内容发布更新时间 : 2024/5/19 2:28:55星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
图4.14 译码扫描显示模块
频率计数模块和译码扫描显示模块共同组成信号发生器的频率显示模块，它与频率
控制模块的操作是同步进行的。数码管所显示的数值就是信号发生器输出的正弦波频率值。
4.3.2 D/A转换器
实现数字量转化为模拟信号的转换电路称为D/A转换器（DAC）。
D/A转换器是把数字量转换成模拟量的线性电路器件，已做成集成芯片。由于实现这种转换的原理和电路结构及工艺技术有所不同，因而出现各种各样的D/A转换器。目前，国外市场已有上百种产品出售，他们在转换速度、转换精度、分辨率以及使用价值上都各具特色。
衡量一个D/A转换器的性能的主要参数有：
（1）分辨率：是指D/A转换器能够转换的二进制数的位数，位数多分辨率也就越高。 （2）转换时间：指数字量输入到完成转换，输出达到最终值并稳定为止所需的时间。电流型D/A转换较快，一般在几ns到几百ns之间。电压型D/A转换较慢，取决于运算放大器的响应时间。
（3）精度：指D/A转换器实际输出电压与理论值之间的误差，一般采用数字量的最低有效位作为衡量单位。
（4）线性度：当数字量变化时，D/A转换器输出的模拟量按比例关系变化的程度。理想的D/A转换器是线性的，但是实际上是有误差的，模拟输出偏离理想输出的最大值称为线性误差。
目前，D/A转换器芯片种类较多，对于一般的使用者而言，只需掌握DAC芯片性能及
其与计算机之间接口的基本要求，就可根据应用系统的要求合理选用DAC芯片，并配置
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适当的接口电路。
设计要求输出最高频率为10MHZ，在选择D/A转换器的时需要充分考虑到D/A转换器的转换速率，在本次设计中选择了ADV7120芯片
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，它是一个高速D/A转换COMS芯
片，耗电小，同时考虑到实验室的焊接工具的现状，是否完全兼容TTL电平标准，它有DIP双列直插式封装的型号。同时根据设计的不同，这种芯片有三种速度等级分别为30MHz、50MHz和80MHz级的，因为它的高速处理性能，它被广泛应用于视频、图像等对数据实时处理和吞吐量比较大的领域。同时作为它的功能之一就是用于DDS的高速数模转换。
图4.15 ADV7120芯片内部原理图
上图4.15为该芯片的内部原理图，由于它是专业级的视频通道高速数模转换芯片，故有很多用于视频的功能引脚。但是在本次设计中，只借助它的高速8bit数模转换功能，故有些引脚不要用到，但是根据CMOS结构的特性，对于不用的引脚不能让它悬空。要对它做如下的适当处理：
Description: VIDEO IOC(mA): video+9.05 IOR,IOB(mA): video+1.44 REF WHRITE: 0
2
SYNC: 1 BLANK: 1
DAC Input Data: data
这是对于输入引脚的处理，对不用的通道的处理如下图4.16所示。
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图4.16单通道处理
在处理好不需要用的功能对应的引脚后，还要将D/A转换部分的工作电压和转换的参考电压确定，具体的连接如图4.17所示。
图4.1数模转换参考电路
根据ADV7120的输出特性，每一个通道都可以等效为一个高内阻抗电流源，输出端可以直接驱动37.5Ω的负载。此外它的模拟参数输出是电流输出，需要用一定的电路来实现电流信号到电压信号的转变。电路如图4.18所示。
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图4.18 D/A输出缓冲电路
接下来是计算输出的电压信号跟输出的数字量的联系：
VREF?1.235V,得出IREF?4mA
IOUT?DIN?IREF 28VAD848?IOUT?ZS?(1?Z1) Z2其中DIN为输入ADV7120的二进制8bit数组，ZS=75?，而Z1和Z2有自己根据所需增益的大小而确定，VAD848为AD848运放输出的电压值。
ADV7120芯片的功能引脚对应的实际引脚参考图4.19。
图4.19 ADV7120引脚图
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4.3.3 滤波及放大电路
在由数字信号至模拟信号这一过程转换好以后，得出的信号仍然是在时间上离散的点，需要将其用低通滤波器进行平滑处理，滤除高次频率的杂波，得到平滑标准的正弦波。
由这次设计的正弦波频率范围可知。所要求的低通滤波器的截止频率为10.5MHz，这次用到的为LC低通滤波器（电路图参考图4.20）。设L1取2.2微亨。则C1的取值为：
C1?1f?L12c2?418(PF)
由于频率输出覆盖范围广，且设计要求输出电压峰-峰值VP?P?1V。由于放大器需在宽带范围内有稳定的增益，所以不能采用只对单一频率有较大增益的LC谐振放大器，而采用宽带放大器，原理图参考图4.20。通过调整发射极的旁路电容和集电极的电感可以使宽带放大的频率输出覆盖范围达到1KHz-10MHz。放大器增益与带宽成反比关系，所以单级宽带放大器的增益不大。但由于正弦波输出波形幅度峰-峰值已有零点几伏，经单级宽带高频晶体管放大后峰-峰值已超过2V。采用的是 2SC3555的晶体管，通过改变基极对地的可调电阻可以使三极管工作在线性放大区，又由于在发射极加对地电阻引入直流负反馈从而稳定Q点。因为Avf??RLRE?3所以我们取RL?1K?,RE?0.2K?。所输出电压的幅度已达到要求。同时在后级还加入了射级跟随器，减小后级负载的大小对前级放大倍数的影响。在电源部分引入了电感和电容组成的π型网络何以消除寄生振荡。
图4.20 宽带放大和低通滤波
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