[实用新型]基于直接数字合成技术的声光驱动器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种声光驱动器，特别是基于直接数字合成技术(DDS)的声光驱动器。

背景技术

在工业、科研的很多领域，声光器件都有很多应用，例如：快速光谱分析，声光调Q激光，声光移频，声光斩波，声光主动锁模激光等等。原有的声光驱动器主要由压控振荡的频率综合器和射频控制与放大器两部分组成。传统上采用压控振荡器(VCO)作为可调谐的频率综合器，通过施加不同的电压控制输出频率，输出的射频信号通过射频控制与放大器进行功率放大。这种类型的声光驱动器输出频率不够精确，稳定，其频率漂移往往达到数兆赫兹，而且使用时需要额外提供一个精确，稳定的模拟控制电压，十分不方便。我们发明了一种基于直接数字合成技术(DDS)的声光驱动器，主要由频率综合器、逻辑控制器、参考时钟、射频控制与放大器组成。其优点是输出频率更加精确，稳定，分辨率高，并且频率转换速度快；数字控制，不需要外加模拟电压，使用灵活方便，便于同数字工控设备协同工作；采用大规模集成电路，可靠性高，升级方便。十分适合工业、科研使用。

发明内容

本实用新型的目的是提供了一种基于直接数字合成技术(DDS)的声光驱动器，用来取代传统的压控振荡器声光驱动器。其特征是使用了直接数字合成的频率综合技术。

本实用新型所提供的基于直接数字合成(DDS)技术的声光驱动器，由频率综合器、逻辑控制器、参考时钟、射频控制与放大器和电源管理模块构成：所述的逻辑控制器与频率综合器连接，基于单片机的逻辑控制器，接受控制键和可编程数字控制端口输入的数字控制信号，在逻辑控制器的控制下，频率综合器输出频率和幅度的波形，提供液晶显示屏显示工作状态；所述的参考时钟与频率综合器连接，提供基准时钟信号给频率综合器；所述的射频控制与放大器与频率综合器连接，将频率综合器所产生的高频信号进行预放大、滤波、幅度控制、末级功率放大后输出；所述的电源管理模块将电源连接到各个单元器件。

本实用新型所述的频率综合器采用专用的DDS芯片，在逻辑控制器的控制下，输出所需的频率和幅度的波形。频率综合器对从逻辑控制器传来的频率数进行计算，算出每个时钟周期需要增加的相位，再通过相位累加计算出下一个时钟周期需要输出的相位。然后通过储存在芯片内部的相位—振幅关系函数，计算出该时刻应该输出的幅度，经过低通滤波器平滑处理，即可输出需要的频率和幅度的波形。

本实用新型所述的逻辑控制器，采用通用的单片机作为控制核心，与控制键、液晶显示屏、可编程数字控制端口、外部通用串行端口、在线编程接口连接，控制频率综合器的输出频率和幅度；接受外界控制键和可编程数字控制端口输入的数字控制信号，提供液晶显示屏显示当前工作状态；可编程数字控制端口与外部通用串行端口，便于同工控机协同使用；具备在线编程功能，具有极强的扩展性能和弹性。同时具有专门的记忆体芯片和监控芯片，当发生异常断电或者死机时，将当前工作状态记忆下来，在下一次启动之后自动恢复到原来的工作状态。

本实用新型所述的参考时钟为产生基准时钟信号的单元，提供基准时钟信号给频率综合器。可以使用普通的石英晶体振荡器以供低成本使用。当作精密应用时，也可以使用原子钟等高档频率源，此时可以充分发挥本实用新型输出频率精确，稳定的优点。

本实用新型所述的射频控制与放大器将频率综合器输出的波形进行预放大，滤波，幅度控制，和末级功率放大然后输出驱动声光器件，并且提供了模拟幅度调制的功能。

本实用新型所述的电源管理模块将外界的电源进行整流，提供给其他各个单元器件。

本实用新型所提供的DDS声光驱动器的机理是：直接使用全数字的方式直接合成所需的频率和幅度的波形。频率综合器对从逻辑控制器传来的频率数进行计算，算出每个时钟周期需要增加的相位，再通过相位累加计算出下一个时钟周期需要输出的相位。然后通过储存在芯片内部的相位—振幅关系函数，计算出该时刻应该输出的幅度，经过低通滤波器平滑处理，即可输出需要的频率和幅度的波形。然后将该波形放大，控制幅度，输出去驱动声光器件。该发明改善了输出驱动信号的频率精确性，稳定性和分辨率，并且使得驱动信号频率转换速度快；数字控制，不需要外加模拟电压，使用灵活方便，便于同数字工控设备协同工作；采用大规模集成电路，可靠性高，升级方便。十分适合工业、科研使用。