正弦波信号发生器

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以51单片机及FPGA为控制核心，由正弦信号发生模块、功率放大模块、调幅（AM）、调频（FM）模块、数字键控（ASK，PSK）模块以及测试信号发生模块组成。采用数控的方法控制DDS芯片AD9851能够产生5Hz－20MHz正弦信号，经滤波、放大和功放模块放大至6v并具有一定的驱动能力。测试信号发生模块产生的1kHz正弦信号经过调幅（AM）模块、调频（FM）模块，对高频载波进行调幅或调频。二进制基带序列信号送入数字键控模块，产生二进制PSK或ASK信号，同时对ASK信号进行解调，恢复出原始数字序列。

一、    方案的设计和论证

题目要求产生1kHZ－10MHz正弦信号，并在此基础上，产生模拟调幅信号、模拟调频信号、二进制PSK、ASK信号。1kHZ－10MHz的正弦信号发生器是本设计的关键，以此为基础，对该信号进行各种调制，得到题目要求的各种波形.

1.         正弦信号产生部分

     根据现有技术，采用DDS直接数字频率合成技术来完成正弦信号。DDS是一种纯数字化方法。它现将所需正弦波一个周期的离散样点的幅值数字量存入ROM中，然后按一定的地址间隔（相位增量）读出，并经DA转换器形成模拟正弦信号，再经低通滤波器得到质量较好的正弦信号，DDS原理图如下：

DDS能用于任意波形发生装置,其原理每个波形存储器中存储一个周期的任意波形信号，每个周期由若干波形点构成，每个点和相位一一对应，所以又相当于一个相位/振幅变换器，振幅信息通过D/A转换器生成阶梯波形，经过滤波得到需要的波形。DDS技术产生的任意波在精度上非常高，误差很小。参考时钟由一个高稳定的晶体振荡器产生，来同步整个频率合成器的各个组成部分。N位加法器与N位相位寄存器级联构成相位累加器，每来一个时钟脉冲，加法器就将频率控制字Ｋ与相位寄存器中的数据相加。相位寄存器可以将加法器在上一个时钟作用后产生的新相位数据反馈到加法器的输入端，以使加法器在下一个时钟的作用下继续将相位数据与频率控制字相加。这样，相位累加器在参考时钟的作用下进行线性相位累加。当相位累加器达到上限时，就会产生一次溢出，完成一个周期性的动作，这个周期就是合成信号的一个周期，累加器的溢出频率也就是DDS的合成信号频率。相位累加器在系统时钟clk作用下以步长K累加输出又与相位控制字P相加，其输出再于波形控制字相加输出送往8位的ROM的波形地址对ROM寻址后经D/A转换后经低通滤波输出相应波形。