正弦波调制信号发生器设计 - 图文(5)

2019-08-03 10:36

天津工业大学本科毕业论文 第二章

2.实现各种复杂方式的信号调制

DDS也是一种理想的调制器,因为合成信号的三个参量:频率、相位和幅度均可由数字信号精确控制,因此DDS可以通过预置相位累加器的初始值来精确地控制合成信号的相位,从而达到调制的目的。 现代通信技术中调制方式越来越多,BPSK、QPSK、MSK都需要对载波进行精确的相位控制。而DDS的合成信号的相位精度由相位累加器的位数决定。一个32位的相位累加器可产生43亿个离散的相位电平,而相位精度可控制在8310-3度的范围内,因此,在转换频率时,只要通过预置相位累加器的初始值,即可精确地控制合成信号的相位,很容易实现各种数字调制方式。

3.实现频率精调,作为理想的频率源

DDS能有效地实现频率精调,它可以在许多锁相环(PLL)设计中代替多重环路。在一个PLL中保持适当的分频比关系,可以将DDS的高频率分辨率及快速转换时间特性与锁相环路的输出频率高、寄生噪声和杂波低的特点有机地结合起来,从而实现更为理想的DDS+PLL混合式频率合成技术。

4.输出波形的灵活性

只要在DDS内部加上相应控制如调频控制FM、调相控制PM和调幅控制AM,即可以方便灵活地实现调频、调相和调幅功能,产生FSK、PSK、ASK和MSK等信号。另外,只要在DDS的波形存储器存放不同波形数据,就可以实现各种波形输出,如三角波、锯齿波和矩形波甚至是任意的波形。当DDS的波形存储器分别存放正弦和余弦函数表时,既可得到正交的两路输出。

5.其他优点

由于DDS中几乎所有部件都属于数字电路,易于集成,功耗低、体积小、重量轻、可靠性高,且易于程控,使用相当灵活,因此性价比极高。

2.2.5 错误!未找到引用源。DDS芯片的简单介绍 一块DDS芯片中主要包括频率控制寄存器、高速相位累加器和正弦计算器三个部分(如Q2220)。频率控制寄存器可以串行或并行的方式装载并寄存用户输入的频率控制码;而相位累加器根据频率控制码在每个时钟周期内进行相位累加,得到一个相位值;正弦计算器则对该相位值计算数字化正弦波幅度(芯片一般通过查表得到)。DDS芯片输出的一般是数字化的

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天津工业大学本科毕业论文 第二章

正弦波,因此还需经过高速D/A转换器和低通滤波器才能得到一个可用的模拟频率信号。另外,有些DDS芯片还具有调幅、调频和调相等调制功能及片内D/A变换器(如AD7008)。

图2-1 AD7008内部结构图

2.2.6 DDS主要芯片

表 4-1 AD公司的常用DDS芯片选用列表

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第二章

2.3 正弦波调制信号发生器的总体设计

根据题目要求,本系统主要由主控制器模块、正弦信号发生模块、AM调幅 电路模块、FM调频电路模块、放大模块、和人机界面模块构成。如图2-2 所示。

输出FM AD9850 乘法器 倒向器 ) 4051(14051(2) 10kbps 1 KHz 调制信号 图2-2 系统模块框图

放大器 键盘 输出正弦波 输出AM 显示 SPCE061A 单片机 ASK/PSK

系统工作时,单片机按照用户要求输出不同的命令控制字,控制AD9850 产生不同的正弦波(1KHz~10MHz),经放大后输出正弦波。AD9850产生的载波信号和经单片机控制的4051(1)选通的1 KHz的调制信号加载到乘法器,从而输出输出AM信号。FM信号由单片机实现。AD9850产生的正弦波引出两路,一路直接输入4051(2),另一路经倒向器输出4051(2),根据由单片机控制的10kbps的码元选通4051(2)不同的通道输出ASK信号和PSK信号。

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天津工业大学本科毕业论文 第三章

第三章 正弦波调制信号发生器的硬件设计

本设计以凌阳SPACE061A和AD9850为核心器件,按照从上到下的方法,设计出正弦波调制信号发生器,首先设计总体结构,然后再逐层深入,直至进行每一个模块的设计。主要由主控制器模块、正弦信号发生模块、AM调幅电路模块、FM调频电路模块、输出放大模块和人机界面模块构成。

3.1 主控制器

采用凌阳公司的16位单片机SPCE061A作为主控制器。

SPCE061A 是继μ’nSP?系列产品SPCE500A等之后凌阳科技推出的又一个16位结构的微控制器。与SPCE500A不同的是,在存储器资源方面考虑到用户的较少资源的需求以及便于程序调试等功能,SPCE061A里只内嵌32K字的闪存(FLASH)。较高的处理速度使μ’nSP?能够非常容易地、快速地处理复杂的数字信号。因此,与SPCE500A相比,以μ’nSP?为核心的SPCE061A微控制器是适用于数字语音识别应用领域产品的一种经济的选择。 1.性能:

?16位μ’nSP?微处理器;

?工作电压(CPU) VDD为2.4~3.6V (I/O) VDDH为2.4~5.5V ?CPU时钟:0.32MHz~49.152MHz ; ?内置2K字SRAM; ?内置32K FLASH; ?可编程音频处理; ?晶体振荡器;

?系统处于备用状态下(时钟处于停止状态),耗电仅为2μA@3.6V; ?2个16位可编程定时器/计数器(可自动预置初始计数值); ?2个10位DAC(数-模转换)输出通道; ?32位通用可编程输入/输出端口;

?14个中断源可来自定时器A / B,时基,2个外部时钟源输入,键唤醒; ?具备触键唤醒的功能;

?使用凌阳音频编码SACM_S240方式(2.4K位/秒),能容纳210秒的语音数据; ?锁相环PLL振荡器提供系统时钟信号; ?32768Hz实时时钟;

?7通道10位电压模-数转换器(ADC)和单通道声音模-数转换器;

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?声音模-数转换器输入通道内置麦克风放大器和自动增益控制(AGC)功能; ?具备串行设备接口;

?具有低电压复位(LVR)功能和低电压监测(LVD)功能; ?内置在线仿真电路ICE(In- Circuit Emulator)接口; ?具有保密能力; ?具有WatchDog功能。

第三章

2.结构概览

图3-1 SPCE061A的结构图

3.芯片的引脚说明

SPCE061A有PLCC84和QFP80两种封装。封装形式为PLCC84的共有84个引脚,其中包括空脚15个,其余管脚功能说明如表3-1所示。QFP80封装的在引脚方面只是比PLCC84封装的少了4个空脚。需要更加详细的资料可以查看SPCE061A的data sheet。

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