程控任意波形功率電源的研究

3．2 地址計(jì)數(shù)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器電路
通過可變頻率時(shí)鐘控制地址計(jì)數(shù)器產(chǎn)生連續(xù)的地址以讀取相應(yīng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器內(nèi)的波形數(shù)據(jù)，即可實(shí)現(xiàn)不同數(shù)字波形的生成。波形數(shù)據(jù)的深度為36，因此相位分辨率為360°÷36=10°。由于兩路輸出信號(hào)是相互獨(dú)立的，在雙路輸出具有一定相位差的信號(hào)時(shí)需要經(jīng)計(jì)算后分別改變地址計(jì)數(shù)器的初始預(yù)置數(shù)以進(jìn)行輸出波形初始相位的調(diào)節(jié)。
波形數(shù)據(jù)寬度為16 bits，數(shù)據(jù)深度為36，以存儲(chǔ)10種波形數(shù)據(jù)計(jì)算，則共需36x10x2 Bytes=720 Bytes的存儲(chǔ)空間。實(shí)際配置1 KBytes的存儲(chǔ)空間，同時(shí)為了實(shí)現(xiàn)能夠通過單片機(jī)寫入數(shù)據(jù)而達(dá)到改變波形的目的，采用雙口RAM比較方便。由于輸出數(shù)據(jù)寬度為16 bits，因此只需9 bits的地址線即可，則地址計(jì)數(shù)器配置輸出數(shù)據(jù)寬度為9 bits的計(jì)數(shù)器，同時(shí)計(jì)數(shù)器的預(yù)置數(shù)端用以預(yù)置初始值以改變輸出波形的初始相位，該預(yù)置數(shù)經(jīng)由鎖存器鎖存后輸出至預(yù)置端。此外，由于單片機(jī)數(shù)據(jù)寬度為8 bits，故雙口RAM的寫入數(shù)據(jù)寬度配置為8 bits，其地址線寬度為10 bits，而輸出數(shù)據(jù)寬度為16 bits。該部分電路全部由FPGA芯片配置而實(shí)現(xiàn)。
3．3 D／A轉(zhuǎn)換及幅度調(diào)節(jié)電路
模擬波形重建采用DAC MAX5885芯片，其參考基準(zhǔn)電源由DAC1210芯片控制以實(shí)現(xiàn)幅度調(diào)節(jié)的目的。
MAX5885先進(jìn)的16位、200 Msps數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)，滿足設(shè)計(jì)的要求。該DAC工作于3．3 V單電源，可提供無以倫比的動(dòng)態(tài)性能，如77 dBc的無雜散動(dòng)態(tài)范圍(SFDR)(fout=10 MHz時(shí))。該DAC支持200 Maps的更新速率，且功耗小于200 mW。
MAX5885采用電流導(dǎo)引結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)支持滿量程輸出電流范圍2～20 mA，允許差分電壓輸出擺幅在0．1 Vpp至1 Vpp之間。MAX5885具有集成的1．2 V帶隙基準(zhǔn)和控制放大器，以保證高精度和低噪聲特性。此外，單獨(dú)的基準(zhǔn)輸入允許用戶外接基準(zhǔn)，以獲得最大的靈活性和提高增益精度。MAX5885的數(shù)字和時(shí)鐘輸入設(shè)計(jì)為CMOS兼容電平。
采用DAC1210實(shí)現(xiàn)數(shù)字控制模擬信號(hào)增益時(shí)，將其電路輸出設(shè)計(jì)為：

其中D為數(shù)據(jù)寬度12 bits的數(shù)字量。這樣，即可通過設(shè)置DAC1210的數(shù)字量來控制輸出電流的大小，而另一路電壓輸出可以由電流-電壓轉(zhuǎn)電路實(shí)現(xiàn)。