基于DSP和DDS的信號(hào)發(fā)生器硬件設(shè)計(jì)及可靠性研究.pdf

1、數(shù)字信號(hào)發(fā)生器是隨著不斷進(jìn)步的計(jì)算機(jī)技術(shù)和微電子技術(shù)在測(cè)量?jī)x器中的應(yīng)用而形成和發(fā)展起來(lái)的一類(lèi)新型信號(hào)源。由于系統(tǒng)時(shí)鐘頻率是現(xiàn)代電子系統(tǒng)的“心臟”，是能夠決定電子系統(tǒng)性能的關(guān)鍵參數(shù)之一，因此，對(duì)于高性能的數(shù)字信號(hào)發(fā)生器的研究成為了頻率合成技術(shù)的主要趨勢(shì)。直接數(shù)字頻率合成DDS技術(shù)是新一代的頻率合成方法，具有精度高、穩(wěn)定性強(qiáng)等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于雷達(dá)、通信、自動(dòng)化領(lǐng)域，具有廣闊的應(yīng)用前景。因此，本系統(tǒng)采用DDS技術(shù)來(lái)構(gòu)建一種便攜式的數(shù)字信號(hào)發(fā)

2、生器系統(tǒng)。
　　 本文的主要工作是設(shè)計(jì)數(shù)字信號(hào)發(fā)生器系統(tǒng)，該系統(tǒng)基于數(shù)字信號(hào)處理器、數(shù)字頻率合成芯片和通用高速串行總線(xiàn)USB2.0芯片構(gòu)建，該系統(tǒng)具有集成度較高、成本較低、接口簡(jiǎn)單、使用方便、可擴(kuò)展能力強(qiáng)等特點(diǎn)。本設(shè)計(jì)采用DDS芯片AD9854為核心作為信號(hào)的輸出單元、以TMS320F2812作為系統(tǒng)主控芯片的硬件平臺(tái)來(lái)完成信號(hào)發(fā)生器、模擬信號(hào)的采集。USB2.0芯片選用Cypress公司的CY7C68013A作為F2812和上

3、位機(jī)通信的接口，利用LabVIEW虛擬儀器實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸以及上位機(jī)對(duì)DSP控制。
　　 本文分析論證了信號(hào)發(fā)生器系統(tǒng)的特點(diǎn)、工作原理、芯片選擇以及系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)分析等，從關(guān)鍵技術(shù)、總體設(shè)計(jì)方案、硬件電路設(shè)計(jì)及系統(tǒng)可靠性分析等幾個(gè)方面給出了系統(tǒng)詳細(xì)的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)方法。從工程應(yīng)用的角度出發(fā)，分析研究基于DSP微處理器、以DDS技術(shù)為核心的信號(hào)發(fā)生器系統(tǒng)，詳細(xì)的闡述了系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程，給出了信號(hào)發(fā)生器系統(tǒng)的電路功能框圖、電路原理圖、設(shè)計(jì)過(guò)程以及

4、硬件可靠性設(shè)計(jì)。本文在設(shè)計(jì)的早期就將電源和信號(hào)完整性設(shè)計(jì)應(yīng)用到實(shí)際印制電路板的設(shè)計(jì)之中，通過(guò)介紹高速數(shù)字信號(hào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的信號(hào)完整性基本理論，討論了在印制電路板設(shè)計(jì)時(shí)如何考慮信號(hào)和電源完整性、PCB布局布線(xiàn)設(shè)計(jì)、硬件抗干擾設(shè)計(jì)等。利用元器件的IBIS模型對(duì)實(shí)際電路板進(jìn)行關(guān)鍵信號(hào)仿真，通過(guò)分析仿真結(jié)果找出設(shè)計(jì)中的不足并進(jìn)行改進(jìn)，使得系統(tǒng)硬件電路能夠有效的提升數(shù)字系統(tǒng)的抗干擾能力。從測(cè)試結(jié)果來(lái)看，本文所設(shè)計(jì)的信號(hào)發(fā)生器系統(tǒng)完成了設(shè)計(jì)的預(yù)期指標(biāo)，