基于AD9959的四通道高頻信號源研制
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2．3 低通濾波器
DDS芯片內(nèi)部為直接數(shù)字合成波形，輸出有包括時鐘頻率在內(nèi)的雜散頻率干擾，通常在輸出端(本例為差分放大器輸出端)設(shè)置低通濾波器，以有效濾除干擾的產(chǎn)生。
橢圓函數(shù)濾波器在有限頻率上既有零點又有極點。極零點在通帶內(nèi)產(chǎn)生等波紋，阻帶內(nèi)的有限傳輸零點減小了過渡區(qū)，使其可獲得極為陡峭的衰減特性曲線。
根據(jù)相關(guān)文獻，用歸一化圖表設(shè)計了一個滿足以下要求的橢圓函數(shù)低通濾波器，要求濾波器截止頻率為200 MHz，輸入和輸出阻抗均為50 Ω，帶內(nèi)最大波紋小于0．25 dB，在264 MHz處最小衰減為60 dB。設(shè)計步驟如下：
(1)將已知條件歸一化，計算低通濾波器的陡度系數(shù)As。
As=fs／fc=264／200=1．32 (3)
(2)文獻中表明，ρ為20％時(0．18 dB的波紋)，需要一個n=7階的濾波器。選擇Ωs不大于2，Amin為60 dB或更大的濾波器。
這里選擇對應(yīng)于θ=50°的電路，因為電路Ωs=1．305，Amin=62．3 dB符合設(shè)計要求。濾波器電路如圖3所示，其歸一化元件值參考相關(guān)文獻。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/177058.htm
(3)用Z=50 Ω和頻率標度系數(shù)FSF(2fc)即1．256×10對濾波器去歸一化。
2．4 寬帶放大器和數(shù)控衰減器
由于DDS芯片輸出信號幅度較小，在經(jīng)過差分放大器后只有0．3 Vpp，在很多實際應(yīng)用中不能滿足需求，設(shè)置了2級寬頻帶放大器，放大倍數(shù)設(shè)定為13～16倍，使得信號源最大輸出可達到4 Vpp以上。該放大器采用了德州儀器的寬帶電流負反饋運放THS3022，轉(zhuǎn)換速率為9 000 V／μs，3 dB帶寬為2GHz。
在實際應(yīng)用中有時需幅度低至數(shù)毫伏的信號，因而設(shè)置了五位數(shù)控衰減器。衰減器采用高頻無感電阻器構(gòu)成的T型衰減電路，步進為2 dB，最大衰減為62 dB。結(jié)合AD9959芯片內(nèi)部幅度調(diào)整，可實現(xiàn)信號源幅度的大范圍、高精度輸出。
2．5 單片機控制電路
AD9959芯片的I／O控制電壓為3．3 V，選用了C8051F020型單片機，該單片機工作速度快，抗干擾能力強，且采用8051內(nèi)核，指令跟國內(nèi)最為普及的8051系列單片機兼容。
單片機控制電路在硬件設(shè)置上安排了一個4×5鍵盤，128×64液晶點陣顯示器。另外還設(shè)置了一個旋鈕，用于快速調(diào)整頻率或幅度，使用極其方便。
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