基于LPC2132数字信号源的设计与实现

同时波形存储器中的波形幅度量化引起有效字长效应，还有DAC的非理想特性，都导致DDS的杂散抑制性能差。3)不能够获得很高的相位噪性能指标。DDS的相位噪声主要由参考时钟信号的性质、参考时钟的频率与输出频率之间的关系以及器件本身的噪声决定。在实际工程中，必须考虑包括相位累加器、ROM、和DAC等各部件噪声特性对DDS相位噪声性能的影响。
1．3 LPC2132+CPLD电路设计
由于DDS技术的实现依赖于高速、高性能数字器件，控制方式也比较固定，专用DDS芯片一般只能产生正弦波和方波。三角波的产生尽管可将方波信号经积分电路进行积分转换来实现，但很难稍足不同频段对积分电容的要求，因此用DDS芯片产生方波实现三角波信号的输出频率范围十分有限。
三角波信号发生电路的设计由两部分组成，第一部分是单片机和CPLD(EPM7128AETC100)接口电路设计，如图4所示，单片机LPC2132通过并行接口向CPLD中的频率字寄存器发送频率字，向CPLD中的双口RAM传送波形点阵数据。并行接口信号线包括：8位数据线，读信号、写信号、片选信号、地址锁存信号、地址信号。低8位地址线通过CPLD内部的锁存器产生，这样可以减少并行接口信号的数量。第二部分是用于三角波波形重建，由高速D／A转换器AD9708和单片集成滤波器LT6600组成如图5所示，AD9708由CPLD直接控制，AD9708的数据线和时钟线与的I／O脚相连，设计中将模拟电源输入端串接一磁珠再与数字电源连在一起抑制杂散噪声。为了获得相对纯净的波形信号，D／A转换器的输出的应加低通滤波器，以滤去镜像频率分量和谐波分量。低通滤波器的设计采用单片集成滤波器LT6600，输出带宽大于2MHz，通带增益为12 dB，LT6600采用单端输入、双端输出的形式，来自AD9708的模拟输入信号，送LT6600的V+输入端，通过J3口输出差分三角波信号。

1．4 放大与驱动电路的设计
单片机LPC2132通过控制模拟转换开关使得输出波形在正弦波、方渡和三角波之间转换，其信号都是滤波器输出的差分模拟信号，该模拟信号除了交流分量外，同时还含有2．5 V的直流分量。
因此，在放大电路之前加一级差分电路去除直流分量，将差分模拟信号提取出来如图5所示。设计放大电路时，考虑到放大倍数和转换速率这两个因素，这里选择了增益带宽相对较高双运放MAX4016，信号增益调整是通过单片机控制数字电位器X9C103(反馈)来实现。功率驱动由高速电流反馈双运放THS3092完成，输出电压的范围可达到+10V，输出电流最大值为400 mA。

2 主程序设计
主程序完成堆栈指针设置，定时器常数设置，中断控制字设置，对CPLD的配置，LED模块初始化等功能。完成配置以后，就进入波形选择模式，等待键盘输入。主程序流程图如图6所示。

3 结束语
经测试表明，所设计的信号源，可以实现多种波形输出。输出信号频率在1 Hz～2 MHz范围，可通过键盘进行设置分段调节，频率步进间隔可达10 Hz。可灵活设置输出信号的电压值，在50Ω负载条件下，信号的电压峰-峰值Vopp在0～5V范围内可调，调节步进间隔为0．1 V。系统同时可实时显示输出信号的类型、幅度、频率和频率步进值，具有较高应用价值。