文中介紹一種基于DDFS(直接頻率合成)技術的可編程音頻儀器測試信號源設計。該系統(tǒng)采用單片機作為控制器,以FPGA(現(xiàn)場可編程門陣列)作為信號源的主要平臺,利用DDFS技術產生一個按指數(shù)衰減的頻率可調正弦衰減信號。測試結果表明,該系統(tǒng)產生的信號其幅度可以按指數(shù)規(guī)律衰減;其頻率可以在1~4 KHz頻率范圍內按1 Hz步長步進??梢苑奖愕挠糜跍y試音頻儀器設備的放大和濾波性能。
在各種音頻儀器設備的設計和維護中,廣泛利用音頻信號源測試這些設備的工作狀態(tài)和性能指標。放大器和濾波器是音頻設備中兩個基本功能模塊,所以測試設備的放大性能和濾波性能必不可少。因此,需要有一套能為放大、濾波性能測試提供標準測試源的音頻測試信號源。設計和制作一套供音頻設備測試用(放大器和濾波器)的高性能音頻信號源有重要的工程意義和實用價值。
通常放大器的測試源用的是單頻的不同幅度的正弦信號作為激勵源——小幅度信號用于測試放大器的靈敏度,大信號用于測試放大器對大信號的承受能力,大的動態(tài)范圍用于表征放大器具有很強的對信號大小的適應能力;濾波性能的測試通常是采用不同頻率的等幅正弦波作為激勵源,以用于測試電路對不同頻率信號的加權能力——頻率響應。綜上所述,對音頻儀器設備的測試源的設計和選擇有幅度可變、頻率可調兩個基本要求。通常的激勵源只能做到單一的幅度可調(而頻率不變)或者頻率可調(而幅度不變),沒有二者皆同時可調,這樣就導致了測試效率極低。為了提高測試效率,可以采用以正弦為載波包絡按指數(shù)衰減的信號作為測試源。
1原理及仿真
1.1設計原理
如圖1所示,該信號為按指數(shù)衰減的正弦信號,即其包絡為單邊衰減的指數(shù)信號,包絡內是按正弦載波振蕩的。這樣指數(shù)衰減的包絡能反映出信號由大到小的變換規(guī)律,能滿足放大性能動態(tài)范圍的測試;而頻率可調可以方便頻率響應的測試。