3.1 DDS信号产生电路
考虑到DDS具有频率分辨率较高、频率切换速度快、切换相位连续、输出信号相位噪声低、可编程、全数字化、易于集成、体积小、重量轻等优点,该方案选用美国A/D公司的AD9850芯片,并采用单片机为核心控制器件来对DDS输送频率控制字,从而使DDS输出相应频率和类型的信号,其DDS信号产生电路如图3所示。
3.1 DDS信号产生电路
考虑到DDS具有频率分辨率较高、频率切换速度快、切换相位连续、输出信号相位噪声低、可编程、全数字化、易于集成、体积小、重量轻等优点,该方案选用美国A/D公司的AD9850芯片,并采用单片机为核心控制器件来对DDS输送频率控制字,从而使DDS输出相应频率和类型的信号,其DDS信号产生电路如图3所示。
单片机与AD9850的接口既可采用并行方式,也可采用串行方式。为了充分发挥芯片的高速性能和节约单片机资源,本设计选择并行方式将AT89S52的P0口经74HC373锁存器扩展后接至DDS的并行输入控制端(D0~D7)。AD9850外接120 MHz的有源晶振,产生的正弦信号经低通滤波器(LPF)去掉高频谐波后即可得到波形良好的模拟信号。这样,将D/A转换器的输出信号经低通滤波后,接到AD9850内部的高速比较器上,即可直接输出一个抖动很小的方波。再将方波信号加至积分电路,即可得到三角波信号。另外,也可通过键盘编辑任意波形的输出信号。
3.2键盘输入接口及LCD接口电路
本系统中的数字输入设置电路采用2×8矩阵键盘。由于LCD具有显示内容多,电路结构简单,占用单片机资源少等优点,本系统采用RT1602C型LCD液晶显示屏来显示信号的类型、频率大小和正弦波的峰一峰值,图4所示是键盘输入及LCD接口电路图。
同样,考虑到AT89S52单片机的IO引脚资源有限,本系统的键盘输入及LCD输出均通过74HC245连接到AT89S52单片机的P0端口,从而实现端口扩展和复用。
3.3信号幅度数控预置电路
为了实现对输出的正弦模拟信号幅度的数字控制和预置,本系统采用了AD811高速运放、数字电位器衰减、真有效值转换、以及A/D转换等电路,具体电路图如图5所示。
数字电位器X9C102是实现信号幅度数字可调的关键器件。真有效值转换模块AD637主要负责信号的TRMS/DC转换,然后经TLC2453模数转换向单片机输送正比于正弦波信号幅度的数字量,以便单片机输出合适的幅值控制指令。