基于CPLD的DDS正交信号源的设计

2．3 后级处理模块
采用二阶巴特沃兹低通滤波器。巴特沃兹低通滤波器的幅度函数是单调下降的，由于n阶低通巴特沃兹低通滤波器的前(2n-1)阶导数在ω=0处为零，所以巴特沃兹低通滤波器也称最大平坦幅度滤波器。由于该设计要求滤除的频率分量主要为由D／A转换器产生的高频分量，与系统所要求保留的频率相差很远，所以滤波器在通频带内的平坦程度比其衰减陡度更为重要，而且巴特沃兹低通滤波器所要的元件值合乎实际情况，不像其他滤波器要求元件值那么苛刻。

3 硬件电路系统设计
3．1 总体设计思路
整个系统以CPLD(EPM7128)、AT89S51、AT28C64(EEP-ROM)为核心。CPLD通过相位累加产生读取ROM的地址。以单片机为系统控制的核心，主要功能：给CPLD送频率控制字，即相位累加器的累加值，以此控制频率；给D／A转换器送幅度控制字D，控制波形幅度；处理红外遥控键盘；送数据给液晶LCD。EEPROM存储已固化好波形的数据。
3．2 CPLD模块
该模块通过一个4引脚的工业标准JTAG接口在系统编程(ISP)，并且在编程过程中仅需5．0 V单电压供电。编程过程中，I／O引脚处于三态并被上拉，以消除板上冲突。上拉阻值为1 kΩ。因为该器件是在线编程的，为了便于调试，所以把下载口直接做在电路板上。考虑到电源为自制的稳压电源，CPLD受电源纹波干扰影响较大，所以在每个器件旁都加有去耦电容。
3．3 D／A转换及幅度控制
D／A转换采用TI公司的TLC7524，该器件转换速度可达10 M，幅度控制D／A转换采用MAX518，该器件是I2C总线的双D／A转换器，只需很少的端口线就可实现两路幅度的控制，大大节省单片机的端口。图3给出D／A转换电路。

3．4 后级处理模块
低通滤波器对阶梯正弦波进行傅里叶分析。其中若一周期采样点数为N，则其高次谐波能量主要集中在输出频率的(N±1)倍频上，其幅值为基频的 1／(N±1)。低通滤波可以平滑其台阶。另外还需滤除由DAC0832和TCL7524产生的1MHz和10 MHz的高频分量。因此根据设计的要求(输出最大频率为250 kHz，为了保证250 kHz频带内输出幅度平坦，又要尽可能抑制谐波和高频分量，综合考虑选用宽带运放LF351，用EWB仿真表明：截止频率为1 MHz～250 kHz以内幅度平坦。为了保证稳幅输出，选用AD817。该器件是一种低功耗、高速、宽带运算放大器，具有很强的大电流驱动能力。实际电路测量表明：当负载为100 Ω，输出峰-峰值为10 V时，其带宽大于500 kHz，幅度变化小于±1％。