基于STM32的雙路信號源及配置平臺設計

　　隨著在雷達探測、儀表測量、化學分析等領域研究的不斷深入，不僅要求定性的完成目標檢測，更加需要往高精度、高分辨率成像的方向發展。一方面，產生頻率、 幅度靈活可控，尤其是低相位噪聲、低雜散的頻率源對許多儀器設備起著關鍵作用。另一方面，電子元器件實際性能參數并非理想以及來存在自外部內部的干擾，大 量的誤差因素會嚴重影響系統的準確性。雙路參數可調的信號源可有效地對系統誤差、信號通道間不平衡進行較調，并且可以產生嚴格正交或相關的信號，這在弱信 號檢測中發揮重要作用。為此本文采用雙通道DDS方法，以STM32為控制器，完成了一種高分辨率靈活可調的雙路信號源電路設計。

　　1 DDS原理及系統方案

　　1.1 DDS工作原理

　　直接數字頻率合成(DDS)是一種以一個固定頻率的精確時鐘源為參考，使用數字數據處理模塊產生頻率和相位可調的輸出信號的技術。本質上，DDS內部結構是 通過可編程的二進制控制字所設置的尺度因子對參考時鐘進行“分頻”。控制字通常為24-48位長，使DDS實現卓越的輸出頻率分辨率。直接數字頻率合成器 可以通過精密參考時鐘，地址計數器，可編程的只讀存儲器(PROM)和一個D/A轉換器來實現，其結構如圖1所示。

　　圖1 DDS基本結構

　　通 過在數字信號鏈路上引入相位累加功能，使這種架構成為一個數控振蕩器，同時也是高度靈活DDS器件的核心。如圖2所示，在正弦查找表之前用N-bit可變 模的計數器和相位寄存器來替換地址計數器，形成一種具有“相位輪”的DDS結構，“相位輪”上的每一點與恰好與正弦波周期波形上的每一點對應。

　　圖2 可變頻DDS結構與數字相位輪

　　DDS的輸出頻率為：

　　其中，fout為輸出頻率，M為二進制控制字，fc為參考時鐘源，N為相位累加器的位寬(決定頻率分辨率)。

　　DDS發展趨勢是功能集成，在單芯片上增加數模模塊實現更廣泛的應用。這些模塊主要有：

　　1)可編程的輸入時鐘倍頻模塊。

　　2)可編程幅度，相位控制模塊。

　　3)多波形產生控制模塊。

　　4)各種調制及掃描模塊。