4。2。2 串口调试 17

4。2。3 ARM 控制 DDS 产生正弦信号调试 18

结 论 22

致 谢 23

参 考 文 献 24

1。引言

1。1 课题背景

近代法国数学家傅里叶发现，所有函数都可以表示为若干个相位幅度频率不同的正弦函 数的相加，基于此人们认识到所有的信号波形都可以表示为若干个频率、相位、幅度不同的 正弦信号的累加，这种颇有创意的表示方式自从上世界被投入应用之后，在不到一个世纪的 时间里已经完全改变了人们生活学习和交流方式。例如在广播通讯和雷达通讯中，通过调制 不同频率、不同相位或不同幅度的频率的信号可以实现对各种信息的编码和解码以达到交流 通讯的目的。

因此得到不同频率、相位、幅度的信号作为基准信号源显得尤为重要。传统的信号源采 用 LC 振荡器，可以产生少数几种波形，但 LC 振荡器自动可调节性差，更换频率较为不便， 同时仪器体积大，不符合日益小型化的工业生产要求。LC 振荡器虽然可以在一定频率范围内 进行微调，但其频率稳定性和精准度都很难达到很高的标准。因此，目前在实际生产中一般 都采用频率合成技术[1]。

频率合成技术主要有 PLL 锁相环合成和直接数字频率合成(DDS)技术。PLL 频率合成技 术结构简单，频谱纯净度高，但要获得高分辨率所需时间较长，通常用于精准度要求较低的 大步进频率合成技术中。直接数字频率合成技术设计的信号源可工作于调制状态：不仅能输 出各种波形，还能对输出电平进行调制，具备频率分辨率高、转变速度快、输出相位连续、 可编程和全数字化、便于集成等优点而被广泛使用在通讯和电子测量系统中。本文使用 ARM 芯片 LPC2138 控制 DDS 芯片 AD9859，同时外接低通滤波器设计一款数字化可编程高精度的 信号发生器[2]。

1。2 设计整体结构

系统的整体结构如图 1-1 所示，主要包括外部设备串口输入、ARM 芯片 LPC2138、DDS 芯片 AD9859、数字控制可变增益放大器 AD8370、带通滤波电路 BPF 以及芯片 AD8132 构成 功放电路和芯片 KK81 构成的变压电路。

图 1-1 系统结构框图

图 1-1 可以看出，嵌入式处理器 LPC2138 负责控制整个系统工作，通过接受外部串口发 送的指令，向 DDS 芯片 AD9859 发送控制字，调节频率和相位，同时根据外部串口要求向芯 片 AD8370 发送增益控制指令，从而控制从 AD9859 中产生的信号幅度。差分信号从 AD8370 接出后经过一对低通滤波电路滤波，去除高频部分噪声。信号再接入功率放大器 AD8132 中 进一步放大,最后再经一带低滤波电路去除噪声后，接入变压器 KK81，以增加输出信号的带 负载能力[3]。

系统整体功能的关键是由 LPC2138 发送正确的控制字来控制 AD9859 和 AD8370 以产生 不同频率、不同幅度的正弦波信号，而滤波电路、功放电路以及变压电路是用来更好的调节 波形，增加信号源的带负载能力以增强其实用性所搭建。

1。3 设计整体工作

设计前期，在学习 ARM 和 DDS 芯片的基础上，设计了 ARM 控制 DDS 芯片的硬件电路, 经过制版，得到所需电路的 PCB 电路板。设计中期，经过焊接完成了硬件电路的搭建。设计 后期，经过软件和硬件调试，电路得以正常工作，实现了使用 ARM 芯片控制 DDS 产生特定 频率的正弦波的设计要求。