基于STM32的双路信号源及配置平台设计

图中PPT表示相位截断杂散，DAC Images表示输出镜像频率造成的杂散，DH2、DH3分别是二、三次谐波引起杂散，可见杂散分量主要由镜像频率分量引起。杂散数据表如表1所示。

从数据表中可知相位截断（PPT）杂散为（-70.017dBc），可以忽略。在DAC输出插入低通滤波器后，AD9958输出会明显改善，输出谱及波形如图6所示。

图6 滤波后输出频谱及时域波形

根据AD9958性能参数，所需设计的低通滤波器指标如下：

类型：椭圆LC滤波器

通带截止频率：f_c=200MHz

通带纹波：ε=0.3

阻带及衰减f_s=230MHz，50dB

输入输出匹配阻抗：100Ω

最终设计出的滤波器结构参数及仿真结果如图7(a)、(b)所示。

图7(a) 7阶椭圆低通滤波器结构及参数

图7(b) 7阶椭圆低通滤波器幅频响应

2.2 信号源输出电路

由于AD9958频率输出是一个电流型输出，等效模型为内阻为100KΩ的电流源。DAC输出电流的满量程值由外部电阻RSET决定，计算公式如下：

而需要设计的信号源是电压型输出并能提供一定的输出驱动能力，所以需要对ADC输出进行转换，并在滤波器后插入缓冲放大器。若采用中心抽头变压器进行电流电压变换，在低频时会造成插入损耗过大，固直接通过终端电阻来转换。输出驱动放大器采用高速放大器ADA4891-2。

ADA4891是一款CMOS、高速、高性能、低成本放大器，具有单电源供电，输入电压范围可扩展至负电源轨300mV以下，轨到轨输出级使输出摆幅可以达到各供电轨50mV以内，以提供最大的动态范围，线性输出电流150mA（-50dBc时），-3dB带宽为240MHz，功耗仅为4.4mA。最终设计的输出电路如图8所示。

图8 AD9958输出转换及驱动电路

3 配置平台设计

配置平台主要由控制器和上位机软件构建，二者之间通过配置接口实现命令数据交互，完成 DDS的配置、控制，参数读取。控制器选用STM32F107，上位机软件以VC6.0为平台来设计，通过串口控件MSComm实现通信。 STM32F107是以Cortex-M3为内核的一款32位处理器，采用该器件主要是基于以下几点原因：

1)接口丰富，带USART，SPI（SCK时钟可达36MHz，单线双线模式）。

2)含内部FLASH，可以将配置数据保存，无需外加非易失存储器。

3)性能优异，功耗低。