基于FPGA与DDS技术的通用调制平台的研究

本文基于DDS专用芯片AD9853研究和设计了一种由FPGA控制的,可提供FSK/QPSK/DQPSK/16QAM/16DQAM五种调制方式,输出频率在5～65MHz范围内功率可调的通用调制平台,并具有液晶显示与键盘输入功能.此平台不仅可以保证信号的质量和灵活地调制方式,而且可以方便地进行系统功能的扩展和网络连接,广泛应用于多种通信领域.     

基于DDS的多调制功能正弦信号发生器

为了研究一种基于直接数字频率合成技术（DDS）的正弦信号发生器,以89S52和现场可编程门阵列（FPGA）为控制核心,DDS专用芯片AD9851为正弦信号模块,并设计实现AM、FM及二进制键控（PSK、ASK）等多调制信号功能。结果表明：实现了频率范围1Hz-30MHz正弦信号的无失真输出;通过以AD811和推挽电路为基础的后级功放,正弦信号的输出幅度在50Q负载上达到Vopp=20V;多调制信号输出稳定。     

基于DDS芯片AD9852的正弦信号发生器及其在通信中的应用

本文所设计的正弦信号发生器主要由DDS 波形产生模块、单片机控制模块、键盘输入模块和数码管显示模块组成.用户可通过键盘输入所需数据,利用AT89C51单片机对输入的数据进行处理,执行相应的控制指令,还可对直接数字频率合成(DDS)芯片AD9852进行编程,不仅可以产生1 kHz～10 MHz的单频正弦波(经示波器观察无明显失真),同时还可以利用单片机进行控制,根据要求产生模拟幅度调制(AM)信号、模拟频率调制(FM)信号、二进制相移键控(BPSK)信号、二进制幅移键控(BASK)信号等.为方便输入和控制,显示模块实时显示键盘输入数据和系统状态.经测试,DDS输出信号的峰峰值最大可达1.02 V.     

基于FPGA的激光雪深测量系统的设计

介绍了以Altera公司RISC结构的NiosII软核处理器作为系统的处理器,以FPGA芯片作为硬件平台,实现了激光雪深测量系统的设计,分别设计完成直接数字频率合成器DDS激光调制信号源、信号处理、人机交互界面等功能模块。DDS采用数字合成技术,其在精度、灵活度以及可靠性方面都大大超过了模拟信号发生器,用FPGA芯片作为DDS的载体,具有性价比高、设计灵活等优点。信号处理模块采用基于FPGA的高频脉冲填充数字鉴相技术,该技术取代了传统的鉴相方式,既简化了硬件电路又提高了鉴相精度。     

连续波泥浆脉冲模拟信号发生器的设计与实现

信号频移、相移键控调制技术广泛地应用于连续波泥浆脉冲传输系统中,成为高速有效实现井下数据上传的重要技术手段。介绍了二进制频移键控和连续相位相移键控波形与代表码元的对应关系,给出了连续相位相移键控波形中不同相位波的产生方式以及调整波的频率特征,设计并实现了一种控制软件与基于微处理器和DDS波形发生芯片为核心单元的硬件电路相结合的频移、相移键控信号发生器,为后续的连续波泥浆脉冲数据传输系统的信号解调方法研究提供可靠的输入信号。该发生器设置灵活、扩展性强、频率精度高、电路结构简便,能方便快捷地产生任意所需的键控正弦波形。     

基于直接数字频率合成技术的数字调制实现

通过对直接数字合成技术DDS工作原理的分析，结合具体的DDS芯片AD9850，详细介绍了包括FM，FSK，PSK等多种数字调制方法的实现。结果表明，数字调制具有分辨率高、全数字化可编程、相位噪声低等特点。利用多路选择器连接调制信号和载波信号，可以实现多种调制信号的任意切换。     

基于FPGA/MCU多功能信号发生器的设计与实现

针对采用直接数字式频率合成(DDS)芯片无法直接产生多种信号波形的情况,提出基于现场可编程门阵列(FPGA)和高速微处理器(MCU)构建DDS技术,实现多功能高精度信号发生器的设计方案.发生器主要由基于FPGA的DDS电路、MCU控制、DAC、增益可控放大器(VGA)、功率放大(PA)、低通滤波器(LPF)、人机接口、系统时钟及电源等电路组成.MCU选用C8051F020芯片,它主要负责与外界的接口及系统控制.多功能信号发生器软件设计采用QuartusⅡ和Keilμv3开发软件,用VHDL和C语言编程实现,给出了系统软件主控流程图.所设计的多功能信号发生器可产生正弦波、方波和三角波,测试表明各项参数性能优于技术指标.     

基于DDS的复杂信号模拟设计

随着通信技术的不断发展,信号复杂程度越来越高.本文借助软件无线电的思想,以现场可编程逻辑门阵列(FPGA)和直接数字频率合成(DDS)为中心,构成通用的硬件平台,通过更换软件的方法模拟各种复杂信号.采用该方案可实现信号模拟,且电路简单易于实现.最后,本文提供了脉冲压缩雷达(PCR)信号模拟的硬件设计.实际测试结果表明,本文给出的设计方法合理有效,有较高的实用价值.     

超声电机高精度扫描驱动控制器信号源设计

针对某微波探测载荷超声电机高精度扫描驱动控制的需求,采用直接数字合成(DDS)技术,由通用DDS集成芯片、数模转换器和比较器等构成信号源电路,设计出频率、占空比连续可调、相位连续变化并可分档设置的超声电机驱动PWM控制信号。实验结果表明,该信号源电路不仅可以有效地提高超声电机调频调速时的频率分辨率,而且可以增加超声电机的速度可控性,从而提高超声电机用于扫描驱动的转速控制精度和扫描周期稳定度。     

基于DDS的中功率低频信号源的设计

介绍了一种新型的中功率低频（〈100Hz）信号源的设计过程,该信号源利用DDS模块作为系统基准信号的发生源,具有精度高,体积小操作方便等诸多特点。中间电路采用可控增益放大器芯片作为信号调理及处理模块,可提高信号整体的稳定性。后级电路采用变压器电路,可以有效放大信号源输出电压,满足各种应用要求。     

可调谐半导体激光吸收光谱甲烷浓度监测系统

以中心波长为1 650 nm的激光光源作为探测光源,并结合波长调制光谱以及谐波探测技术,设计了一套基于TDLAS(可调谐二极管激光吸收光谱)技术的CH4气体浓度探测系统.结合长光程测量池,以浓度为99.999%的高纯N2为背景气体,对8种浓度的CH4气体进行了测量,利用配置的101×10-6 CH4气体对系统进行了稳定...     

半导体激光器温度控制电路设计及实验研究

DFB可调谐二极管激光器是激光光谱测量系统中的最主要部件之一,它的输出波长与辐射功率的稳定性决定测量系统的稳定性.影响DFB可调谐二极管激光器输出波长和输出功率的因素主要为激光器的注入电流和工作温度,而工作温度对输出特性的影响更大.设计了激光器温度控制电路,并实验分析了PI参数对温度控制稳定性的影响以及温度控制的短期稳定性;将设计电路应用在DFB可调谐二极管激光器上进行激光器输出波长与输出功率的长期监测,得到激光器输出波长的标准偏差为0.2×10-6,输出功率的标准偏差为0.02 mW.     

相位式激光测宽仪的设计和实现

自60年代初期激光的出现,激光测距取代了传统的测距方法成为测距系统的主流.本文所设计的激光测宽仪实际上是在激光测距的基础上实现双向测量,是激光测距的一个应用,旨在设计一套体形轻巧、性价比高、测距精度较高的双向测距系统,所采用的是相位法,即对半导体激光器直接调制使激光连续发射,通过测量往返信号之间的相位差实现距离的测量.文中采用了直接数字频率合成技术(DDS),保证了主振和本振频率的准确性也避免了传统测距系统中正弦发生信号所出现的频率漂移和相位抖动等问题,实验结果比较理想.     

半导体激光二极管的电流调制与驱动

为了提高基于可调谐半导体激光吸收光谱技术(TDLAS)的气体检测系统的精度,通常选用可电流调谐的分布反馈激光器(DFB LD)作为光源,以保证输出中心波长与被测气体吸收峰的高度匹配。结合朗伯—比尔定律与气体吸收谱线理论确定合适的吸收谱线与吸收范围。以FPGA为主控芯片,搭建有稳定电流设计的硬件驱动电路,产生叠加于直流的正弦调制信号与三角波扫描信号。实验结果表明：此方法可以锁定激光器中心波长,使之稳定地与气体吸收峰相匹配,电流稳定度为2×10_-2。改变驱动电流进而改变激光器中心波长,该方法亦可以用于CH₄,NO₂等气体的检测。     

多谱线TDLAS测温中谱线选择的实验研究

采用可调谐半导体激光吸收光谱技术,利用两条谱线可以测量激光路径上的平均温度。在利用多条谱线测量激光路径的平均温度时,测量的精确度主要受制于测量信号的离散程度以及谱线低能级能量的分散程度。利用中心波长为1392.5 nm(7181.32 cm~(-1))的激光器快速扫描4条H_2O的波数为7182.950、7182.209、7181.156、7179.752 cm~(-1)的吸收谱线,研究了不同的谱线组合方式对激光路径平均温度测量精密度的影响。实验结果表明,进行谱线选取时,通过依次去掉一条谱线并计算其余谱线测量标准偏差的结果,能够快速反映出被去掉谱线对温度测量精确度的权重。通过谱线选择,测量得到的路径上平均温度的标准偏差小于20 K。     

小型频标与频率稳定度测量系统

在理解铷原子频标及时测量系统基本原理的前提下,提出了一种改进型的铷原子频标及频率测量系统,对该系统的设计方案进行了深入的剖析和讲解。分析各部件对系统频率稳定度的影响,设计出高精度的恒温控制压控石英振荡器、DDS频率源、调相电路、晶体管及阶跃二极管倍频电路、伺服电路等,优化电路设计和参数选择,实现优势组合与互补的铷原子频标系统。利用铷原子频标输出的标准频率信号作为测量系统的标准频率输入,引入DDS实现差拍法和多模式频差倍增法[1]相结合的方法,实现高精度的可测量各种频率的频率稳定度测量系统。     

一种脉冲-相位式激光测距仪的设计

激光测距仪原理简单,集成化和小型化都比较好。本文设计了一种脉冲-相位式激光测距仪,综合利用了脉冲式测距范围大和相位式测距精度高的优点。利用直接数字频率合成（DDS）信号发生技术产生高稳定低漂移的测量信号,通过脉冲计数对距离实现粗测,利用数字信号处理器件（DSP）TMS320C6727B进行数字鉴相实现对距离的精测,保证了测距精度和测距可靠性,测量距离200m时测距精度达到厘米级别。     

基于DDS与MCU的电参数测量系统设计

提供了一种采用可编程DDS芯片和MCU实现自动测量RLC参数的测量系统.系统以C8051F120 MCU为控制核心,通过DDS模块产生测试用正弦波,利用电抗元件串联分压原理,实现对电阻、电容、电感的精确测量.系统以液晶屏显示测量结果,并可根据需要打印测量的结果.测量系统结构简单,并进行了抗干扰设计,具有较好的抗干扰能力...     

光纤直流电流传感器中的V/F转换电路

为了提高供能激光器的寿命和可靠性,降低高压侧信号调制电路的功耗。在介绍用于高压直流输电线路中测量直流电流的光供电式光纤电流传感器的基本原理后,利用CMOS器件的超宽工作电压范围、超低工作电流和窄脉冲的特性,采用集成电路和分立元件(改进型电荷平衡式V/F转换器)设计了含温度补偿电路的低成本超低功耗V/F转换电路,该电路经测试,该电路的功耗<0.7mW,线性度约为0.05%。该V/F转换电路已成功应用在光供电式光纤电流传感器的高压侧调制电路中。