用AD7008构成可程控正弦波信号发生器

2009-02-27 09:43:45来源: 单片机及嵌入式系统应用

      在许多电子系统中,经常需要用到频率和幅度可调的正弦波信号作为基准或载波信号。正弦渡信号主要通过模拟电路或dds(direct digital synthesis)等两种方式产生.相对于模拟电路,dds具有相位连续、频率分辨率高、转换速度快、信号稳定等诸多优点,因此,dds存雷达、通信、测试、仪表等领域得到了广泛的应用。

  1 系统组成

  该系统的核心部件是ad7008,ad7008是adi公司推出的高集成度dds频率台成器。首先单片机将频率控制字发送给ad7008,在ad7008的输出端口就可以得到所需的正弦信号,为了使输出信号的频率更为稳定,将输出信号通过由max262构成的中心频率可调带通滤波器进行滤波处理.max262的中心频率通过单片机按照ad7008的输出频率进行设置。dac0832的作用是控制输出信号的幅度。系统组成框图如图1所示。

  用AD7008构成可程控正弦波信号发生器

  2 主要硬件电路

  系统的主要硬件电路如图2所示。其主要由ad7008与单片机之间的接口、程控滤波器、幅度控制等三部分组成。现分别对其加以介绍。

  2.1 a07008与单片机之间的接口

  ad7008可以和外围mpu构成并行或串行两种接口方式,其中并行接口又可以分为8位和16位两种。由于系统采用8位单片机,考虑到响应速度,采用8位并行接口方式。当单片机将数据送到po口时.如果ad7008的wr引脚(与单片机的p1.0相连)出现负脉冲,则po口的数据被送入ad7008的并行寄存器。如果ad7008的load引脚(与单片机的pl.1相连)出现正脉冲,则根据tc3~tc0(与单片机的po.3~po.0相连)的逻辑关系,ad7008并行寄存器内的数据将会被送到片内命令寄存器、频率寄存器0、频率寄存器1或相位寄存器中。由此来对ad7008所产生的正弦信号进行控制。ad7008的输出引脚lout和iout通过一电阻接地,将输出电流转换成电压,再通过一运算放大器组成的减法电路后产生正弦波。

  2.2 程控滤波器的设计

  为了提高输出信号的质量,必须对由ad7008所产生的正弦信号进行滤波处理。由于该信号发生器用在电测仪表中,其对正弦信号的频率要求是40hz~5khz。笔者选用工作频率为1hz~140khz的max262来构成一个中心频率可程控的带通滤波器。max262有三个可程控参数:中心频率 、q值和工作模式。所有程控参数都通过数据引脚do和dl输入。地址引脚a3~a0控制输入数据进入不同的寄存器。当ad7008输出信号的频率确定后,就可以设定max262的中心频率 和q值。这样就构成一可程控的带通滤波器对ad7008的输出信号进行滤波处理。

  2.3 幅度控制

  正弦信号的幅度控制是通过d/a转换器dac0832来实现的。经过滤波处理的正弦信号接在dac0832的参考电压引脚vref上。dac0832的八位数据输入引脚与单片机的p0口相连,由片选信号cs(与单片机的pi.2相连)来决定输入数据是否选通。由图2可知,dac0832工作在单缓冲寄存器方式,即当cs为低电平时,do~d7数据线送来的数据直接进行d/a转换。

  根据d/a转换的工作原理有:

  用AD7008构成可程控正弦波信号发生器

  第一级运算放大器将电流转化为电压输出,则有:

  用AD7008构成可程控正弦波信号发生器

  用AD7008构成可程控正弦波信号发生器

  3 软件设计

  单片机上电复位后,先对a d 7 0 0 8和max262进行初始化设置。然后开始检测外围输入单元。当有频率设置输入时.则将频率控制字送入ad7008,然后根据信号频率设置max262的中心频和q值。当有幅度设置输入时,则将幅度控制字送dac0832。其程序流程框图如图3所示。

  该信号发生器已经成功运用在某电测系统中,使用效果良好。由于受该系统的实际需求所限,还没有完全发挥dds技术的全部优势。dds还可以应用于跳频通信、数字调制等其它领域。尤其是那些要求频率精度高、转换时间短的应用场合,采用dds技术相对其它频率合成技术来说具有无法比拟的优势。由于dds自身的优点,在性能要求较高的频率合成领域将会得到极为广泛的应用。

关键字:AD7008  可程控  信号发生器

编辑:王丕涛 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/mndz/2009/0227/article_1404.html
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