DDS信号源的设计与实现实验指导书

具体分频情况可见下表所示输出信号名称调节对象频率可调范围跳线排跳线排普通输入输出器件接口主要为开关灯静态逻辑高低电平的提供位于实验箱主板中间偏上的提供逻辑电平。

开关位于实验箱主板中间偏下位置，它设有逻辑开关不按为，按下为和拨号开关拨上为拨下为。

灯位于主电路板中间，然后将其针的接插头接到计算机的并行口上，另端连接到实验箱的编程座上，并确保电缆两端接触良好。

注意本实验箱上有两个编程接口，个是数字编程接口，标有字样，另个是模拟芯片编程接口，标有字样。

开启实验箱电源，电源指示灯亮。

本电源为开关电源，有短路及自恢复等功能。

如电源指示灯不亮，请检查是否已接入电源或有其它原因所致。

编程硬件设置启动开发系统，打开编程器，即选，选，按如下对话框设置编程硬件。

注意实验时严禁带电插拔，以防损坏电路芯片。

附录三简易用户使用入门指南偏上位置有呈交通灯形式的个灯，输入高电平亮。

扫描类接口外设为了节省口，包括位七段数码管键盘点阵在内的外设均采用动态扫描驱动技术外设位于实验箱主板右侧。

位七段数码管共阴级数码管，字形输入端为，。

它们对应标准数码管的七个段位和个小数点，高电平有效。

译码后确定哪位数码管被点亮同时显示只需要产生信号的时钟足够快。

点阵对应点阵的行输入，高电平有效。

，译码后为点阵列选通，决定哪列被点亮，同时显示，只要产生此循环地址信号的时钟足够快。

模拟器件及接口数模转换位，电压输出。

单电源二运放。

三硬件安装及设置本实验开发系统已配备好了相关的主芯片适配器编程电缆连接导线及相关软件。

本实验中使用的实验箱已自带开关电源，用户只需要接入电源即可。

本实验装置无需用户添加其它设备，仅需与计算机连接便可进行所有实验。

硬件安装及使用中需注意的几个步骤如下打开实验箱，检查并核实设备及附件是否完好齐全。

检查下载编程电缆标识不同公司的编程电缆是不同的，如公司的编程电缆上标有字样。

公司的电缆有两种种是数字器件编程电缆，标有字样，另种是模拟芯片编程电缆，其上标有字样。

公司的编程电缆上标有字样。

安装下载编程电缆确保欲安装的下载电缆与当前实验箱上适配器芯片致调制器接收相位累加器的相位输出，在这里加个相位偏移值，主要用于实现信号的相位调制，如相移键控等，在不使用时可以去掉该部分，或加个固定的相位控制字。

波形存储器即，正弦查找表把存储在相位累加器中的抽样值转换成正弦波幅度的数字量函数，可理解为相位到幅度的转换。

它的输入是相位调制器输出的高位而并非全部位值，将其作为正弦查找表的地址值查询表把输入的地址相位信息映射成正弦波幅度信号输出送往，转化为模拟信号。

五的描述的整个芯片引脚图，如图所示图芯片引脚图它是整个设计的顶层模块，共有组输入端口和组输出端口是基准时钟信号，是复位信号分别是频率和相位输入控制字是两个频率输入字信号，是相位调制信号，是幅度调制信号表示经相位累加器后的输出正弦信号的位置符号是经相位调制器后的输出正弦信号的位置符号，是最后输出的正弦波幅度信号。

信号源的底层模块要求采用硬件描述语言进行设计描述。

其顶层设计可采用语言描述，也可采用电路原理图方式进行描述。

电原理图可参见附录。

六的仿真采用来实现的编译和仿真。

是种常用的工具软件。

它支持原理图和语言文本文件，以及波形与的格式的文件作为设计输入，并支持这些文件的任意混合设计具有门级仿真器，可进行功能仿真和时序仿真，能够产生精确的仿真结果。

在中完成了源文件的编辑，系统样图功能框图器件配置实现将编译生成的下载文件通过开发系统下载到实验开发系统芯片的配置芯片中，在每次加电时，该配置芯片中的配置数据将对芯片进行配置，从而实现前述的设计功能。

其输出与连接，最后把输出的模拟信号送到示波器进行测试。

配置原理图如图所示图芯片的配置原理图八测试结果输出的正弦波测试九实验报告给出信号源的实现原理设计框图各个模块的设计描述仿真结果测试结果及分析总结实验的主要步骤及实验的收获。

十实验内容的扩展怎样实现信号源输出信号幅度的控制。

怎样用该信号源实现等调制信号。

用实现的参考结果如下附录电路原理图附录二实验箱介绍概述本系统主要有主芯片或称适配器和外围丰富的输入输出外设构成。

主芯片的所有用户可用口均没有同任外设固定接死，而是仅仅以插口的形式存在，这为用户用此开发系统设计复杂多样的实验提供了很大的灵活性。

所以外设的接口逻辑很友好，外设的驱动已在系统内部为用户设计好，用户可以对所有外设接口用简单的逻辑电平进行操作。

二接口逻辑定义主芯片适配器环绕适配器的二排圆插孔是将芯片所有的可用端口直接引出，插孔旁的数字符号就是芯片所有被外连的管脚号即。

用户可依据适配器划分后的结果，直接用连线将对应管脚号的插孔同所选外设的接口插孔相连。

公司的适配器说明引出接线端口标号位置对应的编译综合适配之后，下步就是进行功能仿真和时序仿真。

功能仿真只验证系统设计的功能关系，与实际信号的延时无关。

时序仿真是接近真实器件运行的仿真，仿真过程中已将器件特性考虑进去了，因而仿真精度相当高。

七的硬件实现硬件实现是建立在电子实验开发系统的基础上得以完成的。

器件选择首先，选取公司的器件系列中的，作为的下载芯片。

该芯片含有万个典型门，共个引脚，用户可用引脚数为个。

相应的配置芯片是。

器件的外观视图图引脚图器件的内部资源视图图内部逻辑单元图其次，数模转换器选用了。

低成本是个完全电压输出位数模转换器。

在个单片上包括输出放大器，全微处理器接口和精密参考电压，另有高精度位数据总线到模拟系统的接口，不要外部元件或作任何修整。

其特点为完全位电压输出校准范围内部精密的段间隙参考电压单电源工作全微处理接口快速电压稳定到为低功耗不需用户调整保证整个温度范围内的单调性全部误差由到指定小型引脚双列式直插封装单片由激光大晶片微调芯片混合而成低成本。

的功能框图如图所示相关参数指标封装塑料温度相对精度最大误差到满量程最大误差到封装式如果对的信号进行采样，采样周期为即采样频率为，则可得到离散的波形序列相应的离散相位序列为式中是连续两次采样之间的相位增量。

根据采样定理只要从出来的离散序列即可唯的恢复出的模拟信号。

从可知，是相位函数的斜率决定了信号的频率从可知，决定相位函数斜率的是两次采样之间的相位增量。

因此，只要控制这个相位增量，就可以控制合成信号的频率。

现将整个周期的相位分成份，每份为，若每次的相位增量选择为的倍，即可得到信号的频率相应的模拟信号为式中和都是正整数，根据采样定理的要求，的最大值应小于的。

综上所述，在采样频率定的情况下，可以通过控制两次采样之间的相位增量不得大于来控制所得离散序列的频率，经保持滤波之后可唯的恢复出此频率的模拟信号。

工作原理框图如图所示图原理框图其实质是以基准频率源系统时钟对相位进行等间隔的采样。

由图见，由相位累加器和波形存储器即，查询表构成的数控振荡器数模转换器以及低通滤波器三部分组成。

在每个时钟周期，位相位累加器与其反馈值进行累加，其结果的高位作为查询表的地址，然后从中读出相应的幅度值送到。

再由将其转换成为阶梯模拟波形，最后由具有内插作用的将其平滑为连续的正弦波形作为输出。

因此，通过改变频率控制字就可以改变输出频率。

在这里，。

由上面的分析可得的输出频率由上式可知