基于STM32的雙路信號源及配置平臺設(shè)計(jì)

　　圖中PPT表示相位截?cái)嚯s散，DAC Images表示輸出鏡像頻率造成的雜散，DH2、DH3分別是二、三次諧波引起雜散，可見雜散分量主要由鏡像頻率分量引起。雜散數(shù)據(jù)表如表1所示。

　　從數(shù)據(jù)表中可知相位截?cái)?PPT)雜散為(-70.017dBc)，可以忽略。在DAC輸出插入低通濾波器后，AD9958輸出會(huì)明顯改善，輸出譜及波形如圖6所示。

　　圖6 濾波后輸出頻譜及時(shí)域波形

　　根據(jù)AD9958性能參數(shù)，所需設(shè)計(jì)的低通濾波器指標(biāo)如下：

　　類型：橢圓LC濾波器

　　通帶截止頻率：fc=200MHz

　　通帶紋波：ε=0.3

　　阻帶及衰減fs=230MHz，50dB

　　輸入輸出匹配阻抗：100Ω

　　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(a)、(b)所示。

　　圖7(a) 7階橢圓低通濾波器結(jié)構(gòu)及參數(shù)

　　圖7(b) 7階橢圓低通濾波器幅頻響應(yīng)

　　2.2 信號源輸出電路

　　由于AD9958頻率輸出是一個(gè)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，計(jì)算公式如下：

　　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(dòng)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(shí)會(huì)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(dòng)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(dòng)態(tài)范圍，線性輸出電流150mA(-50dBc時(shí))，-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(dòng)電路

　　3 配置平臺設(shè)計(jì)

　　配置平臺主要由控制器和上位機(jī)軟件構(gòu)建，二者之間通過配置接口實(shí)現(xiàn)命令數(shù)據(jù)交互，完成 DDS的配置、控制，參數(shù)讀取?？刂破鬟x用STM32F107，上位機(jī)軟件以VC6.0為平臺來設(shè)計(jì)，通過串口控件MSComm實(shí)現(xiàn)通信。 STM32F107是以Cortex-M3為內(nèi)核的一款32位處理器，采用該器件主要是基于以下幾點(diǎn)原因：

　　1)接口豐富，帶USART，SPI(SCK時(shí)鐘可達(dá)36MHz，單線雙線模式)。

　　2)含內(nèi)部FLASH，可以將配置數(shù)據(jù)保存，無需外加非易失存儲(chǔ)器。

　　3)性能優(yōu)異，功耗低。