hào)頻率fo: 取決于兩個(gè)因數(shù)：取決于兩個(gè)因數(shù)：參考時(shí)鐘頻率；參考時(shí)鐘頻率；ROMROM中存儲(chǔ)的正弦波；中存儲(chǔ)的正弦波；NMffco如果

23、如果地址計(jì)數(shù)器以步進(jìn)地址計(jì)數(shù)器以步進(jìn)M M（M=1)M=1)進(jìn)行累加，進(jìn)行累加，M M稱為頻率控制稱為頻率控制字，則可在字，則可在f fc c和和ROMROM數(shù)據(jù)不變的情況下改變數(shù)據(jù)不變的情況下改變輸出頻率，此時(shí)輸出頻率，此時(shí)fo為：為：相位累加器正弦表ROMD/A低通輸出時(shí)鐘A位D位N位頻率碼Kmin電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第50頁(yè)相位相位鎖存器鎖存器頻率控制字頻率控制字M相位累加器相位累加器fr波形存儲(chǔ)波形存儲(chǔ)RAMD/A轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換LPFfo2448位位1416位位相位累加器原理相位累加器原理電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第51頁(yè)步進(jìn)步進(jìn)點(diǎn)數(shù)點(diǎn)數(shù)25640966553610485761677721

24、64294967296281474976710656N8121620243248數(shù)字相位圓數(shù)字相位圓電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第52頁(yè)cNofMf2實(shí)際應(yīng)用中一般取實(shí)際應(yīng)用中一般取1M21M2N-2N-2 此處的此處的N不再是不再是取樣點(diǎn)數(shù)，而是取樣點(diǎn)數(shù)，而是累加器位數(shù)，取累加器位數(shù)，取樣點(diǎn)數(shù)為樣點(diǎn)數(shù)為2N電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第53頁(yè)輸出輸出輸出輸出串串/ /并并選擇選擇6 6位地址或位地址或串行編程串行編程8 8位并位并行數(shù)據(jù)行數(shù)據(jù)FSK/BPSK/HOLDFSK/BPSK/HOLD數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)輸入輸入4 42020參考時(shí)鐘參考時(shí)鐘倍乘倍乘頻頻率率累累加加器器相位偏移相位偏移及調(diào)制及調(diào)制 +

25、+相相位位累累加加器器相相位位轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換器器300MHzDDS300MHzDDS參參考考時(shí)時(shí)鐘鐘濾波濾波器器濾波濾波器器1212位位D/AD/AM/M/DACDAC復(fù)位復(fù)位1212位位D/AD/A頻率控制字頻率控制字/ /相位字啟停邏輯相位字啟停邏輯I/OI/O更新更新讀寫(xiě)讀寫(xiě)可編程寄存器可編程寄存器4848位頻率位頻率控制字控制字1414位相位位相位偏移偏移/ /調(diào)制調(diào)制I/OI/O端口緩沖端口緩沖1212位位AMAM調(diào)制調(diào)制比較器比較器模擬輸入模擬輸入時(shí)鐘輸出時(shí)鐘輸出AD9854 DDSAD9854 DDS結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)+ +- -電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第54頁(yè) AD9852功能結(jié)構(gòu)框圖AD98

26、52 DDSAD9852 DDS結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第55頁(yè)AD9852AD9852內(nèi)部包括一個(gè)具有內(nèi)部包括一個(gè)具有4848位相位累加器、位相位累加器、一個(gè)可編程時(shí)鐘倍頻器、一個(gè)反一個(gè)可編程時(shí)鐘倍頻器、一個(gè)反sincsinc濾波器、濾波器、兩個(gè)兩個(gè)1212位位300MHz DAC300MHz DAC，一個(gè)高速模擬比較器以，一個(gè)高速模擬比較器以及接口邏輯電路。及接口邏輯電路。其主要性能特點(diǎn)如下：其主要性能特點(diǎn)如下：高達(dá)高達(dá)300MHz300MHz的系統(tǒng)時(shí)鐘；的系統(tǒng)時(shí)鐘；能輸出一般調(diào)制信號(hào)，能輸出一般調(diào)制信號(hào)，F(xiàn)SKFSK，BPSKBPSK，PSKPSK，CHIRPCHIRP，AMAM

27、等；等；100MHz100MHz時(shí)具有時(shí)具有80dB80dB的信噪比；的信噪比；內(nèi)部有內(nèi)部有4 4* *到到2020* *的可編程時(shí)鐘倍頻器；的可編程時(shí)鐘倍頻器；兩個(gè)兩個(gè)4848位頻率控制字寄存器，能夠?qū)崿F(xiàn)很高的位頻率控制字寄存器，能夠?qū)崿F(xiàn)很高的頻率分辨率。頻率分辨率。兩個(gè)兩個(gè)1414位相位偏置寄存器，提供初始相位設(shè)置。位相位偏置寄存器，提供初始相位設(shè)置。帶有帶有100MHz100MHz的的8 8位并行數(shù)據(jù)傳輸口或位并行數(shù)據(jù)傳輸口或10MHz10MHz的串的串行數(shù)據(jù)傳輸口。行數(shù)據(jù)傳輸口。電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第56頁(yè)相位累相位累加器加器參參考考時(shí)時(shí)鐘鐘相位相位調(diào)制器調(diào)制器D/AD/A轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換

28、濾波濾波CPUCPU接口接口輸出輸出頻率控制頻率控制字字波形波形存儲(chǔ)存儲(chǔ)器器SRAMSRAM 基于可編程芯片的基于可編程芯片的DDSDDS頻率合成信號(hào)源頻率合成信號(hào)源電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第57頁(yè)P(yáng)DLPFVCOKDDS混頻器混頻器帶通濾波帶通濾波frfcfoDDS/PLL混頻式頻率合成原理混頻式頻率合成原理fPfD基準(zhǔn)信號(hào)基準(zhǔn)信號(hào)源源此時(shí)輸出頻率為：此時(shí)輸出頻率為：NcrDPofMfKfff2電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第58頁(yè)5.5.15.5.1任意波形發(fā)生器任意波形發(fā)生器波形存儲(chǔ)器波形存儲(chǔ)器D/AD/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器濾波器濾波器f fs s輸出輸出任意波形發(fā)生器原理任意波形發(fā)生器原理電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第59頁(yè)電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第60頁(yè)電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第61頁(yè) 圖圖5.22 5.22 任意波形發(fā)生器可產(chǎn)生的幾種波形任意波形發(fā)生器可產(chǎn)生的幾種波形(a) (a) 過(guò)沖；過(guò)沖； (b) (b) 尖脈沖；尖脈沖； (c) (c)