基于DDS的高精度函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的研制
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軟件設(shè)計(jì)主要分為菜單操作和頻率控制值計(jì)算兩部分。不同的按鍵代表著不同的數(shù)字和功能，除了正常的10個(gè)數(shù)字鍵0～9外，為了方便頻率值輸入，還設(shè)計(jì)了左右移動(dòng)鍵、刪除鍵、Output確認(rèn)輸出鍵等功能鍵。相應(yīng)的數(shù)值如頻率、相位、幅度輸入完成后按Output輸出鍵，即產(chǎn)生相應(yīng)的信號(hào)輸出。整體軟件設(shè)計(jì)流程圖如圖4所示。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/173784.htm
2．3 48 b頻率控制字的處理
由于單片機(jī)C語言中數(shù)據(jù)運(yùn)算最多為32 b，如單精度Float型、Long長整型，而Double雖是64 b但Keil C編譯時(shí)出錯(cuò)，故將介紹一種在單片機(jī)中計(jì)算48 b頻率控制字的方法。
在該設(shè)計(jì)中取參考時(shí)鐘頻率fosc為300 MHz，在DDS的原理中介紹了輸出頻率的計(jì)算方法為：
那么根據(jù)式(1)就能推導(dǎo)出計(jì)算頻率控制字的表達(dá)式：
當(dāng)fo≤fL1時(shí)，頻率控制字計(jì)算公式為：
FTW=(248*fo)／300 000 000△938 249．922 369*fo
當(dāng)fo>fL1時(shí)，通過把48 b頻率控制字分成8 b+32 b+8 b，令最前面的8 b和最后面的8 b等于O，引入臨界頻率fL2，可由算式(1)計(jì)算得到：
fL2=300000000*2 40/2 48△1.17172MHz
當(dāng)fL1fo≤fL2時(shí)，得到頻率控制字計(jì)算公式為：FTW=(240*fo)／300 000 000△3 665．038 759*fo最后當(dāng)fo大于fL2，即把后16 b定為0，這時(shí)式(1)中N=32，則頻率控制字計(jì)算公式為：
此時(shí)頻率分辨率為(300 000 000*216)／248△0．07 Hz。同理可得當(dāng)輸出頻率小于fL1、大于fL1小于fL2時(shí)分辨率分別為1．07e一6 Hz和2．73e一4 Hz，本方案設(shè)計(jì)為輸出頻率低于1 MHz時(shí)分辨率為O．001 Hz，高于1 MHz時(shí)分辨率為O．1 Hz。由上可見此方法合理有效，解決了單片機(jī)48 b頻率控制字算法，同時(shí)也達(dá)到了很高的頻率分辨率和精確度。
3 結(jié) 語
針對(duì)目前市場(chǎng)上的函數(shù)發(fā)生器存在的頻帶范圍窄、精度不高、準(zhǔn)確度低、頻譜純度差等缺點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一款高精度高頻數(shù)控函數(shù)信號(hào)發(fā)生器，該函數(shù)發(fā)生器具有頻帶范圍寬、精度高、頻譜純度好、頻率輸出穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。經(jīng)測(cè)試頻率范圍可以達(dá)到50 MHz，頻率分辨率為0．001 Hz，并可以產(chǎn)生正弦波、FSK與BPSK波形?？蓱?yīng)用于日常教學(xué)與科研工作中，在晶體濾波器測(cè)試、復(fù)雜通信系統(tǒng)測(cè)試、音頻系統(tǒng)測(cè)試、高性能視頻測(cè)試等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景。
評(píng)論