關於電子信息技術中信號源的設計與製作
科技發展
作者：楊清林
【摘要】隨著科學技術的不斷發展，網絡電子設備得到普及，在電子時代中，電子信息技術在我們日常生活中發揮的作用越來越重要，而信號源等基本電子設備發揮的作用也逐漸受到人們的重視。本文基於增強信息源功能性及實用性的原則，通過研究DDS技術重新定義和分析信息源的設計和製作方法。
【關鍵詞】電子信息技術；信號源；設計與製作
作為產生各種電子信號的儀器，信號源又可以叫做信號發生器，因為所有的電子信息設備都是在信號源的作用下進行信號的輸出工作，所以信號源被廣泛的應用到科技和生產實踐等眾多領域中。信號源通過變換電路以及波形產生電路來提供各種信號，其中波形產生電路又可以叫做波形發生器或振蕩器，工作原理是通過電路將直流能源轉變為交流能源輸送出去，不需要增加其它外界的激勵信號。可以將信號源劃分為：數字信號、脈衝信號、掃頻信號、正弦信號、函數信號等具有不同波形的信號源，電子線路中普遍用到的信號源是脈衝信號和正弦信號[1]。在電子信息技術快速發展的時代，對信號源等基本電子設備的開發和研製也相繼步入了一個全新的發展階段。
1.直接數字式頻率合成技術的特點
直接數字式頻率合成技術（Direct Digital Synthesizer）簡稱DDS，在功率的消耗、轉換時間、成本投入以及分辨率等方麵都要優於傳統的頻率合成器。人們生活的各個領域也都涉及到了電子信息技術，電子測量儀器和電子信息係統的發展空間非常廣闊，而在對電子信息設備進行數字化改革的過程中最關鍵的步驟是DDS技術的應用。正弦計算器、高速相位累加器和頻率控製寄存器是DDS技術的主要3個部件，工作的主要過程：經過並行或者串行的方法，頻率控製寄存器將用戶輸入的頻率控製碼進行裝載和寄存，DDS頻率控製碼在高速相位累加器的作用下在一定時間段內相位累加，累加形成相位值經過正弦計算器的正弦波幅度的數字化計算，計算過程中通過查詢表可以找到芯片。應用低通濾波器以及高速D/A轉換器的作用之後的數字化正弦波，才能保證DDS芯片輸出的是可用的模擬頻率信號[2]。
可編程邏輯器件AD9850、小鍵盤、8279芯片、數碼管、單片機AT89C51、放大電路模塊和低通濾波器是基於DDS技術信號源的幾個重要的組成部件。作為信號源的核心成分，可編程邏輯器件AD9850以及單片機AT89C51的功能主要是將輸出波形的信號頻率顯示出來。
信號源在電子係統中發揮著很大的作用，信號源的種類非常多，並且具有多種特征和功能，用戶要根據相應的目的來選擇適當的信號源種類。DDS技術是信號源的設計和製作過程中最核心的內容，其中方波、鋸齒波、正弦波和FM調製信號輸出（頻偏範圍為0～100KHZ）是設計DDS信號源時的側重點，信號輸出過程中的阻抗是50～70Ω，TTL電平是經FM調製信號以及正弦波輸出的幅值，FM調製信號輸出的頻偏要保持在0～100KHZ的範圍內。
2.信號源硬件電路的設計與製作
鍵盤掃描及顯示電路和可編程邏輯器件AD9850波形產生電路是DDS信號源的主要硬件電路。在對信號源硬件電路的設計與製作的過程中要從鍵盤掃描及顯示電路和可編程邏輯器件AD9850波形產生電路兩個方麵進行分析。
2.1 鍵盤掃描及顯示電路
利用單片機AT89C51的PO串口對4x4的小鍵盤（本論文主要的研究對象）進行掃描，為了方便可編程邏輯器件AD9850引入外部時鍾信號，在掃描過程中要將外接無源晶體振蕩器接入到單片機的XTAL1和XTAL2引腳之間，並通過74LS164對數碼管進行驅動，其中無源晶體振蕩器的頻率要達到12MHz[3]。最後用十進製的方式把掃描的結果顯示出來。此外，將兩個電容器以並聯的方式加入到無源晶體振蕩器的兩端能在長時間內有效的保持振蕩器頻率的穩定性。