【摘要】：隨著現(xiàn)代電子技術(shù)的發(fā)展,示波器逐漸向更高頻段、更高精度的方向發(fā)展,而作為調(diào)試、測試和校準(zhǔn)示波器的工具,示波器校準(zhǔn)儀產(chǎn)生高精度、高頻段、高質(zhì)量的測試信號(hào)就越顯重要。本論文設(shè)計(jì)的高達(dá)3.2GHz正弦波信號(hào)調(diào)理通道,可滿足當(dāng)前大部分示波器校準(zhǔn)的需求。正弦波模擬通道板決定了示波器校準(zhǔn)儀輸出信號(hào)的許多參數(shù),如信號(hào)幅度、平坦度、諧波噪聲等;其如何完成對(duì)正弦波信號(hào)的調(diào)理功能并保證信號(hào)純度,是調(diào)理模塊的設(shè)計(jì)難點(diǎn)。本論文的研究的內(nèi)容主要包括:1、分析調(diào)理模塊設(shè)計(jì)指標(biāo),提出分段調(diào)理設(shè)計(jì)的總體方案。將信號(hào)頻段分為可自主產(chǎn)生信號(hào)的低頻段和由外部提供調(diào)理信號(hào)的高頻段,重點(diǎn)研究設(shè)計(jì)高頻段調(diào)理單元。2、低頻段信號(hào)產(chǎn)生及調(diào)理設(shè)計(jì)。研究了幾種信號(hào)合成技術(shù),使用直接頻率合成技術(shù)設(shè)計(jì)產(chǎn)生低頻正弦波信號(hào),將產(chǎn)生的低頻信號(hào)調(diào)理后按指標(biāo)要求輸出。3、高頻段信號(hào)調(diào)理的設(shè)計(jì)。針對(duì)指標(biāo)要求輸出信號(hào)的幅度精度和可控最小調(diào)理步進(jìn),設(shè)計(jì)了射頻信號(hào)連續(xù)精確可調(diào)的壓控衰減電路;針對(duì)信號(hào)輸出的幅度范圍,使用無源衰減芯片和功率放大芯片設(shè)計(jì)調(diào)理電路,完成功能的實(shí)現(xiàn)。4、使用高頻繼電器和放大/衰減電路實(shí)現(xiàn)輸入信號(hào)選擇放大/衰減電路或直通功能,分析在高頻電路中使用繼電器對(duì)調(diào)理通路中信號(hào)的相互干擾和信號(hào)傳輸頻率特性的影響等,并提出相對(duì)應(yīng)的改善措施。5、針對(duì)射頻信號(hào)傳輸常存在的損耗問題,研究和分析了高速PCB設(shè)計(jì)中信號(hào)的完整性設(shè)計(jì),優(yōu)化高頻段信號(hào)調(diào)理電路的布局布線。
【圖文】：

(t)就由相位φ(t)確定。Φ(t) = 2πft （3-2）由公式（3-2）可知，由相位值就可確定頻率 f。在時(shí)間間隔 TC內(nèi)，，相位增量Δφ 與頻率 f 的關(guān)系就可確定，如公式（3-3）。f = 2πTC（3-3）DDS 利用相位增量 與頻率 f 之間的關(guān)系進(jìn)行頻率合成，比如一個(gè)完整周期的正弦波，其相位改變可直觀的由一個(gè)相位圓表示，如圖 3-6 所示。相位圓上的一點(diǎn)對(duì)應(yīng)到正弦波的一個(gè)固定的幅度值上，如果將整個(gè)相位圓均分為 2N份，那每份就對(duì)應(yīng)著正弦波一個(gè)幅度，其中 N 為相位累加器存儲(chǔ)的位數(shù)，N 越大相位精度越高。本文以 N=4 為例，最低相位分辨率 min= = 2 2 。在頻率控制字的控制下，相位累加器每次給出不同的相位值，作為地址從波形存儲(chǔ)器中取出波形幅度值完成相位到幅值的變化。幅度值通過 DAC 轉(zhuǎn)變?yōu)閳D 3-6 右側(cè)所示的階梯狀正弦波信號(hào)，其變化的頻率為 DDS 的系統(tǒng)時(shí)鐘頻率，再將波形平滑處理就可以得到模擬波形信號(hào)[12]。

圖 3-7AD9910 原理框圖AD9910 的原理框圖如圖 3-7 所示，時(shí)鐘信號(hào)送入 PLL 鎖相環(huán)，控制系統(tǒng)端口的五根數(shù)據(jù)線和可編程寄存器的四根控制線，輸出波形從 DAC 的差口輸出。在 DDS 的電路設(shè)計(jì)中，重點(diǎn)針對(duì)信號(hào)線進(jìn)行設(shè)計(jì)，保證信號(hào)在中盡可能少的減少反射損耗，并和其他干擾源隔離，減少新噪聲的引入思路將在第五章的信號(hào)完整性設(shè)計(jì)中做詳細(xì)闡述。首先對(duì) AD9910 的信及相關(guān)參數(shù)設(shè)計(jì)，保證其阻抗匹配到 50Ω；針對(duì)其使用的電源和地分配再連接芯片的控制端，合理分配走線，不影響信號(hào)傳輸和電源供電。本設(shè)計(jì)采用 1.8V 和 3.3V 電源同時(shí)供電，并且兩種電源同時(shí)又分為模擬源。要保證 DDS 輸出信號(hào)的質(zhì)量，電源必須用四路單獨(dú)的電源進(jìn)行供電路使用 0.1μF 和 10μF 的濾波電容�？紤]到如果每一路電源獨(dú)立使用一個(gè)，則會(huì)增加電路的復(fù)雜程度和浪費(fèi)設(shè)計(jì)資源，故所有在接入電源端使用體磁珠隔離電源干擾，使模擬和數(shù)字電源相互隔離，充分利用電路中的。
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TM935.3

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