基于DSP和DDS的信號發(fā)生器硬件設(shè)計及可靠性研究.pdf

1、數(shù)字信號發(fā)生器是隨著不斷進(jìn)步的計算機技術(shù)和微電子技術(shù)在測量儀器中的應(yīng)用而形成和發(fā)展起來的一類新型信號源。由于系統(tǒng)時鐘頻率是現(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，對于高性能的數(shù)字信號發(fā)生器的研究成為了頻率合成技術(shù)的主要趨勢。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)定性強等特點，被廣泛應(yīng)用于雷達(dá)、通信、自動化領(lǐng)域，具有廣闊的應(yīng)用前景。因此，本系統(tǒng)采用DDS技術(shù)來構(gòu)建一種便攜式的數(shù)字信號發(fā)

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

3、位機通信的接口，利用LabVIEW虛擬儀器實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸以及上位機對DSP控制。
　　 本文分析論證了信號發(fā)生器系統(tǒng)的特點、工作原理、芯片選擇以及系統(tǒng)可靠性設(shè)計分析等，從關(guān)鍵技術(shù)、總體設(shè)計方案、硬件電路設(shè)計及系統(tǒng)可靠性分析等幾個方面給出了系統(tǒng)詳細(xì)的設(shè)計實現(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)為核心的信號發(fā)生器系統(tǒng)，詳細(xì)的闡述了系統(tǒng)開發(fā)過程，給出了信號發(fā)生器系統(tǒng)的電路功能框圖、電路原理圖、設(shè)計過程以及

4、硬件可靠性設(shè)計。本文在設(shè)計的早期就將電源和信號完整性設(shè)計應(yīng)用到實際印制電路板的設(shè)計之中，通過介紹高速數(shù)字信號系統(tǒng)設(shè)計的信號完整性基本理論，討論了在印制電路板設(shè)計時如何考慮信號和電源完整性、PCB布局布線設(shè)計、硬件抗干擾設(shè)計等。利用元器件的IBIS模型對實際電路板進(jìn)行關(guān)鍵信號仿真，通過分析仿真結(jié)果找出設(shè)計中的不足并進(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。從測試結(jié)果來看，本文所設(shè)計的信號發(fā)生器系統(tǒng)完成了設(shè)計的預(yù)期指標(biāo)，