摘要：介紹一種基于DPS和ispLSI器件的數(shù)字方式產(chǎn)生的高精度高頻任意波形的方案。信號波形可通過編程任意產(chǎn)生，其他主要參數(shù)如幅度、頻率等可程控，并且輸出信號的波形和主要參數(shù)可由LCD液晶顯示器實時顯示。

    關(guān)鍵詞：信號發(fā)生器 DSP ispLSI 高速A/D轉(zhuǎn)換 高速D/A轉(zhuǎn)換

數(shù)字波形合成器的設(shè)計在結(jié)構(gòu)上大致分三類方法。

方法一：直接數(shù)字查表法合成周期信號，結(jié)構(gòu)見圖1。波形數(shù)據(jù)固化在EPROM或其它非易失性存儲器中，通過查表電路，再晶振時鐘控制下不斷地從EPROM中取出數(shù)據(jù)，通過DAC和低通濾波器（LPF）輸出。此結(jié)構(gòu)的特點是能產(chǎn)生較高頻率的信號，但不便程控且產(chǎn)生信號類型有限。

方法二：利用單片機查表法合成周期信號，結(jié)構(gòu)見圖2。波形數(shù)據(jù)固化在EPROM中，單片機不斷地從存儲器中取出數(shù)據(jù)，經(jīng)并行口送出，在經(jīng)DAC和LPF輸出。特點是便于程控控，但不能產(chǎn)生較高頻率的信號。

方法三：利用單片機生成數(shù)據(jù)與查表相結(jié)合的方法合成周期信號，結(jié)構(gòu)見圖3�；静ㄐ螖�(shù)據(jù)固化在EPROM中，輸出某種波形時，首先根據(jù)基本波形或公式算出波形數(shù)據(jù)送入RAM，然后由查表電路不斷地、周而復(fù)始地從RAM中取出數(shù)據(jù)，通過DAC和LPF輸出。特別是既便于程控，又能產(chǎn)生較高頻率的信號，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜。

本文所介紹的方案是根據(jù)用戶提出的主要性能技術(shù)指標和要求而設(shè)計的，是對方法三是一種改進、完善。本方案采用數(shù)據(jù)信號處理芯片DSP做主處理器，把波形數(shù)據(jù)的產(chǎn)生和波形的似合相分離，從而可大大提高產(chǎn)生信號的頻率；并且本系統(tǒng)增設(shè)了高速數(shù)據(jù)模塊和液晶顯示器LCD，能實時顯示輸出波形及其主要參數(shù)。

1 硬件框圖及工作原理

本系統(tǒng)由三部分組成：任意周期信號產(chǎn)生模塊、高速數(shù)據(jù)采集模塊、處理系統(tǒng)及顯示部分。框圖見圖4。

1.1 任意周期信號產(chǎn)生模塊

該模塊由高頻晶振、頻率合成器、高速RAM、高速D/A轉(zhuǎn)換器、程控模擬信號放大器和濾波器組成，其主要任務(wù)是完成波形合成。存儲器的讀、寫信號分別由控制器ispLSI完成。其特點：（1）采用高頻晶振控制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，克服了數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換受CPU工作速度的限制。（2）采用高速RAM和高速D/A轉(zhuǎn)換器AD9720，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換速率達400Msps，完全可以擬合20MHz信號。（3）頻率合成器主要由高速、高密度器件ispLSI2032設(shè)計完成，利用多位分頻器細化頻率設(shè)置，采用循環(huán)周期計數(shù)，產(chǎn)生高穩(wěn)定度的合成波頻率，在0～20MHz范圍內(nèi)頻率誤差<0.1%，并克服了非周期采樣而產(chǎn)生的高次諧波，頻率設(shè)置可以程控。（4）程控高速寬帶運放可實現(xiàn)輸出信號的調(diào)整（放大、偏置）。

1.2 高速數(shù)據(jù)采集模塊

高速數(shù)據(jù)采集模塊是本信號發(fā)生器設(shè)計的特色，由高速A/D轉(zhuǎn)換器AD9283（8bit,100MHz）、RAM、鎖存器組成。A/D的時鐘信號由高頻晶振輸出f0經(jīng)分頻得到。分頻器由控制器ispLSI實現(xiàn)程控。本模塊完成對輸出信號的實時采集，采集的數(shù)據(jù)同時送到LCD直接顯示和給DSP進行處理（計算頻率、幅值等參數(shù)）。并且可以采集外部輸入信號，與整個系統(tǒng)配合實現(xiàn)信號再現(xiàn)。

1.3 算是系統(tǒng)及顯示部分

它包括DSP芯片、控制器（ispLSI）、80C51芯片、外設(shè)接口、鍵盤和顯示器。

    摘要：介紹一種基于DPS和ispLSI器件的數(shù)字方式產(chǎn)生的高精度高頻任意波形的方案。信號波形可通過編程任意產(chǎn)生，其他主要參數(shù)如幅度、頻率等可程控，并且輸出信號的波形和主要參數(shù)可由LCD液晶顯示器實時顯示。

    關(guān)鍵詞：信號發(fā)生器 DSP ispLSI 高速A/D轉(zhuǎn)換 高速D/A轉(zhuǎn)換

數(shù)字波形合成器的設(shè)計在結(jié)構(gòu)上大致分三類方法。

方法一：直接數(shù)字查表法合成周期信號，結(jié)構(gòu)見圖1。波形數(shù)據(jù)固化在EPROM或其它非易失性存儲器中，通過查表電路，再晶振時鐘控制下不斷地從EPROM中取出數(shù)據(jù)，通過DAC和低通濾波器（LPF）輸出。此結(jié)構(gòu)的特點是能產(chǎn)生較高頻率的信號，但不便程控且產(chǎn)生信號類型有限。

方法二：利用單片機查表法合成周期信號，結(jié)構(gòu)見圖2。波形數(shù)據(jù)固化在EPROM中，單片機不斷地從存儲器中取出數(shù)據(jù)，經(jīng)并行口送出，在經(jīng)DAC和LPF輸出。特點是便于程控控，但不能產(chǎn)生較高頻率的信號。

方法三：利用單片機生成數(shù)據(jù)與查表相結(jié)合的方法合成周期信號，結(jié)構(gòu)見圖3�；静ㄐ螖�(shù)據(jù)固化在EPROM中，輸出某種波形時，首先根據(jù)基本波形或公式算出波形數(shù)據(jù)送入RAM，然后由查表電路不斷地、周而復(fù)始地從RAM中取出數(shù)據(jù)，通過DAC和LPF輸出。特別是既便于程控，又能產(chǎn)生較高頻率的信號，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜。

本文所介紹的方案是根據(jù)用戶提出的主要性能技術(shù)指標和要求而設(shè)計的，是對方法三是一種改進、完善。本方案采用數(shù)據(jù)信號處理芯片DSP做主處理器，把波形數(shù)據(jù)的產(chǎn)生和波形的似合相分離，從而可大大提高產(chǎn)生信號的頻率；并且本系統(tǒng)增設(shè)了高速數(shù)據(jù)模塊和液晶顯示器LCD，能實時顯示輸出波形及其主要參數(shù)。

1 硬件框圖及工作原理

本系統(tǒng)由三部分組成：任意周期信號產(chǎn)生模塊、高速數(shù)據(jù)采集模塊、處理系統(tǒng)及顯示部分�？驁D見圖4。

1.1 任意周期信號產(chǎn)生模塊

該模塊由高頻晶振、頻率合成器、高速RAM、高速D/A轉(zhuǎn)換器、程控模擬信號放大器和濾波器組成，其主要任務(wù)是完成波形合成。存儲器的讀、寫信號分別由控制器ispLSI完成。其特點：（1）采用高頻晶振控制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，克服了數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換受CPU工作速度的限制。（2）采用高速RAM和高速D/A轉(zhuǎn)換器AD9720，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換速率達400Msps，完全可以擬合20MHz信號。（3）頻率合成器主要由高速、高密度器件ispLSI2032設(shè)計完成，利用多位分頻器細化頻率設(shè)置，采用循環(huán)周期計數(shù)，產(chǎn)生高穩(wěn)定度的合成波頻率，在0～20MHz范圍內(nèi)頻率誤差<0.1%，并克服了非周期采樣而產(chǎn)生的高次諧波，頻率設(shè)置可以程控。（4）程控高速寬帶運放可實現(xiàn)輸出信號的調(diào)整（放大、偏置）。

1.2 高速數(shù)據(jù)采集模塊

高速數(shù)據(jù)采集模塊是本信號發(fā)生器設(shè)計的特色，由高速A/D轉(zhuǎn)換器AD9283（8bit,100MHz）、RAM、鎖存器組成。A/D的時鐘信號由高頻晶振輸出f0經(jīng)分頻得到。分頻器由控制器ispLSI實現(xiàn)程控。本模塊完成對輸出信號的實時采集，采集的數(shù)據(jù)同時送到LCD直接顯示和給DSP進行處理（計算頻率、幅值等參數(shù)）。并且可以采集外部輸入信號，與整個系統(tǒng)配合實現(xiàn)信號再現(xiàn)。

1.3 算是系統(tǒng)及顯示部分

它包括DSP芯片、控制器（ispLSI）、80C51芯片、外設(shè)接口、鍵盤和顯示器。