一种基于ARM和DDS技术的信号发生方法技术

本发明专利技术公开了一种基于ARM和DDS技术的信号发生方法，本发明专利技术涉及信号波形产生技术领域，具体方法包括如下步骤：步骤A1、在上位机上定义波形特征变量参数；步骤A2、把已定义的波形特征变量参数发给ARM控制器上的CPU控制单元；步骤A3、将上位机下发的波形特征数据的解析处理后转换成波形发生指令，传递给DDS波形发生器上的芯片AD9833，产生设定频率和相位的波形，向信号调理输出设定的波形；步骤A4、控制信号调理，确定信号波形的种类、占空比和幅度，获得波形幅值；步骤A5、对产生的波形幅度进行检测，将波形幅度数据回传给上位机并在上位机上显示。本发明专利技术具有频率转换快速、运算速度快和降低噪声的优点。

A Signal Generation Method Based on ARM and DDS Technology

The invention discloses a signal generation method based on ARM and DDS technology, which relates to the technical field of signal waveform generation. The specific method includes the following steps: step A1, defining waveform characteristic variable parameters on the host computer; step A2, sending the defined waveform characteristic variable parameters to the CPU control unit on the ARM controller; step A3, the waveform characteristic number sent by the host computer. After the analysis, the waveform generation instructions are converted into waveform generation instructions, which are transmitted to the chip AD9833 on the DDS waveform generator to generate the set frequency and phase waveforms and output the set waveforms to the signal conditioning; step A4, control signal conditioning, determine the type of waveform, duty cycle and amplitude of the signal, and obtain the waveform amplitude; step A5, detect the generated waveform amplitude, and output the waveform amplitude number. The data is sent back to the host computer and displayed on the host computer. The invention has the advantages of fast frequency conversion, fast operation speed and noise reduction.

【技术实现步骤摘要】
一种基于ARM和DDS技术的信号发生方法
本专利技术涉及信号波形产生
，具体来说，涉及一种基于ARM和DDS技术的信号发生方法。
技术介绍
信号发生器在电子行业的生产实践和科技领域中有着广泛的应用，信号发生器的种类也很繁多，实现的技术手段也是多种多样，早期的模拟技术，后来发展的模拟加数字技术，再后来发展的合成技术；质量水平也是参差不齐，信号波形发生质量好一点的，价格高的离奇，而性价比高的，质量一般，人机交互也很简陋，用户体验不好；随着大规模集成电路的飞速发展，集成度越来越高，功能越来越强，兴起了很多直接数字频率合成(DDS)器件，直接数字频率合成是一种新的频率合成技术和信号产生的方法，具有超高速的频率转换时间、极高的频率分辨率分辨率和较低的相位噪声，在频率改变与调频时，DDS能够保持相位的连续，因此很容易实现频率、相位和幅度调制，此外，DDS技术大部分是基于数字电路技术的，具有可编程控制的突出优点。控制器从单片机过渡到了ARM时代，ARM的运算速度达到了几十到几百兆，内部资源有很丰富，存储空间也比单片机超出了几十倍，频率不高的波形发生直接可以通过ARM内部资源及能完成，设计十分简洁。本专利技术的目的在于，提供一种采用基于ARM控制芯片，DDS技术的新型信号发生器的信号发生方法，使信号发生器可以功能更加完善、性能更加优越，满足设计参数指标要求，并且能够降低信号发生过程中产生的噪声。
技术实现思路
为解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种基于ARM和DDS技术的信号发生方法，具有频率转换快速、运算速度快和降低噪声的优点。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种基于ARM和DDS技术的信号发生方法，包括如下步骤：步骤A1、定义波形特征变量参数；步骤A2、把已定义的波形特征变量参数发给ARM控制器上的CPU控制单元；步骤A3、将上位机下发的波形特征数据的解析处理后转换成波形发生指令，传递给DDS波形发生器上的芯片AD9833，产生设定频率和相位的波形，向信号调理输出设定的波形；步骤A4、控制信号调理，确定信号波形的种类、占空比和幅度，获得波形幅值；步骤A5、对产生的波形幅度进行检测，将波形幅度数据回传给上位机并在上位机上显示。优选的，所述ARM控制器为包含RS232接口单元的装置，步骤A2中，所述上位机通过RS232接口和ARM控制器上的RS232接口单元连接，且连接的转换芯片使用RS232电平转换芯片MAX232，所述上位机为PC工控机。优选的，步骤A3中，所述CPU控制单元解释从上位机下发的对波形发生器的控制指令，由DDS波形发生器产生设定频率和相位的波形，并向信号调理通过模拟端口输出设定的波形。优选的，步骤A4中，所述CPU控制单元与信号调理通过IO总线传输数据；所述CPU控制单元通过波形种类选择、占空比调节和幅度调节设定数据，所述CPU控制单元通过AD536A真有效值转换芯片获得波幅数据。优选的，步骤A5中，所述CPU控制单元对产生的波形幅度的检测方法包括如下步骤：步骤A5.1、将波形信号反馈回CPU控制单元；步骤A5.2、把反馈信号分别送入幅度检测器和相位检测器；步骤A5.3、分别检测出幅度和相位误差，然后送入CPU控制单元，根据误差信号调整DDS波形发生器产生的信号的幅相。优选的，信号发生方法中还包含降低噪声的方法，其具体方法包括如下步骤：步骤B1、将上位机下发的波形特征数据的解析处理后转换成波形发生指令，分两路传递给两个DDS波形发生器上的芯片AD9833，产生设定频率和相位的波形，并向滤波器同步输出设定的波形；步骤B2、把从滤波器中输出的同步信号分别送入幅度检测器和相位检测器；步骤B3、分别检测出波形幅度和相位误差，然后送入CPU控制单元，根据误差信号调整DDS波形发生器产生的信号的幅相；步骤B4、把从两个滤波器中输出的波形信号经合路器合成一路后，向信号调理输出设定的波形。优选的，所述DDS波形发生器为包含正弦波发生、方波发生和三角波发生三种模式的波形发生器。本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术公开的采用基于ARM控制芯片，DDS技术的信号发生方法，可以达到功能更加完善、性能更加优越，满足设计参数指标要求，并且降低了生产成本；(2)通过滤波器和合路器等降低噪声的方法，进一步降低了信号发声方法中产生的噪声，保证了产生的信号的品质。附图说明图1是本专利技术所述的一种基于ARM和DDS技术的信号发生方法的实施例1的整体电路原理流程图；图2是本专利技术所述的一种基于ARM和DDS技术的信号发生方法的实施例2的检测电路原理示意图；图3是本专利技术所述的一种基于ARM和DDS技术的信号发生方法的实施例3的降噪电路流程示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的实施例进行详细说明。实施例1：如图1所示，一种基于ARM和DDS技术的信号发生方法，包括如下步骤：步骤A1、在上位机1上定义波形特征变量参数，上位机1为PC工控机。步骤A2、上位机1把已定义的波形特征变量参数通过RS232接口和ARM控制器2上的RS232接口单元4发给ARM控制器2上的CPU控制单元5，ARM控制器2与上位机1的连接使用RS232电平转换芯片MAX232。步骤A3、CPU控制单元5解释DDS波形发生器7的控制指令，将上位机1下发的波形特征数据的解析处理后转换成波形发生指令，通过SPI总线传递给DDS波形发生器7上的芯片AD9833，DDS波形发生器7产生设定频率和相位的波形，并通过模拟端向信号调理3输出设定的波形；DDS波形发生器7为包含正弦波发生8、方波发生10和三角波发生9三种模式的波形发生器。步骤A4、CPU控制单元5通过IO总线控制信号调理3，CPU控制单元5通过波形种类选择11、占空比调节12和幅度调节13确定信号波形的种类、占空比和幅度，CPU控制单元5通过AD536A真有效值转换芯片获得波形幅值。步骤A5、ARM控制器2与上位机1之间采用串口通信协议RS232串口协议，CPU控制单元5对产生的波形幅度进行检测，通过RS232接口单元4将波形幅度数据回传给上位机1并在上位机1上显示。上述步骤中，信号发生装置直接从上位机1PCI插槽获取3.3V、5V、±12V四种电源，控制电路使用3.3V和5V，信号调理3部分使用±12V，满足输出幅度的要求，ARM控制器2还包括数据存储单元6，数据存储单元6用于存储波形信号数据。实施例2：如图2所示，本实施例在实施例1的基础上，上述步骤A5中，CPU控制单元5对产生的波形幅度的检测方法：步骤A5.1、信号调理3将波形信号反馈回CPU控制单元5。步骤A5.2、CPU控制单元5将反馈信号分别送入幅度检测器14和相位检测器15。步骤A5.3、幅度检测器14和相位检测器15分别检测出幅度和相位误差，然后送入CPU控制单元5，CPU控制单元5根据误差信号调整DDS信号的幅相。实施例2其余结构及方法同实施例1。实施例3：如图3所示，本实施例在实施例2的基础上，信号发生方法中还包含降低噪声的方法，其具体方法包括如下步骤：步骤B1、CPU控制单元5将上位机1下发的波形特征数据的解析处理后转换成波形发生指令，通过SPI总线分两路传递给两个DDS波形发生器7上的芯片AD9833，两个DDS波形发生器7产生设定频本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于ARM和DDS技术的信号发生方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤A1、定义波形特征变量参数；步骤A2、把已定义的波形特征变量参数发给ARM控制器上的CPU控制单元；步骤A3、将上位机下发的波形特征数据的解析处理后转换成波形发生指令，传递给DDS波形发生器上的芯片AD9833，产生设定频率和相位的波形，向信号调理输出设定的波形；步骤A4、控制信号调理，确定信号波形的种类、占空比和幅度，获得波形幅值；步骤A5、对产生的波形幅度进行检测，将波形幅度数据回传给上位机并在上位机上显示。

【技术特征摘要】
1.一种基于ARM和DDS技术的信号发生方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤A1、定义波形特征变量参数；步骤A2、把已定义的波形特征变量参数发给ARM控制器上的CPU控制单元；步骤A3、将上位机下发的波形特征数据的解析处理后转换成波形发生指令，传递给DDS波形发生器上的芯片AD9833，产生设定频率和相位的波形，向信号调理输出设定的波形；步骤A4、控制信号调理，确定信号波形的种类、占空比和幅度，获得波形幅值；步骤A5、对产生的波形幅度进行检测，将波形幅度数据回传给上位机并在上位机上显示。2.根据权利要求1所述的一种基于ARM和DDS技术的信号发生方法，其特征在于，所述ARM控制器为包含RS232接口单元的装置，步骤A2中，所述上位机通过RS232接口和ARM控制器上的RS232接口单元连接，且连接的转换芯片使用RS232电平转换芯片MAX232，所述上位机为PC工控机。3.根据权利要求1所述的一种基于ARM和DDS技术的信号发生方法，其特征在于，步骤A3中，所述CPU控制单元解释从上位机下发的对波形发生器的控制指令，由DDS波形发生器产生设定频率和相位的波形，并向信号调理通过模拟端口输出设定的波形。4.根据权利要求1所述的一种基于ARM和DDS技术的信号发生方法，其特征在于，步骤A4中，所述CPU控制单元与信号调理通过IO总线传输数据；所述CPU控制单元通过波形种类选择、占空...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐颖，邱实，赵晓凤，
申请(专利权)人：成都理工大学，中国科学院西安光学精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：四川,51