STM32雙路信號源及配置平臺電路設(shè)計(jì)

　　隨著在雷達(dá)探測、儀表測量、化學(xué)分析等領(lǐng)域研究的不斷深入，不僅要求定性的完成目標(biāo)檢測，更加需要往高精度、高分辨率成像的方向發(fā)展。一方面，產(chǎn)生頻率、幅度靈活可控，尤其是低相位噪聲、低雜散的頻率源對許多儀器設(shè)備起著關(guān)鍵作用。另一方面，電子元器件實(shí)際性能參數(shù)并非理想以及來存在自外部內(nèi)部的干擾，大量的誤差因素會嚴(yán)重影響系統(tǒng)的準(zhǔn)確性。雙路參數(shù)可調(diào)的信號源可有效地對系統(tǒng)誤差、信號通道間不平衡進(jìn)行較調(diào)，并且可以產(chǎn)生嚴(yán)格正交或相關(guān)的信號，這在弱信號檢測中發(fā)揮重要作用。為此本文采用雙通道DDS方法，以STM32為控制器，完成了一種高分辨率靈活可調(diào)的雙路信號源電路設(shè)計(jì)。

　　最終設(shè)計(jì)出的濾波器結(jié)構(gòu)參數(shù)及仿真結(jié)果如圖7所示。

　　圖7 7階橢圓低通濾波器結(jié)構(gòu)及參數(shù)

　　信號源輸出電路

　　由于AD9958頻率輸出是一個電流型輸出，等效模型為內(nèi)阻為100KΩ的電流源。DAC輸出電流的滿量程值由外部電阻RSET決定，而需要設(shè)計(jì)的信號源是電壓型輸出并能提供一定的輸出驅(qū)動能力，所以需要對ADC輸出進(jìn)行轉(zhuǎn)換，并在濾波器后插入緩沖放大器。若采用中心抽頭變壓器進(jìn)行電流電壓變換，在低頻時會造成插入損耗過大，固直接通過終端電阻來轉(zhuǎn)換。輸出驅(qū)動放大器采用高速放大器ADA4891-2。

　　ADA4891是一款CMOS、高速、高性能、低成本放大器，具有單電源供電，輸入電壓范圍可擴(kuò)展至負(fù)電源軌300mV以下，軌到軌輸出級使輸出擺幅可以達(dá)到各供電軌50mV以內(nèi)，以提供最大的動態(tài)范圍，線性輸出電流150mA（-50dBc時），-3dB帶寬為240MHz，功耗僅為 4.4mA。最終設(shè)計(jì)的輸出電路如圖8所示。

　　圖8 AD9958輸出轉(zhuǎn)換及驅(qū)動電路

　　結(jié)果表明信號源輸出特性良好，還具有集成的高、功耗低、配置靈活等優(yōu)點(diǎn)。為了滿足不同應(yīng)用的需求，可調(diào)整濾波器參數(shù)或?qū)V波輸出直接引出。由于采用了外設(shè)豐富的STM32控制器，使系統(tǒng)具有良好擴(kuò)展性。該信號源可應(yīng)用于嵌入式儀表測量、相關(guān)弱信號檢測等領(lǐng)域，也可作為激勵源為電路調(diào)試帶來極大方便。