基于ad9856通信信號發(fā)生器的設(shè)計與實現(xiàn)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明采用AD9856數(shù)字正交上變頻器和高速單片機STC12C5412AD設(shè)計了一個通信信號源，該信號源能夠采用AM、FM、ASK、FSK、BPSK等不同調(diào)制方式對信號進行調(diào)制，并且載波的頻率能夠在10kKHZ-10MHZ自由設(shè)定，采用數(shù)控增益放大器AD8327對輸出信號幅度在1V-5V(Vpp)之間可調(diào)。
【專利說明】基于AD9856通信信號發(fā)生器的設(shè)計與實現(xiàn)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于AD9856通信信號發(fā)生器的設(shè)計與實現(xiàn)方法，屬于信息通信領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]AD9856是AD公司生產(chǎn)的數(shù)字正交上變頻器，具有0_80MHz的輸出頻帶寬度，內(nèi)部集成DDS產(chǎn)生模塊、12位DAC、輸入數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器、3個可選內(nèi)插半帶寬濾波器、2-63倍可編程內(nèi)插集成梳狀濾波器、4X-20X可編程參考時鐘倍頻器。AD9856的工作方式有三種，可以通過編程設(shè)置。通常是工作在單頻模式或者突發(fā)數(shù)據(jù)傳輸模式下。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明選用AD9856數(shù)字正交上變頻器和高速單片機STC12C5412AD設(shè)計了一個通信信號源，該信號源能夠采用am、fm、ask、fsk、bpsk等不同調(diào)制方式對信號進行調(diào)制，并且載波的頻率在IOkKHZ-1OMHZ能夠自由設(shè)定，采用數(shù)控增益放大器AD8327對輸出信號幅度在1V-5V (Vpp)之間可調(diào)。
[0004]圖1是該信號源的組成框圖。其主要組成部分包括:AD9856數(shù)字正交上變頻器、高速單片機STC12C5412AD、以及A/D采樣、按鍵掃描、液晶顯示和幅度控制等多種電路。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0005]圖1信號源的組成框圖
[0006]圖2AD9856及其外圍電路圖
[0007]實施方式
[0008]圖2為AD9856及其外圍電路圖，主要涉及與高速單片機STC12C5412AD、以及A/D采樣、按鍵掃描、液晶顯示和幅度控制等多種電路的連接。下面介紹部分主要電路的設(shè)計內(nèi)容。
[0009]1.AD采樣及信號處理電路
[0010]采用STC12C5412AD的單片機實現(xiàn)。該單片機內(nèi)部帶8路的10位AD轉(zhuǎn)換通道，在24MHz的工作頻率的下，采樣速度能夠達到每秒110K，遠超過系統(tǒng)要求的輸入信號頻帶范圍，根據(jù)奈奎斯特采樣定理，能夠?qū)崿F(xiàn)對信號的無失真處理。而且是單指令周期的單片機，處理速度很快?；灸軌驖M足AD9856的速度要求，考慮到對處理速度方面的要求，則不再用該單片機去實現(xiàn)按鍵掃描和顯示控制的功能。這樣，AD采樣及信號處理由一片單片機就能完成，大大提聞系統(tǒng)的集成度。
[0011]2.按鍵掃描及液晶顯示電路
[0012]用STC89C52單片機實現(xiàn)，外接0_9的數(shù)字鍵，AM、FM等調(diào)制方式的按鍵。接Pl 口上實現(xiàn)按鍵的動態(tài)掃描。同時，將需要顯示的信息送PO 口上的液晶顯示器顯示。另外還通過串行口對STC12C5412AD實行控制。[0013]3.幅度控制電路
[0014]由于需要對輸出幅度實現(xiàn)控制，且要求的上限頻率較高，因此需要寬帶放大器，且增益可調(diào)。所以我們采用AD公司的AD8327數(shù)控增益放大器作為輸出幅度控制部分。AD8327是AD公司生產(chǎn)的電纜驅(qū)動放大器，是可以數(shù)字控制增益的寬帶放大器，3dB帶寬高達160MHz，輸出失真小，+5V供電，輸出電壓范圍為0V-+5V，滿足設(shè)計要求。
[0015]4.部分調(diào)制方式的軟件設(shè)計
[0016]由于核心芯片AD9856是基于DDS的數(shù)字正交上變頻芯片，能夠自身產(chǎn)生0_80MHz的兩路正交載波，然后再和經(jīng)過處理而送來的Ι/Q兩路信號進行正交調(diào)制，輸出的波形時域形式為:I X Cos (cot)+QX Sin (cot)或者 I X Cos (ω t)-QX Sin (ω t)，這里采用IXCos(?t)+QXSin(?t)的形式，根據(jù)常見調(diào)制方式的時域信號表達式，進行適當數(shù)學(xué)變化成為IXCos+QXSin的形式，分離出Ι/Q兩路信號的表達式。從而在單片機中將AD采樣而來的輸入信號經(jīng)過處理后，變成Ι/Q兩路信號的模式，就可以得到已調(diào)波了。
[0017]FM調(diào)制信號軟件設(shè)計:
[0018]FM 調(diào)制的時域表達式為:SFM(t) =A cos[coct+Kf f m( τ ) d τ ] 0 展開得:
[0019]Sfm (t) =A cos [Kf f m ( τ ) d τ ] X cos (ω ct) ~Α sin [Kf / m ( τ ) d τ ] X sin (ω ct)。
[0020]由上式得:Ι= A cos [Kf f m( τ )d τ ], Q = -A sin [Kf f m( τ ) d τ ],這樣,對 AD采樣的信號m(t)進行時域積分，然后再分別正弦和余弦化后，再送入AD9856就可得FM的波形。但是考慮到單片機進行積分和余弦等運算難度太大，這里改用另外一種調(diào)制方式，就是通過實時刷新AD9856的頻率字，實現(xiàn)調(diào)頻。因為調(diào)頻的目的就是建立起被調(diào)信號的幅度和載波頻率的關(guān)系，而AD9856提供速度高達IOMHz的串行口進行頻率寄存器的設(shè)定。因此，AD采樣后根據(jù)得到的m(t)的幅值信息，建立起幅度和頻率之間的簡單映射，然后再通過高速串行口更改頻率字，就可以實現(xiàn)FM的調(diào)制。根據(jù)奈奎斯特采樣定理，對信號的采樣頻率只要大于輸入信號頻率上限的2倍，就可以實現(xiàn)對信號的無失真處理。而輸入信號的頻率最大為20KHz，STC12C5412AD單片機的采樣頻率為ΙΙΟΚΗζ，達到頻率上限的5.5倍，因而這樣的調(diào)制不會導(dǎo)致信號的頻譜失真。這種情況下，AD9856工作在單頻模式。
【權(quán)利要求】
1.一種基于AD9856通信信號發(fā)生器的設(shè)計與實現(xiàn)方法，其主要組成部分包括:AD9856數(shù)字正交上變頻器、高速單片機STC12C5412AD、以及A/D采樣、按鍵掃描、液晶顯示和幅度控制等多種電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于AD9856通信信號發(fā)生器的設(shè)計與實現(xiàn)方法，其特征在于該信號源能夠采用AM、FM、ASK、FSK、BPSK等不同調(diào)制方式對信號進行調(diào)制。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于AD9856通信信號發(fā)生器的設(shè)計與實現(xiàn)方法，其特征在于其載波的頻率在IOkKHZ-1OMHZ能夠自由設(shè)定。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于AD9856通信信號發(fā)生器的設(shè)計與實現(xiàn)方法，其特征在于采用數(shù)控增益放大器AD8327對輸出信號幅度在1V-5V(Vpp)之間可調(diào)。
【文檔編號】H03C7/00GK103944516SQ201310023509
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2013年1月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月18日
【發(fā)明者】杜月林 申請人:杜月林