本系统是在单片机的控制下,实现程控波形输出的功能。其中重点是高精度、小步进、宽频带频率合成器的设计,各种高速芯片的选择以及波形可编辑功能的实现。下面就本系统的主要部分的方案进行分析和论证。 一、频率合成方案 方案一 采用传统的直接频率合成器对模拟信号进行频率合成。使用这种方法,可以使频率合成速度快、噪声低,但需要以引入大量分频、倍频、混频和滤波电路为代价,使电路复杂、体积庞大、成本高,电路调试困难。而且,这种设计方法只能实现标准波形的频率合成,而对于我们所要求的对标准波形的线性叠加却无法实现。 方案二 采用锁相环式频率合成器对模拟信号进行频率合成。采用这种方法,避免了使用大量的分频、倍频和滤波电路,使电路大大减化。但是,由于锁相环本身是一个惰性环节,频率转换时间较长,无法实现高精度的高频合成;而且,通过模拟手段产生的信号幅度、频率等参数很不稳定;并且电路同样无法实现对标准波形的线性叠加功能。 方案三 采用直接数字频率合成技术(Direct Digital Frequency Synthesis简称DDS或DDFS)产生波形,见图2。将所需的波形量化数据先存于存储器中,通过锁相环构成的频率合成器产生所需频率的脉冲驱动地址计数器,这样在存储器的数据线上会以所需频率出现波形数据,该数据经数模转换及滤波整形后,即得到相应的波形。这种方法不但可以满足频率范围100Hz~30kHz,步进 100Hz的要求,而且使用了数字信号,克服了模拟信号冗余量大不易处理的缺陷,使标准波形的线性叠加过程简化为对浮点数字的运算过程,使得通过程序现实标准波形的线性叠加成为可能。 综合考虑各个方面的因素,我们决定选用方案三。 二、存储器方案 方案一 采用简单的RAM,通过总线隔离的办法实现,既能通过CPU改变存储器数据,又能通过地址计数器读取存储器数据的功能。这需要使用多片双向总线隔离驱动器件(如74LS373),使硬件电路复杂......
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