基于单片机和CPLD的数字式移相信号发生器的设计

Teeshop5

摘要:介绍了一种基于单片机和复杂可编程逻辑器件( cpld)的高精度数
2 v  o3 V9 W; e* a. b字式移相信号发生器的设计，叙述了其工作原理和设计思想，完成了该移相
信号发生器的软硬件的设计。经过半年的使用，表明稳定性好，精度高，效
! v3 s" j% }% o7 b4 u6 L4 j9 z果十分理想，有推广价值。
关键词: CPLD;DDS;单片机;移相信号发生器
* q- {6 P* v1 v  O7 t1.引言
: L1 C' V2 ^! g由于传统的模报移相(如:阻容移相，变压器移相等)有许多
不足，如:移相输出波形易受输入波形的影响，移相角度还与负载
- N4 C; G$ m6 @  ^' I3 M的大小和性质有关，移相精度不高，分辨率较低，面且，传統的横
6 e: O6 y: A( c; q报移相不能实现任意波形的移相，这主要是因为传统的模拟移相由
7 a/ h6 G: s" r) W5 b移相电路的幅相特性所决定，对于方波。三角波，锯齿波等非正弦
6 T  H  }( Y) W信号各次诺波的相移。幅值衰减不-致，从而导致输出波形发生畸
& R7 b0 ^1 }% j. y" N变.随著现代电子技术的发展，特别是随单片机和可编程技术的发
3 z3 G  }2 f; B2 `' b展而兴起的数字移相技术却很好的解决了这一-问题。
" b6 z0 j' N( P数字移相技术的核心是;先将模拟信号或移相角数字化，经移
相后再还原成模拟信号。其主要有兩种实现方式:一种是将读取波
形存储器的偏移地址映射为移相角，另一种是将波形的延时映射为
  e; \6 }8 p2 s2 ~/ e移相角，如;利用锁相倍频技术。单片机计数延时的方法来实现，
其第一种方式最为典型，下面着重讨论利用直接数字频率合成
( DDS)的方法来实现，频率。幅度。相位均可实现程控。
2高精度 数字式移相信号发生器工作原理
2 Z0 ]1 c1 o2 F& R该移相信号发生器是基于DDS技术而实现，其原理枢图如图1
所示。
从图1可以看出它由单片机小系统，高精度晶体振荡器，频
事。相位。幅度字寄存器，相位霸加器，波形存储器，相位加法
器。数模转换器，以及低通滤波器组成。其中。参考信号fe为高精
度品体报背器产生，阳中的虑线框为相位累加器。它是DDS的核
心，它由一个N位字长的二进制加法器和-个N位累加寄存器构
成。其作用是对频半字黑加。
3 t0 L$ J7 y+ T其工作原理:由键盘输入频率，相位，幅度控制字。每来1个
9 {* Z* ^3 t' R: c$ m时钟脉冲，全加器将频率控制数据与累加寄存器输出的累积相位数
$ O0 G, p3 O/ a- @: r3 r8 c据相加。把相加后的结果送至累加寄存器的数据输入嘴。累加寄存
器一方面将加法器在上--次相加后所产生的新相位数据反馈到加法
器的输入端，另一方面其输出的地址分成两路，一路直接从波形存
储器中取出波形幅度数据，经D/A转换器和低通滤波器将波形数据
转换成模拟波形，另一路通过相位加法器加上移相控制字P,形成
2 l% E7 E) \, [5 {, e移相信号的地址码，从波形存储器中取出波形幅度数据，最后经
D/A转换器和低還滤波器将波形数揚转换成所需的移相信号。当相
位累加器累积满量时就会产生1次溢出，完成1个周期性的动作。
这个周期就是DDS合成信号的1个周期。设相位累加器的字长为
+ @# [) n( _. Y: D. KN,频率控制字为K,则输出信号的频率f、fq和频率分辨审Of为 .
! v& o, C2 b  t: d/ gfs=fn=fc*K/2N
9 C( N/ R, N# u) ?0 I, u& o△f=fCJN
相位加法器完成将数据地址的偏移量映射为信号间的相位差
值。设相位加法器的字长为M,相位控制字为P,则输出的移相信号



9 F, |$ X7 D4 v: R. t! p8 x# S附件下载：

游客，如果您要查看本帖隐藏内容请回复

. s3 N8 a) h9 i# U' c6 g7 y/ J- \
: k7 P9 D% n9 a  t1 p3 n

wohenk

三角波，锯齿波等非正弦信号各次诺波的相移

philips

感谢分享，感谢分享
. }; j7 _: K3 c2 e! g0 w/ {