金巳婷呂閃羅魏魏牛娃

基于AD9850的脈沖信號發(fā)生器的研究與設計?

金巳婷1呂閃1羅魏魏1牛娃2

（1.大連交通大學大連116028）（2.中央財經大學信息學院北京100081）

基于目前對脈沖合成技術的要求越來越高，論文提出一種矩形脈沖信號發(fā)生器的設計，對電路中的主要模塊芯片AD9850進行性能分析，同時引入切比雪夫濾波電路，以此輸出質量高、頻率寬的矩形脈沖信號。經實驗測量后，可輸出標準波形的矩形脈沖，且誤差在要求范圍之內，設計可行。

AD9850芯片；切比雪夫濾波電路；矩形脈沖

Class NumberTN74

1引言

信號發(fā)生器是一種常用的信號源，其在時域計量學、時域特征分析以及數字通信等領域的應用廣泛，對矩形脈沖的波形要求也越來越高。然而大多數信號發(fā)生器所產生的脈沖信號均有不同程度的雜波分布，嚴重影響了波形的質量以及精度［1～2］。基于此，本文提出一種基于AD9850的脈沖信號發(fā)生電路的設計，引入切比雪夫濾波電路，以此濾除雜波，輸出高質量脈沖信號。

2矩形脈沖產生電路設計

2.1基本原理

本文所設計的矩形脈沖信號發(fā)生電路主控模塊為AD9850正弦波發(fā)生模塊，AD9850是美國ADI公司推出的具有高集成度頻率的典型合成芯片，主要由可編程DDS系統、高性能模數變換器（ADC）和高速比較器三部分構成［3］?？删幊藾DS系統的核心是相位累加器，一般包括一個加法器和一個N位相位寄存器，N的取值范圍一般為24～32。當有外部參考時鐘經過時，寄存器以M步長遞加，當經過2N/M外部時鐘時，寄存器自動返回初始狀態(tài)，系統輸出正弦波，再經過高速比較器與切比雪夫濾波電路輸出矩形脈沖［4～10］。具體的原理框圖如圖1所示。

DDS的帶寬相對較寬，頻率的分辨率也相對較高，可以輸出連續(xù)相位，轉換時間短，可靈活控制，具有較高的性價比［11～12］。

2.2硬件電路設計

1）AD9850正弦波發(fā)生模塊將輸入的正弦波轉變?yōu)榫匦蚊}沖，其電路原理圖［13］如圖2所示。

圖1 原理框圖

圖2 AD9850電路圖

2）DDS的數字特性使其輸出的矩形脈沖在一定程度上仍含有雜波，因此本次設計引入切比雪夫濾波電路來將其濾除以得到頻譜純凈、精確度更高的脈沖信號。切比雪夫濾波電路信號衰減迅速，頻率響應誤差小，雜波濾除效果明顯［14～15］。濾波電路如圖3所示。

圖3 濾波電路

3實驗結果及誤差分析

1）對切比雪夫濾波電路的的頻率響應進行仿真驗證，仿真結果如圖4所示。

由圖4可以看出，切比雪夫濾波電路的頻率衰減較快，這樣即可很好地濾除DDS電路中產生的雜波。

2）對脈沖信號發(fā)生器輸出矩形脈沖的幅值進行仿真，仿真結果如圖5所示。

圖4 濾波電路頻率響應

圖5 幅值特性曲線

實驗結果表明，本次設計的矩形脈沖發(fā)生器振幅的實際值與理論值基本接近，誤差均不超過0.5%，具有較高的精確度。

4結語

本文在前人研究的基礎之上，在信號發(fā)生電路中引入切比雪夫濾波電路，經實驗證明，本次設計的電路能夠很好地濾除雜波，同時具有較高的精確度，適用于低功率電路，且電路設計簡單，實際運行穩(wěn)定可靠。

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Research and Design of Pulse SignalGenerator Based on AD9850

JIN Siting1LV Shan1LUO Weiwei1NIU Wa2
（1.Dalian Jiaotong University，Dalian 116028）
（2.Schoolof Information，Central University of Finance and Economics，Beijing 100081）

Based on the pulse synthesis techniques having become increasingly demanding currently，this paper proposes a design of rectangular pulse signal generator，analyzes the performance ofthe main circuit module chip AD9850，at the same time，introduces Chebyshev filter circuit to output rectangular pulse signal with high quality and wide frequency.After the experimental measurements，itcan outputstandard rectangularpulse signal，and the error is within the required range，the design is feasible.

AD9850 chip，chebyshev filter circuit，rectangular pulse signal

TN74

10.3969/j.issn.1672-9722.2017.08.046

2017年2月9日，

2017年3月23日

金巳婷，女，碩士，研究方向：嵌入式技術、通信及關鍵技術。呂閃，女，碩士，研究方向：信號與信息處理、通信及關鍵技術。羅魏魏，女，碩士，研究方向：嵌入式技術、通信及關鍵技術。牛娃，女，研究方向：嵌入式技術、通信及關鍵技術。