基于ML2035低頻正弦信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)

　　1 引 言

　　正弦信號(hào)發(fā)生器是一種廣泛應(yīng)用的信號(hào)源，對(duì)它的要求也隨著技術(shù)的發(fā)展越來越高。傳統(tǒng)的正弦信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生電路一般采用模擬電路來實(shí)現(xiàn)，低頻輸出的頻率的穩(wěn)定度和精度等指標(biāo)都不高。為了要獲得高穩(wěn)定度的信號(hào)源，往往要采用鎖相環(huán)來實(shí)現(xiàn)，但電路復(fù)雜且體積龐大。

　　隨著電路系統(tǒng)的數(shù)字化發(fā)展，直接數(shù)字頻率合成（ Direct Digital Synthesizer， DDS） 作為一種波形產(chǎn)生方法，得到了廣泛的應(yīng)用。DDS 技術(shù)具有產(chǎn)生頻率快速轉(zhuǎn)換、分辨率高、相位可控的信號(hào)。這在電子測(cè)量、雷達(dá)系統(tǒng)、調(diào)頻通信等領(lǐng)域具有十分重要的作用。若選用通常的DDS 芯片來實(shí)現(xiàn)低頻正弦信號(hào)發(fā)生器，往往需要外部微處理器，電路較為復(fù)雜。而ML2035可以不需要其他的外圍器件。

　　2 ML2035 的工作原理

　　ML2035 原理框圖如圖1 所示。其內(nèi)部主要由串行輸入接口、相位累加器、正弦波發(fā)生器和晶體振蕩器4 大部分組成。串行輸入接口電路負(fù)責(zé)將用戶輸入的16 位串行頻率控制字轉(zhuǎn)化為并行數(shù)據(jù)， 并傳送給相位累加器，控制相位生成的速度；然后，相位累加器把21 位累加和的高9 位作為有效數(shù)據(jù)傳送給正弦波發(fā)生器；正弦波發(fā)生器把這9 位數(shù)據(jù)的最高位作為符號(hào)位，次最高位作為象限位，低7 位作為正弦搜索表的查表地址，以生成4 象限的波形樣值數(shù)據(jù)；最后，波形數(shù)據(jù)傳送到一個(gè)8 位的數(shù)模轉(zhuǎn)換器， 形成正弦脈沖波，經(jīng)過一個(gè)低通濾波器平滑波形后輸出。下面分別介紹這4 部分的組成和原理。

　　圖1 M L2035 的原理框圖

　　2. 1 相位累加器

　　相位累加器如圖2 所示，它是DDS 的核心部件，由加法器和相位鎖存器構(gòu)成。每來一個(gè)時(shí)鐘脈沖， 相位寄存器的輸出就增加一個(gè)步長的相位增量值，加法器將頻率控制數(shù)據(jù)與累加寄存器輸出的累加相位數(shù)據(jù)相加，把相加結(jié)果送至累加寄存器的數(shù)據(jù)輸入端。相位累加器進(jìn)入線性相位累加， 至滿量程時(shí)產(chǎn)生一次計(jì)數(shù)溢出，這個(gè)溢出頻率即為DDS 的輸出頻率。加法器A 組的低16 位（ A15 ~ A0 ） 接串行輸入接口電路的16 位鎖存器輸出，高5 位（ A20 ~ A16 ） 全部接地。B 組（ B20 ~ B0 ） 作為后端鎖存器的反饋輸入。

　　圖2 相位累加器