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正弦波信号发生器基本原理与设计

2022-04-15 09:28分类:电路图 阅读:

 

正弦函数频率计关键由两部份构成:正弦波形频率计和造成幅度调制、电台广播、键控数据信号。正弦波形频率计选用立即数据頻率生成DDS技术性,在CPLD上完成正弦函数数据信号搜索表和详细地址扫描仪,经D/A輸出可获得正弦函数数据信号。具备频率稳定度高,頻率范畴宽,非常容易完成頻率步进电机100Hz。

1、正弦波形的造成

单边DDS由Nbit相位差累加器和ROM只读存储器(正弦函数搜索表)组成的数控机床震荡源(NCO),模数转换器(DAC)、低通光滑过滤器(LPF)组成,图1所显示为DDS的主要构造。

图1 根据DDS技术性的正弦函数频率计基本原理框架图

图1中fc为时钟频率,K为頻率调节字,N为相位差累加器的字长,M为ROM详细地址线十位数,L为ROM手机充电线总宽,f0为輸出頻率。相位差累加器由全加器和累积存储器联级构成。在时钟频率fc的调节下,对键入頻率调节字K开展累积,累积满量时就造成外溢。相位差累加器的輸出相对应于该时时刻刻生成周期时间数据信号的相位差,而且这一相位差是规律性的,在0~2π范畴内转变 。相位差累加器十位数为N,较大輸出为2N-1,相匹配于2π的相位差,累积1次就輸出一个相对应的相位差码,详细地址以查询表方法,获得相匹配相位差的数据信号力度值,历经AD转换,就可以获得一定頻率的讯号输入输出波型,带通滤波器对导出的讯号波型开展平滑处理,滤掉杂讯和谐波电流。

因为操纵字K历经2N/K次累积,相位差累加器满量外溢,进行一个周期时间计算,因此輸出頻率f0由fc和K一同决策,即f0=fcK/2N且K《2N-1,获得DDS的最低屏幕分辨率可以达到fc/2N。理论上根据设置DDS相位差累加器的十位数N、頻率调节字K和时钟频率fc的值,就可以造成任一頻率的輸出。依据頻率步进电机100Hz的规定,选择累加器的十位数为19位,测算出时钟频率fc应是52.4288MHz。步进电机的总计偏差根据手机软件赔偿的办法开展调整,运用原有的52.4160MHz晶振电路彻底精准地完成步进电机100Hz的规定。

2、造成仿真模拟幅度调制数据信号

用调配讯号去操纵高频率振动的力度,使其力度的变化量随调配数据信号正相关地转变,这一全过程称之为幅度调制。若载波通信为uc=Uccosωct,调配数据信号为f(t)=cosΩt,则幅度调制波为

uAM(t)=Uc[1 macosΩt]cosωct(1)

一般幅度调制波运用仿真模拟乘积器完成,可是外围电路繁杂,更改调规章制度需更改电路元件的主要参数,完成起來繁杂。能够选用CPLD集成ic融合DDS技术性灵敏的完成数据幅度调制,基本原理如图2所显示。

图2 幅度调制基本原理框架图

由DDS造成的波型数据信号做为载波通信,在单片机设计內部作调配数据信号为1kHz的正弦波形储存表,依据电脑键盘所制定的调规章制度ma(10%~100%)与储存表格中的数据信息乘积的結果送CPLD与DDS获得的波型乘积,再与DDS数据信号求和就造成对应的数据幅度调制波编号,经D/A变换获得仿真模拟幅度调制数据信号。

3、造成仿真模拟頻率调配数据信号

在持续波调配中,载波通信可表达为uc=Uccosωct,调配数据信号为UΩ(t),电台广播波是瞬间頻率的变化量与解调数据信号正相关,因而电台广播波的瞬间角频率除开载波通信角频率ωc外,还额外一项和调配数据信号成比例的一部分ω(t)=ωc Δωf(t),Δωp(t)=kfuΩ(t),式中kf为比例系数,是企业调配接收灵敏度造成的次数转变 。Δωf(t)的最高值Δωf称之为较大频偏,体现在頻率上为f(t)=fc Δfcos(2πft),电台广播波的关系式:

UFM(t)=Uccos[(fc Δfcos(2πft)t](2)

图3 頻率调配基本原理框架图

图3为CPLD数据调频电路,频偏为5K时的操纵字是50,将余弦波型与50乘积,并与单片机设计传送的次数调节字求和,送进DDS控制模块经D/A变换就可以輸出电台广播波,其设计方案电路原理图如图4所显示。

图4 頻率调配设计方案电路原理图 123下一页全篇

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