数字频率合成技术的任意波形发生器论文.doc
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目录
摘要 ………………………………………………………………………………Ⅰ
Abstrac t……………………………………………………………………………Ⅱ
前言 ………………………………………………………………………………3
1 绪论 …………………………………………………………………………4
1.1 任意波形发生器的概述…………………………………………………4
1.2 基于DDS技术的AWG介绍 ……………………………………………5
1.2.1 DDS技术浅析 …………………………………………………5
1.2.2 运用DDS实现AWG的原理………………………………………6
2 总体设计方案……………………………………………………………………8
2.1 需求规格说明……………………………………………………………8
2.2 总体框图…………………………………………………………………9
3 硬件设计………………………………………………………………………12
3.1 硬件总体框图 …………………………………………………………12
3.1.1 基于DDS技术的AWG的构成及工作原理 …………………12
3.1.2 地址发生器 …………………………………………………12
3.1.3 频率合成器 …………………………………………………12
3.1.4 波形数据存储器 ……………………………………………13
3.1.5 数据地址切换电路和逻辑控制电路 ………………………13
3.1.6 D/A转换电路 ………………………………………………15
3.2 各部分硬件的详细实现 ………………………………………………17
3.2.1 MCU部分的实现 ……………………………………………17
3.2.2 频率发生器实现 ……………………………………………18
3.2.3 逻辑控制电路和地址切换电路的实现………………………24
3.2.4 D/A转换电路和幅值控制电路………………………………25
3.2.5 信号输出电路…………………………………………………27
3.2.6 通讯电路 ……………………………………………………28
3.3 硬件的组成原理框图 ………………………………………………29
4 软件设计 ………………………………………………………………………31
4.1 总体框图 ………………………………………………………………31
4.2 主控部分 ………………………………………………………………31
4.3 波形生成和波形库………………………………………………………32
4.4 功能扩充 ………………………………………………………………33
4.5 通信部分 ………………………………………………………………34
5 设计工作总结……………………………………………………………………40
致谢 ………………………………………………………………………………40
参考文献（References） …………………………………………………………41
附录 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．42
前 言
鉴于传统波形发生器的不足，采用数字合成技术构成任意波形发生器，此波形发生器可以产生任意波形的周期信号，能灵活控制信号的频率幅值，相位，并在很宽的范围内快速切换频率，具有高分辨输出，运用DDS技术构建频率信号源，可获得连续精确调整的信号频率，幅值相位控制方便，存储容量大；AWG占微机系统资源少，通用性好，具有较强的移植性和很高的性能价格比。
研究的内容是利用数字频率合成技术构成任意波形发生器，且通过RS232串行接口传到PC，供PC机管理。
1 绪 论
§1.1 任意波形发生器的概述
在现代电子测量仪器中,任意波形产生器(Arbitrary Waveform Generator,AWG)作为最新一类信号源,正日益受到人们的重视,国内外的许多科研单位和高等院校也纷纷着手研制AWG。
运用计算机控制技术,采取数字方式产生信号的任意波形发生器(AWG)，工作过程可简述为：在计算机上通过输入信号波形数据点或调用描述信号波形的表达式产生波形数据，存入波形数据存储器，在计算机控制下，将波形数据传送给D/A转换器，产生具有一定幅值和频率的模拟信号。AWG有3种主要的构成方式:程序控制输出、DMA输出和直接数字频率合成。
1.） 程序控制输出
计算机根据波形的函数表达式，计算出一系列波形数据瞬时并定时地逐个传送给D/A转换器，合成出所需要的波形。这种方式具有电路简单，
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