基于STM32的雙路信號源及配置平臺設計

　　圖中PPT表示相位截斷雜散，DAC Images表示輸出鏡像頻率造成的雜散，DH2、DH3分別是二、三次諧波引起雜散，可見雜散分量主要由鏡像頻率分量引起。雜散數(shù)據表如表1所示。

　　從數(shù)據表中可知相位截斷(PPT)雜散為(-70.017dBc)，可以忽略。在DAC輸出插入低通濾波器后，AD9958輸出會明顯改善，輸出譜及波形如圖6所示。

　　圖6 濾波后輸出頻譜及時域波形

　　根據AD9958性能參數(shù)，所需設計的低通濾波器指標如下：

　　類型：橢圓LC濾波器

　　通帶截止頻率：fc=200MHz

　　通帶紋波：ε=0.3

　　阻帶及衰減fs=230MHz，50dB

　　輸入輸出匹配阻抗：100Ω

　　最終設計出的濾波器結構參數(shù)及仿真結果如圖7(a)、(b)所示。

　　圖7(a) 7階橢圓低通濾波器結構及參數(shù)

　　圖7(b) 7階橢圓低通濾波器幅頻響應

　　2.2 信號源輸出電路

　　由于AD9958頻率輸出是一個電流型輸出，等效模型為內阻為100KΩ的電流源。DAC輸出電流的滿量程值由外部電阻RSET決定，計算公式如下：

　　而需要設計的信號源是電壓型輸出并能提供一定的輸出驅動能力，所以需要對ADC輸出進行轉換，并在濾波器后插入緩沖放大器。若采用中心抽頭變壓器進行電流電壓變換，在低頻時會造成插入損耗過大，固直接通過終端電阻來轉換。輸出驅動放大器采用高速放大器ADA4891-2。

　　ADA4891是一款CMOS、高速、高性能、低成本放大器，具有單電源供電，輸入電壓范圍可擴展至負電源軌300mV以下，軌到軌輸出級使輸出擺幅可以達到各供電軌50mV以內，以提供最大的動態(tài)范圍，線性輸出電流150mA(-50dBc時)，-3dB帶寬為240MHz，功耗僅為4.4mA。最終設計的輸出電路如圖8所示。

　　圖8 AD9958輸出轉換及驅動電路

　　3 配置平臺設計

　　配置平臺主要由控制器和上位機軟件構建，二者之間通過配置接口實現(xiàn)命令數(shù)據交互，完成 DDS的配置、控制，參數(shù)讀取?？刂破鬟x用STM32F107，上位機軟件以VC6.0為平臺來設計，通過串口控件MSComm實現(xiàn)通信。 STM32F107是以Cortex-M3為內核的一款32位處理器，采用該器件主要是基于以下幾點原因：

　　1)接口豐富，帶USART，SPI(SCK時鐘可達36MHz，單線雙線模式)。

　　2)含內部FLASH，可以將配置數(shù)據保存，無需外加非易失存儲器。

　　3)性能優(yōu)異，功耗低。