基于AD9833的交流标准源设计
AD9833_cn
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AD9833
02704-001
FSYNC
SCLK
SDATA
图1.
Rev. E Document Feedback
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应用
频率激励/波形发生 液体和气流测量 传感器应用：接近度、运动和缺陷检测 线路损耗/衰减 测试与医疗设备 扫描/时钟发生器 时域反射(TDR)应用
基于AD9833的信号发生器的设计与实现精编版
基于AD9833的信号发生器的设计与实现精编版AD9833是一款历史悠久的信号发生器芯片，广泛应用于科研领域和电子实验中。
本文将详细介绍基于AD9833的信号发生器的设计与实现，并提供精编版的实现方案。
首先，我们需要明确信号发生器的基本功能。
一个典型的信号发生器需要具备以下几个方面的功能：信号波形的选择，频率范围的调节，输出电平的控制以及输出阻抗的匹配等。
根据这些功能需求，我们可以基于AD9833进行设计。
AD9833芯片本身是通过SPI接口与控制器连接的，因此我们首先需要搭建SPI通信的硬件和软件支持。
对于硬件来说，我们需要配置好控制器和AD9833之间的接线，并确保电源和地线的连接可靠。
对于软件来说，我们需要编写相应的控制代码，以实现与AD9833的数据传输和控制。
在完成SPI通信支持之后，我们可以开始实现信号发生器的具体功能。
首先是信号波形的选择。
AD9833支持多种波形的生成，包括正弦波、方波和三角波等。
通过发送相应的控制指令和参数，可以选择所需的波形。
接下来是频率范围的调节。
AD9833的输出频率范围可以通过内部参考时钟和外部时钟源进行调节。
我们可以通过修改寄存器的数值来实现对于频率的调整。
同时，还可以通过控制时钟源的频率来进一步扩展频率范围。
然后是输出电平的控制。
AD9833芯片支持输出电平的调节，可通过外部电阻进行控制。
我们可以根据所需的输出电平范围，选择合适的电阻值，并进行正确连接。
这样就可以实现对输出电平的调节。
最后是输出阻抗的匹配。
在信号发生器中，输出阻抗的匹配至关重要。
AD9833的输出阻抗为200欧姆，可与大多数电子设备匹配。
但如果需要与特定设备进行匹配，我们可能需要添加其他电路来实现阻抗转换。
在完成这些基本功能之后，我们可以考虑进一步的功能扩展。
例如，我们可以添加显示屏和操作界面，以实现信号波形、频率、电平等参数的实时显示和调节。
另外，还可以添加存储器和存储器管理模块，实现信号参数的存储和管理，以方便后续使用。
基于AD9833的高精度可编程波形发生器系统设计.
基于AD9833的高精度可编程波形发生器系统设计1 引言频率合成器在通信、雷达和导航等设备中既是发射机的激励信号源，又是接收机的本地振荡器；在电子对抗设备中可作为干扰信号发生器；在测试设备中则作为标准信号源。
因此频率合成器被称为许多电子系统的“心脏”。
而设计高精度，易于操作的频率合成器则是核心，因此，这里提出了一种基于DDS AD9833的高精度波形发生器系统解决方案。
用户可直接编辑设置所需的波形频率和峰峰值等信息，利用串口将配置信息发送到电路板，实时控制波形。
该系统设计已成功应用于某型雷达测速仪测试设备。
2 AD9833简介AD9833是ADI公司的一款低功耗、DDS器件，能够输出正弦波、三角波、方波。
AD9833无需外接元件，输出频率和相位可通过软件编程设置，易于调节。
其频率寄存器为28位，主频时钟为25 MHz时，其精度为0．1 Hz；主频时钟为l MHz时．精度可达0．004 Hzt2。
AD9833内部有5个可编程寄存器：1个16位控制寄存器，用于设置器件_T作模式；2个28位频率寄存器和2个12位相位寄存器，分别用于设置器件输出正弦波的频率和相位。
AD9833有3根串行接口线，可与SPI，QSPI，MICRO-WIRE和DSP接口标准相兼容。
在串口时钟SCLK的作用下，数据是以16位方式加载至设备。
AD9833的内部电路主要有数控振荡器(NCO)、频率和相位调节器、SineROM、D／A转换器、电压调整器。
AD9833的核心是28位的相位累加器，它由加法器和相位寄存器组成，而相位寄存器是按每个时钟增加步长，相位寄存器的输出与相位控制字相加后输入到正弦查询表地址中。
正弦查询表包含1个周期正弦波的数字幅值信息，每个地址对应正弦波中O。
～360°内的1个相位点。
查询表把输入的地址相位信息映射成正弦波幅值的数字量信号，驱动D／A 转换器输出模拟量。
输出正弦波频率为：式中：FREQREG为频率控制字，由频率寄存器FREQOREG或FREQlREG的值给定，其范围为0≤M<228一1。
AD9833详细原理解析汇报(附内部寄存器说明书)
基于AD9833的高精度可编程波形发生器系统设计来源：国外电子元器件1 引言频率合成器在通信、雷达和导航等设备中既是发射机的激励信号源，又是接收机的本地振荡器；在电子对抗设备中可作为干扰信号发生器；在测试设备中则作为标准信号源。
因此频率合成器被称为许多电子系统的“心脏”。
而设计高精度，易于操作的频率合成器则是核心，因此，这里提出了一种基于DDS AD9833的高精度波形发生器系统解决方案。
用户可直接编辑设置所需的波形频率和峰峰值等信息，利用串口将配置信息发送到电路板，实时控制波形。
该系统设计已成功应用于某型雷达测速仪测试设备。
2 AD9833简介AD9833是ADI公司的一款低功耗、DDS器件，能够输出正弦波、三角波、方波。
AD9833无需外接元件，输出频率和相位可通过软件编程设置，易于调节。
其频率寄存器为28位，主频时钟为25 MHz时，其精度为0．1 Hz；主频时钟为l MHz时．精度可达0．004 Hzt2。
AD9833内部有5个可编程寄存器：1个16位控制寄存器，用于设置器件_T作模式；2个28位频率寄存器和2个12位相位寄存器，分别用于设置器件输出正弦波的频率和相位。
AD9833有3根串行接口线，可与SPI，QSPI，MICRO-WIRE 和DSP接口标准相兼容。
在串口时钟SCLK的作用下，数据是以16位方式加载至设备。
AD9833的内部电路主要有数控振荡器(NCO)、频率和相位调节器、SineROM、D／A转换器、电压调整器。
AD9833的核心是28位的相位累加器，它由加法器和相位寄存器组成，而相位寄存器是按每个时钟增加步长，相位寄存器的输出与相位控制字相加后输入到正弦查询表地址中。
正弦查询表包含1个周期正弦波的数字幅值信息，每个地址对应正弦波中O。
～360°内的1个相位点。
查询表把输入的地址相位信息映射成正弦波幅值的数字量信号，驱动D／A转换器输出模拟量。
输出正弦波频率为：式中：FREQREG为频率控制字，由频率寄存器FREQOREG或FREQlREG的值给定，其范围为0≤M<228一1。
基于AD9833的信号发生器的设计与实现_272
第七届高等电子设计大赛题目：信号发生器小组成员：王彬宇应用物理专业201105080107 寿耘信息工程专业201113010730 徐婷婷信息工程专业201113010828二O一四年五月本次设计是关于直接数字频率合成技术（DDS）的信号发生器的设计与实现。
设计以DDS芯片AD9833为频率合成器，以单片机STC89C52为进程控制和任务调度中心，并采用数模转换器TLC5615和模拟乘法器AD633组成幅值调节电路，实现幅值连续可调的波形发生器的设计方案。
且用LCD1602液晶显示及键盘构成人机交互模块，可通过按键切换输出的波形，使之输出不同频率和幅值的正弦波三角波和方波。
该信号发生器输出的信号频率范围为100HZ~100KHZ,幅值可以在0V~5V内进行步进调节。
测试表明该DDS信号发生器具有工作稳定，精度高，失真度小，控制灵活的优点，具有广泛的应用前景。
ABSTRACTThis design is the design and implementation on the direct digital frequency synthesis (DDS) signal generator. AD9833 DDS chip design frequency synthesizer, a microcontroller STC89C52 for process control and mission control center, and the use of digital-analog multiplier AD633 TLC5615 and composition of the amplitude adjustment circuit, continuously adjustable amplitude waveform generator design. And a liquid crystal display and a keyboard constituting LCD1602 HCI module, through the key switch output waveform, so that the output sine wave of varying frequency and amplitude of the triangular wave and square wave. Signal frequency range of the signal generator output to 100HZ ~ 100KHZ, stepping amplitude can be adjusted within the 0V ~ 5V. Tests show that the DDS signal generator with job stability, high accuracy, low distortion, controlled flexible benefits, has broad application prospects.1设计要求 (1)1.1任务 (1)1.2要求 (1)1.2.1基本要求 (1)1.2.2发挥部分 (1)2系统方案设计与论证 (1)2.1频率合成器的方案论证与选择 (1)2.2主控芯片的方案论证与选择 (2)2.3显示模块的方案论证与选择 (2)2.4系统总体构框图 (2)3原理分析与系统硬件设计 (3)3.1 STC89C52单片机最小系统 (3)3.1.1键盘接口设计 (3)3.1.2 LCD1602接口设计 (4)3.2基于DDS的信号发生电路设计 (5)3.2.1 AD9833简介及与单片机接口 (5)3.2.2 AD9833的外围电路设计 (6)3.2.3基于AD633、TLC5615、OP37的幅度调节模块设计 (7)3.3电源设计 (11)4软件设计 (12)4.1总体方案 (12)4.2程序流图 (13)4.3各模块说明 (14)5系统测试 (29)5.1测试结果 (29)5.2系统所达技术指标 (31)6结论 (31)致谢 (32)参考文献 (33)附件 (34)1.设计要求1.1任务设计并制作一台信号发生器，分别能够产生正弦波、方波和三角波。
基于AD9833的信号发生器的设计与实现
基于AD9833的信号发生器的设计与实现AD9833是一款数字频率合成器（DDS），可用于信号发生器的设计与实现。
在本文中，我们将讨论如何使用AD9833设计一个基于该芯片的信号发生器，并详细介绍其实现过程。
首先，我们将介绍AD9833芯片的功能和特点。
AD9833是一款低功耗DDS芯片，能够产生高精度的频率和相位可变的正弦波信号。
它内置了一个14位的DAC，能够输出高达0.2Hz-2.4MHz的频率范围。
此外，AD9833还具有SPI接口，可通过该接口进行频率和相位的编程控制。
设计一个基于AD9833的信号发生器，需要以下步骤：1.选取合适的工作电源电压：AD9833工作电源电压范围是2.3V-5.5V，因此需要选择合适的电源电压，一般为3.3V或5V。
2.连接AD9833芯片和微控制器：AD9833芯片需要与微控制器进行通信，可以使用SPI接口进行通信。
连接AD9833与微控制器需要接线连接的方式，可以使用杜邦线或焊接硬件。
3.编程控制AD9833芯片：在设计信号发生器时，需要编程控制AD9833芯片的频率和相位。
可以使用微控制器的程序，通过SPI接口向AD9833芯片发送相关命令和数据。
4.设计输出电路：AD9833芯片的输出电流较小，一般在5mA以内。
因此，在输出电路中需要添加一个输出放大器，将AD9833的输出信号放大。
根据需要，可以使用运放或放大器来实现放大功能。
5.添加用户界面：为了方便用户使用，信号发生器需要添加一个用户界面，可以使用LCD屏幕和按键等设备，用于显示和控制信号发生器的参数和状态。
6.调试和测试：完成上述步骤后，需要对信号发生器进行调试和测试。
可以通过改变输出信号的频率和相位，并使用示波器等测试设备来验证信号发生器的功能和性能。
在设计和实现过程中1.芯片选型：AD9833是一款常用的DDS芯片，但也可以选择其他型号的DDS芯片，根据实际需求和预算来选择。
2.电源和地线：保证电源和地线的稳定和可靠，避免电源噪声对输出信号的影响。
基于AD9833函数信号发生器的设计
基于AD9833函数信号发生器的设计作者：韦家正来源：《硅谷》2013年第24期摘要介绍一种以直接数字频率合成器（DDS）为核心信号发生器的设计，采用AVR单片机（ATmega128）作为控制器，实现对DDS芯片AD9833的控制，使它能够输出信号稳定度优于10-3的正弦波、方波和三角波信号，输出信号频率在1 Hz～100 kHz范围内可调，具有步进和范围可调的扫频功能。
关键词函数信号；发生器中图分类号：TN78 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）24-0029-021 设计要求设计并制作一台信号发生器，使之能产生正弦波、方波和三角波信号，根据要求我们设计的信号发生器有以下功能。
1）信号发生器能产生正弦波、方波和三角波三种周期性波形。
2）输出信号频率在100 Hz～100 kHz范围内可调，输出信号频率稳定度优于10-3。
3）输出正弦波信号的电压峰-峰值Vopp在0 V～5 V范围内可调。
2 系统硬件电路的设计及调试2.1 系统总体框图本系统原理硬件框图如图1所示，由三大部分组成：处理系统和显示部分、信号源部分、信号处理部分。
图1 系统原理硬件框图本系统主要设计原理是采用AVR单片机ATmega128作为控制器，通过对DDS芯片AD9833的控制，使它能够产生频率可调的正弦波、方波和三角波信号，信号通过LMH6609运算放大器的放大和缓冲输出。
波形选择通过键盘输入选择，频率的调节采用脉冲电位器通过编程的方法实现频率调节，显示部分使用带汉字字库的LCD12864液晶模块。
2.2 各个单元电路的原理及设计2.2.1 DDS模块电路DDS模块电路如图2所示，AD9833外围电路很简单，需要外部提供一个参考时钟，电路中我们采用25M的有源晶振为AD9833提供25 MHz的系统时钟。
单片机通过FSYNC、SCLK、SDATA、三个引脚控制AD9833。
1）功能描述。
AD9833是ADI公司生产的一款低功耗DDS芯片。
基于AD9833信号发生器的设计
Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｂｉｏｎｉｃｓ Ｄｅｓｉｇｎ ｉｎ ｔｈｅ Ｐｒ ｏｄｕｃｔ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ Ｄｉｒ ｔ Ｍｏｔｏｒ ｃｙｃｌｅｓ
ＬＩ Ｘｉｎ－ Ｍｏ１， ＬＩ Ｊｉａｎ－ Ｃｈｕｎ２， ＷＡＮＧ Ｄａ－ Ｃｈｅｎｇ１ （１． Ｗｕｙｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｊｉａｎｇｍｅｎ Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ ５２９０２０， Ｃｈｉｎａ； ２． Ｓｈｕｏｐｕ Ｓｃｉｅｎｃｅ ＆ Ｔｅｃｈ． Ｄｅｖ． Ｃｏ．， Ｌｔｄ， Ｊｉａｎｇｍｅｎ Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ ５２９０２０， Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒ ａｃｔｓ： Ｂｉｏｎｉｃ ｄｅｓｉｇｎ ａｓ ａ ｕｎｉｑｕｅ ｄｅｓｉｇｎ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｍｏｓｔ ｗｉｄｅｌｙ ｕｓｅｄ ｉｎ ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ｐｒｏｄｕｃｔｓ． Ｔａｋｉｎｇ ａ ｓｈａｐｅ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ａ ｍｉｎｉ ｓｐｏｒｔ ｄｉｒｔ ｍｏｔｏｒ－ ｃｙｃｌｅ ｆｏｒ ｅｘａｍｐｌｅ， ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｆｕｌｌｙ ｓｈｏｗｓ ｔｈｅ ｃｈａｒｍ ｏｆ ｂｉｏｎｉｃｓ ｂｙ ｍｏｄｅｌｉｎｇ ｃｅｒｔａｉｎ ａｎｉｍａｌｓ＇ ｓｉｇｎｓ， ｍｏｖｅｍｅｎｔｓ ａｎｄ ｃｏｌｏｒ ｐａｔｔｅｒｎｓ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｓｔｒｕｃ－ ｔｕｒｅ， ｆｕｎｃｔｉｏｎ ａｎｄ ａｐｐｅａｒａｎｃｅ ａｓｐｅｃｔｓ． Ｔｈｅ ｔｗｏ ｎｅｗ ｍｉｎｉ－ ｍｏｔｏｒｃｙｃｌｅｓ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ａｂｏｖｅ ｂｉｏｎｉｃｓ ｄｅｓｉｇｎ ｈａｖｅ ｄｉｓｐｌａｙｅｄ ｎｏｔ ｏｎｌｙ ｃｈｉｃ ｎｅｗ ｓｈａｐｅ ｂｕｔ ａｌｓｏ ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ ａｎｄ ｒａｔｉｏｎａｌ． Ｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅ， ｔｈｅｙ ｈａｖｅ ｂｅｃｏｍｅ ｔｈｅ ｂｅｓｔ－ ｓｅｌｌｉｎｇ ｐｒｏｄｕｃｔｓ ｉｎ ｔｈｅ Ｅｕｒｏｐｅ ａｎｄ ｔｈｅ Ｕ．Ｓ． ｍａｒｋｅｔ． Ｋｅｙ ｗｏｒ ｄｓ： ｂｉｏｎｉｃｓ ｄｅｓｉｇｎ； ｄｉｒｔ ｍｏｔｏｒｓ； ｐｒｏｄｕｃｔ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ
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２
２００８．８ ｗｗｗ．ｅｃｄａ．ｃｎ
第１０卷 第８期 ２００８年８月
新特器件应用
Ｖｏｌ．１０ Ｎｏ．８ Ａｕｇ． ２００８
图３ ＤＤＳ芯片ＡＤ９８３３的原理框图
位值得到数字正弦信号， 然后将其输入到内部高 集 后 ， 反 馈 至 ＡＤｕＣ８４２ 参 考 基 准 进 行 比 较 ， 然
速ＤＡＣ， 再将产生的模拟正弦输出信号通过低通 后， 对输出信号进行控制， 从而保证了输出信号
本接口电路设计主要基于以下两点考虑： 一 是ＡＤ９８３３有３根串行接口线， 与ＳＰＩ、ＱＳＰＩ和ＤＳＰ 接口标准兼容， 因此， 用ＡＤｕＣ８４２的Ｉ／Ｏ模 拟ＳＰＩ 方 式 与ＡＤ９８３３进 行 通 讯 比 较 容 易 实 现 ， 而 且 控 制方便； 二是实现各相电压和对应相电流输出信
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第 二 ， ＡＤ９８３３以１６位 字 为 一 个 单 元 ， 按 照 先 高 位 后 低 位 的 顺 序 接 收 数 据 ， 即 先 接 收Ｄ１５， 最后接收Ｄ０。而ＡＤｕＣ８４２是８位的单片机， 以８位
本设计在软件设定ＡＤ９８３３频率为工频５０ Ｈｚ 的条件下， 对Ａ相电压信号和电流信号设定了不 同的初始相位， 并对最终输出信号相位差进行六 次测量， 然后分析了其误差情况。测试使用的是 天 津 市 中 环 科 学 仪 器 公 司 的 ＨＧ４１８１ 数 字 相 位 计 ， 量程为－ １８０°￣＋１８０°， 最高精确度为０．１°， 分辨率 为０．０５°。所得测试数据如表１所列。
２．３ 电压电流信号放大模块
功率放大器的作用和要求是既要将正弦波信 号放大， 以提供足够的功率来带动负载， 又要使 产 生 的 附 加 相 移 尽 量 小 ， 以 使ＡＤ９８３３设 定 的 三 相电压电流信号的相位关系基本不变。
本设计采用第二种方式。其软件设计目标是 控 制 各ＡＤ９８３３， 以 产 生 所 需 频 率 、 相 位 、 幅 值 的 ＤＤＳ信 号 。 其 程 序 流 程 如 图 ５ 所 示 。 设 计 时 ， 应根据所设定的各相频率、初相位、幅值， 计算 出 对 应 于 各ＡＤ９８３３频 率 寄 存 器 、 相 位 寄 存 器 的 初值， 以及数字电位器Ｘ９３１３的抽头位置， 再分 别 写 入 各ＡＤ９８３３的 频 率 和 初 相 位 值 ， 之 后 ， 再 调整各数字电位器抽头位置， 并利用ＡＤｕＣ８４２片 内Ａ／Ｄ采集幅值， 从而实现幅值的闭环调节， 保
第１０卷 第８期 ２００８年８月
新特器件应用
Ｖｏｌ．１０ Ｎｏ．８ Ａｕｇ． ２００８
基于ＡＤ９ ８ ３ ３ 的交流标准源设计
白滢， 黄光明， 徐慧平 （华中师范大学物理学院电信系， 湖北 武汉 ４３００７９）
摘 要： 给出了一种可严格控制相位差的三相交流标准源的设计实现方法， 介绍了以８０５２单 片机ＡＤｕＣ８４２为控制核心， 并基于ＤＤＳ芯片ＡＤ９８３３进行设计的实际应用接口电路。此交流标 准源精度高， 稳定度好， 可以方便地用于多种电表的实际校准。 关键词： 交流标准源； 相差可调； 电表校准； ＡＤ９８３３； ＡｄｕＣ８４２
本设计将输出信号的幅值和相位信息同时采 证幅值精度。
图４ ＳＰＩ时序图
ｗｗｗ．ｅｃｄａ．ｃｎ ２００８．８
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第１０卷 第８期 ２００８年８月
Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ＆ Ｄｅｖｉｃｅ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ
Ｖｏｌ．１０ Ｎｏ．８ Ａｕｇ． ２００８
字节为单位发送数据。因此， 在软件设计时， 要 先发送高８位数据， 再发送低８位数据。
在经过后续的工业化设计和生产后， 本标准 源在应用于电表校准行业时， 比传统的校验台更 具有设备轻便、精度高、便于使用等优点。
表１ 测试结果列表
设定的相位值
六次测量所得相位值
相位不确定度
０°
０．３°，０．３５°，０．２６°，０．３°，０．３°，０．３°
０．１０４００３２０５
２０°
１９．７７°，１９．８１°，１９．７７°，１９．８６°，１９．８１°，１９．８１°
收稿日期： ２００８－ ０２－ ２６
感 器 的 电 表 校 验 ， 因 此 对ＡＤ９８３３产 生 的 正 弦 信 号， 经过滤波、功率放大， 再经过升压变压器 后， 即可使之达到所需的幅值， 并具有一定的负 载 能 力 ， 形 成 三 相 电 压 信 号 ； 对ＡＤ９８３３产 生 的 正 弦 信 号 ， 经 过Ｕ／Ｉ变 换 ， 功 率 放 大 后 ， 则 可 使 之达到一定的电流幅值， 并形成三相电流信号。
ＡＤｕＣ８４２与ＡＤ９８３３的接口电路 （以控制两片 ＡＤ９８３３产 生Ａ相 电 压 、 电 流 信 号 为 例） 如 图２所 示 。 该 电 路 利 用ＡＤｕＣ８４２ 的Ｐ３．７ 口 作 为 ＳＣＬＫ串 行 时 钟 线 ， Ｐ３．６口 作 为ＳＤＡＴＡ串 行 数 据 线 ， Ｐ３．０￣ Ｐ３．５口分别作为２个ＡＤ９８３３子 模 块 的ＦＳＹＮＣ数 据 帧同步信号。以此模拟ＳＰＩ方式来控制ＡＤ９８３３。
２ 硬件电路设计
２．１ ＡＤｕＣ８４２主控单元
ＡＤＩ公司 的ＡＤｕＣ８４２是 一 种 基 于８０５２内 核 的 高性能单片机。它内部集成有６２ ｋＢ程序ＦＬＡＳＨ／ ＥＥ存储器， ４ｋＢ数据ＦＬＡＳＨ／ＥＥ存储器， ２３０４Ｂ片 上ＤＲＡＭ， 同时含有８路１２位ＡＤＣ， ２路１２位ＤＡＣ， 以 及 ＵＡＲＴ、 Ｉ２Ｃ、 ＳＰＩ 等 串 行 Ｉ／Ｏ功 能 。 ＡＤｕＣ８４２ 集强大的模拟与数字功能于一体， 并具有体积 小、功耗低、性价比高、便于控制等优势， 因 此， 本设计将其作为首选的主控芯片。
第三， ＦＳＹＮＣ引脚是使能引脚， 它采用电平 触发方式， 低电平有效。因此， 进行串行数据传 输时， ＦＳＹＮＣ引脚必须置低。
４ 测试结果
图５ 软件流程图
进 行 软 件 设 计 时 ， 首 先 应 注 意ＡＤ９８３３的 上 电。因为组件重启会把一些内部寄存器重设为０， 并给出一个模拟中值输出。因此， 为了防止 ＡＤ９８３３初始化时产生虚假的ＤＡＣ输出， ＲＥＳＥＴ必 须置１， 直到各组件准备好可以产生一个输出为 止 。ＲＥＳＥＴ不 会 重 新 设 置 频 率 、 相 位 和 控 制 寄 存 器。这些寄存器的值为用户设置的某个初始值。 但 开 始 产 生 输 出 时 ， ＲＥＳＥＴ必 须 置０。 在ＲＥＳＥＴ 置０之后８个ＭＣＬＫ周期后， 数据会出现 在ＤＡＣ输 出 端 。 这 样 就 能 同 步 各ＡＤ９８３３的 输 出 信 号 ， 以 保证各相信号之间的相位要求。
ＡＤ９８３３可 通 过 控 制 寄 存 器 确 定 输 出 信 号 类 型 （正弦波、方波、三角波、直流）， ２个２８位频 率 寄 存 器ＦＲＥＱ０ 和 ＦＲＥＱ１ 可 用 于 设 定 频 率 控 制 字 初 值ｋ， 以 决 定 输 出 信 号 频 率 （ｆｏｕｔ＝ｋｆｍｃｌｋ／２２８）； ２个 １２ 位 相 位 寄 存 器 可 通 过 设 定 相 位 初 值 Δｐｈａｓｅ 来 决 定输出信号的初始相位 （φ＝３６０×Δｐｈａｓｅ／２１２）。
１ 基本工作原理
交流标准源的结构原理如图１所示。该系统 在 ＡＤｕＣ８４２ 控 制 下 ， ６ 路 直 接 数 字 频 率 合 成 （ＤＤＳ） 芯片ＡＤ９８３３可分别输出一定频率和相位值 的正弦信号。此６路信号经过变换处理之后， 可 以最终形成三相电压信号和三相电流信号。三相 电压信号的任意两相之间相位差为１２０°， 三相电 流信号与对应相电压信号之间的相位差可通过编 程严格控制。此标准源可应用于带电压、电流互
由表１所测试数据可得， 该三相交流标准源 的相位差精度等级为０．０５， 相位差所对应的功率 因数精度等级为０．１。
５ 结束语
此交流标准源可应用于无功补偿系统， 该仪 器可校准无功补偿系统的数据采集部分， 可提供 具有可调相位差的三相电压信号和电流信号， 并 可模拟实际电网环境， 验证无功补偿系统的投切 模 块 功 能 。 此 外 ， 在 工 频５０ Ｈｚ下 ， 也 可 以 用 于 校准功率因数表和电能表。
除了硬件接口电路的合理设计之外， 在制作 印制电路板时， 还需要合理的布局布线， 以保证 硬 件 的 可 靠 性 。ＡＤ９８３３的 模 拟 部 分 电 路 和 数 字 部分电路分别布置在电路板的不同区域。布线 时 ， 在 靠 近ＡＤ９８３３的 地 方 应 将 模 拟 地 网 络 和 数 字地网络单点相连； 电源线路走线应尽量宽， 每 片ＡＤ９８３３的电源引脚都应配置一个０．１ μＦ的陶瓷 电容器和一个１０ μＦ的钽电容 器 作 退 耦 ， 并 应 靠 近ＡＤ９８３３放 置 以 抑 制 干 扰 ； 时 钟 源 部 分 铺 数 字
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第１０卷 第８期 ２００８年８月
Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ＆ Ｄｅｖｉｃｅ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ
Ｖｏｌ．１０ Ｎｏ．８ Ａｕｇ． ２００８
图１ 三相交流标准源的结构原理框图
图２ ＡＤｕＣ８４２与ＡＤ９８３３的接口电路
号相位可以严格同步。设计时可用同一个晶振作 为 各 ＡＤ９８３３ 子 模 块 的 参 考 时 钟 源 。 各 ＡＤ９８３３ 子 模块的ＳＣＬＫ和ＳＤＡＴＡ信号由ＡＤｕＣ８４２统一控制。
０．１０５４０３９８５
２５°
２４．７４°，２４．７８°，２４．８２°，２４．８７°，２４．８２°，２４．８７°
２．２ ＡＤ９８３３子模块 ＡＤ９８３３是基于ＤＤＳ技术的一款低功耗、高精
度、可编程波形发生器。其原理框图如图３所示。 图中， 相位 累 加 器 在 每 个 时 钟ｆＭＣＬＫ到 来 时 ， 可 将 频率控制字所决定的相位增量累加一次， 计数大 于２Ｎ （Ｎ是相位累加器的位数） 则自动溢出。它可 由正弦查询表ＲＯＭ上的相
０ 引言
在相当长的时间里， 电表的校准都是依靠校 验台。传统的校验台通常由三相电源、调节设备 （包括幅值、相位、频率等参数的调节）、标准表、 台体 （包括变换量程的电压、电流互感器） 等组 成， 这样的校验台所需仪器众多， 体积庞大， 操 作不便。近年来， 国外一些著名仪器制造公司相 继推出一批新型多功能通用标准源。这些标准源 集多种激励源于一身， 可以校准多种通用测试仪 器， 但其价格偏高。为此， 本文给出采用ＤＤＳ技 术， 并以８０５２单片机为控制中心， 集交 流 电 压 、 交流电流、相位、频率、功率因数、有功功率、 无功功率等功能于一身， 一种交流标准源的设计 方法。该标准源是表源一体， 可用于电表校准系 统而无需标准表， 同时具有体积小、使用方便、 稳定度好、成本低廉等特点。