CN1507157A

CN1507157A - 智能化信号发生器

Info

Publication number: CN1507157A
Application number: CNA021447160A
Authority: CN
Inventors: 沙胜贤
Original assignee: JILIN PROVINCE SHUANG'AN HI-TECH Co Ltd
Current assignee: JILIN PROVINCE SHUANG'AN HI-TECH Co Ltd
Priority date: 2002-12-09
Filing date: 2002-12-09
Publication date: 2004-06-23

Abstract

本发明涉及一种智能化信号发生器，属于电子测量技术领域。包括两次直接数字合成器DDS1和DDS2，DDS1产生频率可变正弦波与方波，在DDS1输出方波的作用下，在DDS2中将地址计数器的输出作为读波形存贮器中数据的地址，读出的波形数据经数模转换器及滤波器，再经过放大器、幅度控制器及输出器后，就成为所需要的任意波形，整个波形合成都是在微机及相应控制电路的控制下完成的。本发明优点在于，能使产生的信号相对频率范围更宽，频率分辨力更高，频率转换速度更快，并且它能产生复杂的波形或任意波形。本发明体积小，耗电省，使用方便，可靠性更高，精度更高和性能更强。

Description

智能化信号发生器

技术领域本发明属于电子测量技术领域。

背景技术一般信号发生器能产生正弦波、方波、三角波和锯齿波以及调幅波、调频波等信号。但是随着科技的发展，要求信号发生器能够产生更加复杂的信号以至于任意波形信号。任意波形发生器是现代电子信号发生器的一个新发展，由于它能产生任意波形，因而它的应用范围就更加宽广，如在通信、广播、雷达、测控、声学、机械振动和生物学等方面都有着重要的用途。

要产生任意波形就必须采用直接数接字合成Direct DigitalSynthesis即DDS技术，DDS波形发生器的结构如图1。DDS的基本原理是：先将要产生的波形数据存入波形存贮器，然后在参考脉冲的作用下，对输入的频率数据K进行累加，并且将累加器的输出部分作为读取波形存贮器的地址，将读出的波形数据经D/A转换为相应的电压信号，D/A转换器输出的一系列的阶梯电压信号经低通滤波后便输出了光滑的合成波形的信号。

分析表明：当参考时钟频率为f_R，累加器的二进制位数为N，频率控制数据为K，且波形存贮器仅存贮一个周期的合成信号的数据时，则合成输出的信号频率f_。为：

f_{o} = \frac{f_{R} K}{2^{N}}

DDS的特点：

1、能产生任意波形：要产生什么样波形，只要将该波形的数据存入波形存贮器即可。

2、能达到很高的频率分辨率，即很小的频率间隔，如可达1mHz甚至1μHz。

3、能产生很宽的频率信号：所产生的信号频率最低达1mHz以下，最高频率可达100MHz以上。

4、输出频率转换速度快：与锁相***不同，因DDS是一个开环***，当一个新的频率数据送入它时，它就会迅速合成并输出该频率，而且输出的变化是一个平稳的过程，实际上频率转换时间可达μs级甚至ns级。

在DDS***中，当f_R和N一定时，输出频率f_O是与K成正比的，当K＝1时，则要逐个读出波形的每一个数据，这时输出波形的失真是较小的。但当K≠1时，则要跳跃式读出波形数据，所以有些波形数据并未读出，这样输出波形就会大失真，并且K值越大，对应输出的频率f_O越高，失真就更加严重。

当要产生简单波形，如正弦波时，这时虽有一定的失真，但可以通过滤波来改善失真。但当产生任意波形时，由于波形变化不规则，其中有丰富的谐波，因而这时不能简单地用滤波的方法来改善波形失真，因滤波可能把信号的有用成份给削减了。所以当要合成产生任意波形时，应采取逐点读出波形的每一个数据，在这种情况下K＝1不变，要改变输出频率f_O可通过改变参考时钟频率f_R或通过改变波形存贮器中波形周期的数目来实现。

我国在智能仪器方面还比较落后，目前大量生产主要还是传统电子仪器，并不是智能仪器。虽然国内有些单位开发了一些智能仪器产品，但技术水平不高，产销量也不多，并未形成规模。

发明内容本发明提供一种智能化信号发生器，以解决目前电子信号发生器技术水平低的缺点。本发明采取的技术方案是：包括两次直接数字合成器DDS1和DDS2，DDS1产生频率可变正弦波与方波，在DDS1输出方波的作用下，在DDS2中将地址计数器的输出作为读波形存贮器中数据的地址，读出的波形数据经数模转换器及滤波器，再经过放大器、幅度控制器及输出器后，就成为所需要的任意波形，整个波形合成都是在微机及相应控制电路的控制下完成的；微机及相应控制电路包括接口电路，读写控制电路及波形选择电路和滤波及幅度控制电路。

本发明的特点及有益效果是：本发明与传统的信号发生器相比，能使产生的信号相对频率范围更宽，频率分辨力更高，频率转换速度更快，并且它能产生复杂的波形或任意波形，这一点是传统技术不能达能的。本发明体积小，耗电省，使用方便，可靠性更高，精度更高和性能更强。

附图说明图1为发明***结构方框图；图2为背景技术中DDS波形发生器的结构示意图。

具体实施方式

包括两次直接数字合成器DDS1和DDS2，DDS1选用DDS专用芯片AD9851，DDS1产生频率可变正弦波与方波，在DDS1输出方波的作用下，在DDS2中将地址计数器的输出作为读波形存贮器中数据的地址，读出的波形数据经数模转换器及滤波器，其中波形存贮器选用12ns的SRAM存贮器，D/A选用芯片AD9762，再经过放大器、幅度控制器及输出器后，就成为所需要的任意波形，整个波形合成都是在微机及相应控制电路的控制下完成的，微机及相应控制电路包括接口电路，读写控制电路及波形选择电路和滤波及幅度控制电路，这些电路主要用可编程的逻辑器件PLD实现。

Claims

1、一种智能化信号发生器，包括两次直接数字合成器DDS1和DDS2，DDS1产生频率可变正弦波与方波，在DDS1输出方波的作用下，其特征在于：在DDS2中将地址计数器的输出作为读波形存贮器中数据的地址，读出的波形数据经数模转换器及滤波器，再经过放大器、幅度控制器及输出器后，就成为所需要的任意波形，整个波形合成都是在微机及相应控制电路的控制下完成的。

2、根据权利要求1所述的智能化信号发生器，其特征在于：微机及相应控制电路包括接口电路，读写控制电路及波形选择电路和滤波及幅度控制电路。