基于DDS的高精度函數信號發生器的研制
加入技術交流群
軟件設計主要分為菜單操作和頻率控制值計算兩部分。不同的按鍵代表著不同的數字和功能，除了正常的10個數字鍵0～9外，為了方便頻率值輸入，還設計了左右移動鍵、刪除鍵、Output確認輸出鍵等功能鍵。相應的數值如頻率、相位、幅度輸入完成后按Output輸出鍵，即產生相應的信號輸出。整體軟件設計流程圖如圖4所示。本文引用地址：http://www.104case.com/article/173784.htm
2．3 48 b頻率控制字的處理
由于單片機C語言中數據運算最多為32 b，如單精度Float型、Long長整型，而Double雖是64 b但Keil C編譯時出錯，故將介紹一種在單片機中計算48 b頻率控制字的方法。
在該設計中取參考時鐘頻率fosc為300 MHz，在DDS的原理中介紹了輸出頻率的計算方法為：
那么根據式(1)就能推導出計算頻率控制字的表達式：
當fo≤fL1時，頻率控制字計算公式為：
FTW=(248*fo)／300 000 000△938 249．922 369*fo
當fo>fL1時，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)計算得到：
fL2=300000000*2 40/2 48△1.17172MHz
當fL1fo≤fL2時，得到頻率控制字計算公式為：FTW=(240*fo)／300 000 000△3 665．038 759*fo最后當fo大于fL2，即把后16 b定為0，這時式(1)中N=32，則頻率控制字計算公式為：
此時頻率分辨率為(300 000 000*216)／248△0．07 Hz。同理可得當輸出頻率小于fL1、大于fL1小于fL2時分辨率分別為1．07e一6 Hz和2．73e一4 Hz，本方案設計為輸出頻率低于1 MHz時分辨率為O．001 Hz，高于1 MHz時分辨率為O．1 Hz。由上可見此方法合理有效，解決了單片機48 b頻率控制字算法，同時也達到了很高的頻率分辨率和精確度。
3 結 語
針對目前市場上的函數發生器存在的頻帶范圍窄、精度不高、準確度低、頻譜純度差等缺點，設計了一款高精度高頻數控函數信號發生器，該函數發生器具有頻帶范圍寬、精度高、頻譜純度好、頻率輸出穩定等優點。經測試頻率范圍可以達到50 MHz，頻率分辨率為0．001 Hz，并可以產生正弦波、FSK與BPSK波形。可應用于日常教學與科研工作中，在晶體濾波器測試、復雜通信系統測試、音頻系統測試、高性能視頻測試等領域有廣泛的應用前景。
評論