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《低噪声键控宽频信号源设计与实现》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、低噪声键控宽频信号源设计与实现董轲强，杨其华，张珂(中国计量学院质量与安全工程学院，杭州310018)摘要：设计了一种以直接数字频率合成(DDS)芯片AD9953为核心的键控宽频信号源，可输出()〜150MHz正弦波交流信号，幅值范围50mV〜50V可调，谐波失真小于3%。介绍了键控宽频信号源系统的结构组成，低通滤波器和阻抗匹配设计。信号源经实际测试，输出频率，输出幅值，谐波大小等各项技术指标均达到要求。关键词：宽频信号源；信号处理；低通滤波器；阻抗匹配中图分类号:TM93文献标识码：B文章编号：1(
2、)()1-1390(2016)08-0000-00DesignandrealizationoflownoisekeyingbroadbandsignalsourceDongKeqiang,YangQihua,ZhangKe(CollegeofQuality&SafetyEngineering,ChinaJilicmgUniversity.Hangzhou31001&China)Abstract:Akindofkeyingbroadbandsignalsourcebasedonthedirectdigi
3、talfrequencysynthesis(DDS)chipisdesignedinthispaper.Itcanoutputsinea.c.signalfrom0to100MHZ,theamplitudeadjustablerangeisfromlmVto50V,andtheharmonicdistortionislessthan4%.Thispaperintroducesthearchitectureofthekeyingbroadbandsignalsourcesystem,andthedesi
4、gnoflowpassfilterandimpedancematching.Varioustechnicalindexes,suchasoutputfrequency,outputamplitude,harmonic,areachievedbyactualtest.Keywords:broadbandsignalsource,signalprocessing,lowpassfilter,impedancematchingo.引言信号源是实验开发，工业生产等各个领域不可或缺的电子仪器。目前，常用的信号源
5、应用直接数字频率合成技术(DirectDigitalSynthesis)来实现信号发生，工作频率为0~80MHz,但随着电子产品工作频率的不断提升，80MHz的工作频率上限已不能满足使用需求。而市面上的射频合成信号发生器虽然能提供GHz以上带宽，但对于一般的科学实验和工业生产而言，成本动则上万，且在低频段存在信号不稳定，谐波失真等问题卩⑶。同时随着大规模集成电路技术的发展，DDS芯片也在不断更新换代，因此，本文设计了一种以直接数字频率合成(DDS)芯片AD9953为核心的键控宽频信号源，工作频率0〜1
6、50MHz,幅值范围50mV~50V，谐波失真小于3%,满足现代电子电路的调试需要，可作为未来实验室的基本配置。1.系统设计为满足实验测试中对信号源的不同需求，所设计信号源可输出频率，幅值可调的低噪兰正弦信号⑷。系统整体设计框图如图1所示。rflDDS芯片AD9953产生频率可变的正弦波信号，控制器控制其工作模式，输出频率和输出幅值。针对DDS小信号输入设置时，其输出端信号信噪比较低，外置低通滤波器来去除朵波和平滑波形，以提高信号信噪比⑸。詔虑到次级放大器模块中，单一放大器模块对于大功率信号在0-15
7、0MHz频带的信噪比不一。以传统模拟电路为例，采用分立器件的方法可实现大功率信号放大的目标，但在高于5MHz的频段内，信号信噪比低。对于高频放大器，同样存在无法完全覆盖低于5MHz低频段的问题。综合分析放人电路的各项方案与系统指标，最终采用分频选通放大方案：在低于5MHz的低频段，选用三极管的多级放大电路，在高于5MHz的频段，采用射频MOS管共射级放人的方法。通过高频继电器作为选通开关，针对DDS幅值变化对信号信噪比影响相对较大，为减少系统噪声，设计中DDS默认输出电压250mV,通过改变一级放大器
8、的增益来控制系统输出幅值。并利用控制器来加以控制。控制器输出图1系统整体设计框图Fig.lBlockdiagramoftheoverallsystemdesign2.AD9953芯片介绍AD9953最高工作时钟可达400MHz,内置一个14位DAC,其内部结构图如图2所示。可通过串口输入频率调谐字和控制字，最高可输出200MHz正弦波信号⑹。Fig.2InternalstructureofAD9953图2中AD9953内置1024X32静态RAM,可存储
