基于DSP和DDS的三维感应测井高频信号源实现
电路和参数验证,达到了阻带衰减速度快,相位呈线性的理想效果。
高频放大电路
为增大AD9834 输出信号幅值,采用高频运放AD811进行信号放大,它具有高速、高频、宽频带、低噪声等优异特性。但考虑到输出信号幅值随频率增大而减小,系统采用数控电位计X9C102 来实现可变增益放大,即依据输出信号频率的不同来改变数控电位计的值,以改变增益。可变增益放大器原理图如图6所示。
图6 可变增益放大器原理图
软件实现
软件流程图如图7所示,主要包括复位、初始化、写频率字和控制字等部分。初始化部分主要包括对 DSP的SPI串行口初始化及配置和对DDS的初始化。本设计把ADSP21992作为主机,通过设置SPICTL寄存器使DSP成为主机,选择 SPICTL寄存器里的TIMOD值为01,从而启动SPI传送数据。当启动数据发送时,DSP自动将TDBR寄存器的内容装入到发送移位寄存器;当数据传送结束时,自动将接受一位寄存器的内容装入到RDBR寄存器。在该系统设计中,AD9834采用串行控制比特位方式选择相位、频率寄存器;PIN/SW =0,选择控制字模式; FSEL=0,选择使用频率寄存器0;D13=0时,将28位的频率寄存器分成2个14位的寄存器工作,且频率字的高14 位和低14 位可以独立改变。SDATA、SCLK 和FSYNC 3个引脚向AD9834 中写数据和控制字。当FSYNC=0时,表示向AD9834 写入1个新字,并将在下1个SCLK的下降沿读入第1位,其余的位在随后SCLK 的下降沿读入,经过16个SCLK下降沿后,置FSYNC=1,实现了DSP对AD9834 的控制。
图7 程序主流程图
结语
本文采用ADSP21992和DDS 芯片AD9834 实现高频正弦信号发生器的设计,克服了传统方法中输出信号受外界元件参数影响的缺点,同时AD9834 内部集成有高速D/A,可直接输出正弦信号,避免外接D/A,简化系统硬件结构,提高了系统稳定性。AD9834 输出正弦信号精度高、稳定性好、输出信号连续、控制方便,将基于上述优点的信号发生器应用于三维感应测井中,可以提高系统性价比,达到三维感应测井对信号源的要求。同时,基于DDS技术的信号发生器将获得广泛的应用。