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基于STM32的雙路信號源及配置平臺設計

出處:電子產(chǎn)品世界 發(fā)布于:2015-07-09 13:35:06

  隨著在雷達探測、儀表測量、化學分析等領域研究的不斷深入,不僅要求定性的完成目標檢測,更加需要往高、高分辨率成像的方向發(fā)展。一方面,產(chǎn)生頻率、 幅度靈活可控,尤其是低相位噪聲、低雜散的頻率源對許多儀器設備起著關鍵作用。另一方面,電子元器件實際性能參數(shù)并非理想以及來存在自外部內部的干擾,大 量的誤差因素會嚴重影響系統(tǒng)的準確性。雙路參數(shù)可調的信號源可有效地對系統(tǒng)誤差、信號通道間不平衡進行較調,并且可以產(chǎn)生嚴格正交或相關的信號,這在弱信 號檢測中發(fā)揮重要作用。為此本文采用雙通道DDS方法,以STM32為控制器,完成了一種高分辨率靈活可調的雙路信號源電路設計。

  1 DDS原理及系統(tǒng)方案

  1.1 DDS工作原理

  直接數(shù)字頻率合成(DDS)是一種以一個固定頻率的時鐘源為參考,使用數(shù)字數(shù)據(jù)處理模塊產(chǎn)生頻率和相位可調的輸出信號的技術。本質上,DDS內部結構是 通過可編程的二進制控制字所設置的尺度因子對參考時鐘進行“分頻”。控制字通常為24-48位長,使DDS實現(xiàn)卓越的輸出頻率分辨率。直接數(shù)字頻率合成器 可以通過精密參考時鐘,地址計數(shù)器,可編程的只讀存儲器(PROM)和一個D/A轉換器來實現(xiàn),其結構如圖1所示。

圖1  DDS基本結構

 

  圖1 DDS基本結構

  通 過在數(shù)字信號鏈路上引入相位累加功能,使這種架構成為一個數(shù)控振蕩器,同時也是高度靈活DDS器件的。如圖2所示,在正弦查找表之前用N-bit可變 模的計數(shù)器和相位寄存器來替換地址計數(shù)器,形成一種具有“相位輪”的DDS結構,“相位輪”上的每一點與恰好與正弦波周期波形上的每一點對應。

圖2  可變頻DDS結構與數(shù)字相位輪

 

  圖2 可變頻DDS結構與數(shù)字相位輪

  DDS的輸出頻率為:

DDS的輸出頻率

 

  其中,fout為輸出頻率,M為二進制控制字,fc為參考時鐘源,N為相位累加器的位寬(決定頻率分辨率)。

  DDS發(fā)展趨勢是功能集成,在單芯片上增加數(shù)模模塊實現(xiàn)更廣泛的應用。這些模塊主要有:

  1)可編程的輸入時鐘倍頻模塊。

  2)可編程幅度,相位控制模塊。

  3)多波形產(chǎn)生控制模塊。

  4)各種調制及掃描模塊。

關鍵詞:STM32DDS

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