[實(shí)用新型]基于直接數(shù)字合成技術(shù)的聲光驅(qū)動(dòng)器

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200820163405.7
• 申請(qǐng)日: 2008-08-26
• 公開（公告）號(hào): CN201266922Y
• 公開（公告）日: 2009-07-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張璋;林強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號(hào): H03L7/00
• 分類號(hào): H03L7/00;H03K5/01
• 代理公司: 杭州中成專利事務(wù)所有限公司
• 代理人: 盛輝地

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種聲光驅(qū)動(dòng)器，特別是基于直接數(shù)字合成技術(shù)(DDS)的聲光驅(qū)動(dòng)器。

背景技術(shù)

在工業(yè)、科研的很多領(lǐng)域，聲光器件都有很多應(yīng)用，例如：快速光譜分析，聲光調(diào)Q激光，聲光移頻，聲光斬波，聲光主動(dòng)鎖模激光等等。原有的聲光驅(qū)動(dòng)器主要由壓控振蕩的頻率綜合器和射頻控制與放大器兩部分組成。傳統(tǒng)上采用壓控振蕩器(VCO)作為可調(diào)諧的頻率綜合器，通過施加不同的電壓控制輸出頻率，輸出的射頻信號(hào)通過射頻控制與放大器進(jìn)行功率放大。這種類型的聲光驅(qū)動(dòng)器輸出頻率不夠精確，穩(wěn)定，其頻率漂移往往達(dá)到數(shù)兆赫茲，而且使用時(shí)需要額外提供一個(gè)精確，穩(wěn)定的模擬控制電壓，十分不方便。我們發(fā)明了一種基于直接數(shù)字合成技術(shù)(DDS)的聲光驅(qū)動(dòng)器，主要由頻率綜合器、邏輯控制器、參考時(shí)鐘、射頻控制與放大器組成。其優(yōu)點(diǎn)是輸出頻率更加精確，穩(wěn)定，分辨率高，并且頻率轉(zhuǎn)換速度快；數(shù)字控制，不需要外加模擬電壓，使用靈活方便，便于同數(shù)字工控設(shè)備協(xié)同工作；采用大規(guī)模集成電路，可靠性高，升級(jí)方便。十分適合工業(yè)、科研使用。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是提供了一種基于直接數(shù)字合成技術(shù)(DDS)的聲光驅(qū)動(dòng)器，用來取代傳統(tǒng)的壓控振蕩器聲光驅(qū)動(dòng)器。其特征是使用了直接數(shù)字合成的頻率綜合技術(shù)。

本實(shí)用新型所提供的基于直接數(shù)字合成(DDS)技術(shù)的聲光驅(qū)動(dòng)器，由頻率綜合器、邏輯控制器、參考時(shí)鐘、射頻控制與放大器和電源管理模塊構(gòu)成：所述的邏輯控制器與頻率綜合器連接，基于單片機(jī)的邏輯控制器，接受控制鍵和可編程數(shù)字控制端口輸入的數(shù)字控制信號(hào)，在邏輯控制器的控制下，頻率綜合器輸出頻率和幅度的波形，提供液晶顯示屏顯示工作狀態(tài)；所述的參考時(shí)鐘與頻率綜合器連接，提供基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)給頻率綜合器；所述的射頻控制與放大器與頻率綜合器連接，將頻率綜合器所產(chǎn)生的高頻信號(hào)進(jìn)行預(yù)放大、濾波、幅度控制、末級(jí)功率放大后輸出；所述的電源管理模塊將電源連接到各個(gè)單元器件。

本實(shí)用新型所述的頻率綜合器采用專用的DDS芯片，在邏輯控制器的控制下，輸出所需的頻率和幅度的波形。頻率綜合器對(duì)從邏輯控制器傳來的頻率數(shù)進(jìn)行計(jì)算，算出每個(gè)時(shí)鐘周期需要增加的相位，再通過相位累加計(jì)算出下一個(gè)時(shí)鐘周期需要輸出的相位。然后通過儲(chǔ)存在芯片內(nèi)部的相位—振幅關(guān)系函數(shù)，計(jì)算出該時(shí)刻應(yīng)該輸出的幅度，經(jīng)過低通濾波器平滑處理，即可輸出需要的頻率和幅度的波形。

本實(shí)用新型所述的邏輯控制器，采用通用的單片機(jī)作為控制核心，與控制鍵、液晶顯示屏、可編程數(shù)字控制端口、外部通用串行端口、在線編程接口連接，控制頻率綜合器的輸出頻率和幅度；接受外界控制鍵和可編程數(shù)字控制端口輸入的數(shù)字控制信號(hào)，提供液晶顯示屏顯示當(dāng)前工作狀態(tài)；可編程數(shù)字控制端口與外部通用串行端口，便于同工控機(jī)協(xié)同使用；具備在線編程功能，具有極強(qiáng)的擴(kuò)展性能和彈性。同時(shí)具有專門的記憶體芯片和監(jiān)控芯片，當(dāng)發(fā)生異常斷電或者死機(jī)時(shí)，將當(dāng)前工作狀態(tài)記憶下來，在下一次啟動(dòng)之后自動(dòng)恢復(fù)到原來的工作狀態(tài)。

本實(shí)用新型所述的參考時(shí)鐘為產(chǎn)生基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)的單元，提供基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)給頻率綜合器。可以使用普通的石英晶體振蕩器以供低成本使用。當(dāng)作精密應(yīng)用時(shí)，也可以使用原子鐘等高檔頻率源，此時(shí)可以充分發(fā)揮本實(shí)用新型輸出頻率精確，穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)。

本實(shí)用新型所述的射頻控制與放大器將頻率綜合器輸出的波形進(jìn)行預(yù)放大，濾波，幅度控制，和末級(jí)功率放大然后輸出驅(qū)動(dòng)聲光器件，并且提供了模擬幅度調(diào)制的功能。

本實(shí)用新型所述的電源管理模塊將外界的電源進(jìn)行整流，提供給其他各個(gè)單元器件。

本實(shí)用新型所提供的DDS聲光驅(qū)動(dòng)器的機(jī)理是：直接使用全數(shù)字的方式直接合成所需的頻率和幅度的波形。頻率綜合器對(duì)從邏輯控制器傳來的頻率數(shù)進(jìn)行計(jì)算，算出每個(gè)時(shí)鐘周期需要增加的相位，再通過相位累加計(jì)算出下一個(gè)時(shí)鐘周期需要輸出的相位。然后通過儲(chǔ)存在芯片內(nèi)部的相位—振幅關(guān)系函數(shù)，計(jì)算出該時(shí)刻應(yīng)該輸出的幅度，經(jīng)過低通濾波器平滑處理，即可輸出需要的頻率和幅度的波形。然后將該波形放大，控制幅度，輸出去驅(qū)動(dòng)聲光器件。該發(fā)明改善了輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻率精確性，穩(wěn)定性和分辨率，并且使得驅(qū)動(dòng)信號(hào)頻率轉(zhuǎn)換速度快；數(shù)字控制，不需要外加模擬電壓，使用靈活方便，便于同數(shù)字工控設(shè)備協(xié)同工作；采用大規(guī)模集成電路，可靠性高，升級(jí)方便。十分適合工業(yè)、科研使用。