毕业设计（论文）15～50MHZ高精度高频信号源.doc

毕 业 设 计 论 文题 目 15～50MHZ高精度高频信号源 （院）系 电气与信息工程系 专业 应用电子技术 班级 0211 学号 0201241125 学生姓名 导师姓名 完成日期 2005-6-16 湖南工程学院毕业设计（论文）任务书 设计（论文）题目： 15~50MHZ高精度高频信号源 姓名 陆成军 系别 电气与信息工程系专业 应用电子技术 班级 0211 学号 0201241125 指导老师 浣喜明 教研室主任 刘望军 一、 基本任务及要求： 设计高频信号源，使之满足下列技术指标： 1、输出正弦波频率范围100HZ—40MHZ； 2、输出峰峰值稳定在范围内； 3、实时显示正弦波电压峰峰值； 4、实时频率步进及显示；5、输出波形无明显失真、频率稳定度高、输出功率大于20mW；6、平均效率可达75%以上。

在规定时间内，完成以下工作： 整体方案的确定； 主电路设计、元器件选择；软件设计； 装置工艺设计：画出布置图和电气接线图； 装置调试与实验：写出调试和实验报告 提交设计说明书和图纸 二、 进度安排及完成时间： （1）第8周至第9周：查阅资料、撰写文献综述和开题报告； （2）第10周：总体方案的确定； （3）第11周至第15周：主电路设计与元器件的选择；软件设计； （4）第16周：装置工艺设计； （5）第17周至第18周：撰写设计说明书 （6）第19周：毕业设计答辩 前言 随着现代电子技术的发展，要求信号的频率越来越准确与稳定，一般振荡器己不能满足要求，于是高准确度和高稳定度的晶体振荡器得到广泛应用，但晶振的频率是单一的或只能在一个极小的范围内微调，而在通信、雷达、宇航、仪表、电视广播、遥控遥测和电子测量仪器等应用领域，往往需要在一个频率范围内提供一系列高准确度和高稳定度的频率信号，这就需要应用频率合成技术。

频率源被喻为现代电子系统的“心脏”它是当今通信、电子测量仪表、雷达等电子系统实现高性能指标的关键部分可以说，现代电子设备和系统的功能实现都直接依赖于所用频率源的性能频率源的性能是伴随着频率合成技术的进步而发展的从早期的直接式频率合成技术（DS），到第二代锁相环频率合成技术（PLL）直到目前较先进的直接数字式频率合成技术（DDS），经历了三个发展阶段DS方式相位噪声小，但体积和功耗大，不易小型化；PLL方式杂散小，易集成，但存在高分频和快转换速度之间的矛盾，相位噪声高，一般只适用于较大步进的频率合成器；DDS方式较之以前的频率合成技术，具有频率转换时间极短、频率分辨率极高、输出相位连续、相位噪声低、可编程、全数字化、易于集成等突出优点因此，目前DDS技术得到越来越广泛的应用，成为现代电子系统及设备中频率源的首选对其进行研究具有重大的理论和实践意义与传统信号源设计方法相比，DDS信号源具有许多显而易见的优点，它克服了与DS和PLL技术有关的几乎所有的问题能够精确的设定输出频率，提高了频率分辨率，可达到1vHz具有更高的稳定度，相位噪声低，变频相位连续，可实现理想的正交输出，系统参数和输出频率不随着时间改变。

同时可以方便的与计算机实现控制接口，通过软件和硬件对系统进行各种的补偿因此它是当前用的最广泛的性能较好的信号源由于DDS的全数字结构，也带来了一些缺点，如输出信号的带宽仅是时钟信号的一部分，同时输出信号中会夹杂部分寄生频率，因此需要使用特殊的技术来减小寄生效应例如ROM压缩，DDS-PLI混合或随机化具有高时钟频率、低相位噪声、低杂散、低成本、低功耗的高性能DDS产品一直是各个厂商追求的目标目前生产DDS芯片的厂商主要有:美国的AnalogDevices公司，TI公司，荷兰的Philips公司等，其中Analog Devices公司的产品性价比很好例如，它推出的DDS芯片AD9852，时钟频率达300MHz，具有相位调制、频率调制、幅度调制和输出占空比可调的方波信号等等功能由于DDS具有如此多的优点，因此己成为雷达、通信、电子等系统中信号源的首选，性调频、扩频和跳频系统、数字广播和高清晰度电视等领域中得到了广泛应用，已逐步成为高性能信号发生器的核心部件本论文简要介绍了几种目前常用的频率合成方法,着重阐述了DDS的工作原理、性能及其应用详细给出了采用AD9851研制一个高精度直接数字式频率源的工程实现方法。

目 录摘 要 ⅠAbstract Ⅱ第1章 频率合成技术概述 11.1 频率合成技术的概念及主要技术指标 11.2 频率合成技术的发展 11.3 各种不同频率合成技术的性能方式 21.4 DDS技术的发展趋势 3第2章 DDS技术的基本原理 52.1 DDS的基本工作原理 52.1.1 DDS的原理 52.1.2 DDS的构成 62.1.3 DDS的特点 72.2 DDS特性分析 92.3 DDS芯片AD9851 11第3章 系统总体设计 153.1技术指标 153.2 总体方案 153.3 单片机的选型及液晶显示模块的选择 15第4章 硬件电路的设计与实现 174.1 DDS波形产生电路设计 174.2 单片机控制电路设计 174.3 低通滤波器设计 184.4 功率放大电路设计 194.5 峰值检测电路设计 214.6 LCD与单片机的连接 224.7 电源电路的设计 24第5章 软件的设计与实现 265.1 软件设计思想 265.2 软件基本结构 265.3 数据据处理程序 275.4 监控程序 285.4.1 键盘扫描程序 285.4.2 键盘解释程序 305.5 DDS（AD9851）的启动和数据传输 315.6 显示子程序 34第6章 系统总体调试 386.1 调试的方法 386.2 硬件静态调试 386.3 软件调试 39小结与致谢 40参考文献 41附录 总体电路图 42高精度高频信号源摘要：频率合成信号发生器是科研、教学试验及各种电子测量技术中很重要的一种信号源。

随着科学技术的发展，各种高精度测量对信号源的频率稳定度、准确度及分辨率的要求也越来越高直接数字频率合成(简称DDS)是一种以固定的精确时钟源为基准，利用数字处理模块产生频率和相位均可调的输出信号的技术随着超大规模集成电路和微电子技术的发展，现代高性能、高集成度和小体积的DDS产品正快速取代传统的模拟信号频率合成技术，成为了这类问题新的解决方案 本论文简要介绍了几种目前常用的频率合成方法,着重阐述了DDS的工作原理、性能及其应用同时对其相位噪声和杂散信号进行了分析，主要讨论了DDS的相位截断误差和幅度量化杂散详细给出了采用AD9851研制一个高精度直接数字式频率源的工程实现方法 实验表明，DDS信号发生器工作稳定，易于实现，输出频率分辨率高，可以满足人们不断提高的要求关键词：信号源 直接数字频率合成 AD9851 单片机High-accuracyhigh-frequency signal sourceAbstract ：Signal generator of synthesizing frequency is an important source in the field of scientific research, teaching experiment and electronic measurement. With the development of science and technology, the stability, precision and resolution of source are required more and more highly in every field of high precision measurement. Direct digital synthesis (DD。