CN202041811U

CN202041811U - 基于单片机控制的dds信号源

Info

Publication number: CN202041811U
Application number: CN2011201602236U
Authority: CN
Inventors: 邹清平
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-05-19
Filing date: 2011-05-19
Publication date: 2011-11-16
Anticipated expiration: 2021-05-19

Abstract

本实用新型公开了一种基于单片机控制的DDS信号源，包括电源模块、信号产生模块和信号输出模块，还包括信号幅度放大电路，信号产生模块包括MCU控制模块和DDS信号产生模块，电源模块与信号产生模块相连并为其提供电源，与信号幅度放大电路相连并为其提供正负双电源，信号产生模块经信号幅度放大电路与信号输出模块相连。本实用新型采用运算放大器对正弦信号进行后级幅度放大，而不是去直接调节DAC的设置电阻，达到了可独立调节方波占空比的目的，并采取在方波输出电路中串联一个50欧姆至100欧姆的电阻，有效解决了现有采用AD9850/AD9851实现的DDS信号源输出方波过冲问题。

Description

基于单片机控制的DDS信号源

技术领域

本实用新型涉及数字信号处理技术领域，尤其涉及一种基于单片机控制的DDS信号源。

背景技术

DDS技术是指采用直接频率合成技术产生所需要的信号，该技术具有输出信号频率、相位可数字化控制调整、输出频率分辩率高、频率变换快等优点。广泛应用在通信、雷达、超声波应用等方面。现有基于STC单片机控制的AD9850/AD985 DDS信号产生技术，当调节正弦信号的幅度时，方波占空比也同时改变，这使得不能独立调节方波的占空比。其次，现有的相关产品，输出的方波过冲严重或输出方波频率太低，而当方波输出频率高时（方波输出频率在3-4MHz时）失真就非常明显。最后，现有的采用AD9850/AD9851实现的DDS信号源，都没有输出扫频信号的功能，不能满足扫频应用的需求，并且抗干扰能力差，无法在工业环境下应用。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本实用新型提供一种基于单片机控制的DDS信号源。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种基于单片机控制的DDS信号源，包括电源模块、信号产生模块和信号输出模块，还包括信号幅度放大电路，信号产生模块包括MCU控制模块和DDS信号产生模块，电源模块与信号产生模块相连并为其提供电源，与信号幅度放大电路相连并为其提供正负双电源，信号产生模块经信号幅度放大电路与信号输出模块相连。

作为优选，电源模块，包括：电源低通滤波器，用于得到稳定的直流电源信号；上电指示电路，用于提示用户上电与否。

作为优选，MCU控制模块包括主控芯片、复位电路和时钟电路。

作为优选，主控芯片为STC89C52RC单片机。

作为优选，信号幅度放大电路为由AD8055组成的运算放大器电路。

作为优选，信号输出模块为方波输出电路，并且其输出端串联50欧姆至100欧姆的电阻。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：采用运算放大器对正弦信号进行后级幅度放大，而不是去直接调节DAC的设置电阻，达到了可独立调节方波占空比的目的，并采取在方波输出电路中串联一个50欧姆至100欧姆的电阻，有效解决了现有采用AD9850/AD9851实现的DDS信号源输出方波过冲问题。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的信号幅度放大电路原理图；

图3为本实用新型的信号输出模块的电路原理图；

图4为本实用新型的电源模块的电路原理图；

图5为本实用新型的信号产生模块的电路原理图；

图6为本实用新型的MCU控制模块的电路原理图；

图7为本实用新型的扫频程序原理流程图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型作进一步说明。

作为本实用新型的一种实施方式，参阅图1，本实用新型包括电源模块、信号产生模块和信号输出模块，还包括信号幅度放大电路，信号产生模块包括MCU控制模块和DDS信号产生模块，电源模块与信号产生模块相连并为其提供电源，与信号幅度放大电路相连并为其提供正负双电源，信号产生模块经信号幅度放大电路与信号输出模块相连。电源模块，包括：电源低通滤波器，用于得到稳定的直流电源信号；上电指示电路，用于提示用户上电与否。MCU控制模块包括主控芯片、复位电路和时钟电路。主控芯片为STC89C52RC单片机。信号幅度放大电路为由AD8055组成的运算放大器电路。信号输出模块为方波输出电路，并且其输出端串联50欧姆至100欧姆的电阻。

参阅图2，为本实用新型的正弦信号幅度放大电路，通过采用30M带宽运算放大器AD8055对正弦信号进行后级幅度放大，而不是去直接调节DAC的设置电阻，解决了可独立调节方波占空比的问题，前级AD9850/AD9851输出的正弦信号通过电容C21隔直耦合输入到由AD8055组成的30M带宽幅度放大器中，并由电阻R7、R14调整放大器的放大倍数，把放大倍数调整为10倍。其中R15取值为100欧姆，使得前级输出电阻与放大器输入电阻匹配，提高电路中信号传输的效率。通过调整RW2电位器即可实现0——30MHz的频率范围内正弦信号Vpp（峰峰值）在0——5V变化。

参阅图3，本图为信号输出模块的电路原理图，在方波输出电路中串联一个50欧姆至100欧姆的电阻，对输出的方波上升沿和下降沿起到衰减作用，可有效解决了现有采用AD9850/AD9851实现的DDS信号源输出方波过冲问题。

参阅图4，本图为本实用新型的电源模块的电路原理图，采用DC5V直流电源为主控制电路，DDS主芯片提供电源，正弦波幅度放大器则采用正负双电源供电。电源电路中C1、C13、C14、C2、C3、C4、L1组成电源低通滤波器，从而得到稳定干净的直流电源。L3、L4把电源地与模拟地和数据地连接起来。由R1、D1组成上电指示电路，可提示用户上电与否。当+VS电压等于+5V电压时，把L2焊接即可省去外接+5V电源。

参阅图5，为本实用新型的信号产生模块的电路原理图，其中U1为AD9850 DDS芯片，AD9850芯片在MCU的控制下，可产生正弦波，产生的正弦波从AD9850芯片的21脚输出，经过由R9、C24、L5、C19、C26、L6、C20、C25、R10组成的截止频率为40MHz的低通滤波器，从而得到一个频谱干净的正弦波信号。其中C6、C7、C8、C9为AD9850芯片的电源退耦电容，这些电容确保AD9850芯片能稳定可靠的工作。Y1采用125MHz的有源晶振，为AD9850芯片提供外部125MHz的参考时钟频率。C5为有源晶振电源退耦电容，能消除电源中的干扰信号对有源晶振的影响。R2用来设置AD9850输出的信号电流，这里取值为3.9k设置信号输出电流为10mA。AD9850芯片的13、14脚输出两路方波，两路方波经过电阻R3、R4对方波过冲进行衰减后通过SMA1，SMA2接头输出。电路中由R11、R12、R8、C15、RW1组成方波占空比调节电路，使得方波占空比能在8%——92%范围内可调。最后经由R9、C24、L5、C19、C26、L6、C20、C25、R10组成低通滤波器输出的正弦波，送到由AD8055组成的运算放大器电路中，正弦信号首先经过C21电容耦合到AD8055的第3脚同相输入端，并由电阻R7、R14调整放大器的放大倍数，把放大倍数调整为10倍。其中R15取值为100欧姆，使得前级输出电阻与放大器输入电阻匹配，提高电路中信号传输的效率。图中通过调整RW2电位器即可实现0——30MHz的频率范围内正弦信号Vpp（峰峰值）在0——5V变化并从SM3接头输出。电路图C12，C13，C22，C23为AD8055运算放大器芯片的电源退耦合电容，确保AD8055能够不受电源中的纹波干扰，输出频谱干净的正弦波信号。

参阅图6，为本实用新型的MCU控制模块的电路原理图，其中U2为主控芯片，型号是STC89C52RC，JP1，J3为主控芯片的ISP和串行下载接口，方便为主控芯片下载程序。由S4、C16、R5组成主控芯片的复位电路。由Y2、C17、C18组成主控芯片的时钟电路。J2把主控芯片的P13、P14、P15、P16IO口引出来，预留接HD7279芯片，方便扩展键盘控制功能。JP2、JP3采用贴片的电阻排，作为主控芯片P0口的上拉电阻。J4为1602液晶显示屏的插座，方便产品直接插上1602液晶显示屏进行菜单的显示。J5把主控芯片没有用上的IO端口全部引出来，方便对产品进行后继的进一步开发。其中，S1，S2，S3，S5，S6，S7组成产品的操作按键，由这六个按键组合操作实现输出频率值、起始频率、终止频率、扫频时间等值的设置。

参阅图7，为扫频程序原理流程图，通过软件编程在产品上实现了扫频信号输出功能，扫频程序启动时，首先对用户输入的扫频参数进行判断，如果用户设置的扫频时间小于3ms或者通过计算得到的扫频步进值小于器件本身的极限值，程序则退出，并提示用户扫频出错。否则把用户设置的起始频率赋值给扫频输出变量，扫频输出变量自动增加扫频步进值，当扫频输出变量的值大于或等于用户设置的终止频率时，程序将自动把起始频率值赋值给扫频输出频率变量，以重复扫频输出过程。直到当用户按下扫频停止控制键时，扫频程序才结束扫频输出，并提示用户扫频结束。

尽管已经结合当前认作是一个最为实用和优选的实施例来描述了本实用新型，但应当理解，本实用新型不限于所公开的实施例，而相反是旨在涵盖包括在所附权利要求的精神和范围内的多种修改和同等布置。

Claims

1.一种基于单片机控制的DDS信号源，包括电源模块、信号产生模块和信号输出模块，其特征在于：还包括信号幅度放大电路，所述信号产生模块包括MCU控制模块和DDS信号产生模块，所述电源模块与信号产生模块相连并为其提供电源，与信号幅度放大电路相连并为其提供正负双电源，所述信号产生模块经信号幅度放大电路与信号输出模块相连。

2.根据权利要求1所述的基于单片机控制的DDS信号源，其特征在于：所述电源模块，包括：电源低通滤波器，用于得到稳定的直流电源信号；上电指示电路，用于提示用户上电与否。

3.根据权利要求1所述的基于单片机控制的DDS信号源，其特征在于：所述MCU控制模块包括主控芯片、复位电路和时钟电路。

4.根据权利要求3所述的基于单片机控制的DDS信号源，其特征在于：所述主控芯片为STC89C52RC单片机。

5.根据权利要求1所述的基于单片机控制的DDS信号源，其特征在于：所述信号幅度放大电路为由AD8055组成的运算放大器电路。

6.根据权利要求1所述的基于单片机控制的DDS信号源，其特征在于：所述信号输出模块为方波输出电路，并且其输出端串联50欧姆至100欧姆的电阻。