【精品课件】正弦信号发生器设计
VHDL正弦信号发生器设计
VHDL正弦信号发生器设计第一章绪论 (III)1.1 课题的研究背景与意义 (III)1.2 课题的国内外研究现状 (III)1.3 本文主要研究内容 (IV)第二章主要工具及其应用................................... 错误!未定义书签。
2.1 硬件设计技术...................................... 错误!未定义书签。
2.2 常用工具.......................................... 错误!未定义书签。
2.2.1 EDA .......................................... 错误!未定义书签。
2.2.2 VHDL ......................................... 错误!未定义书签。
2.2.3 DAC0832 ...................................... 错误!未定义书签。
2.3 本章小结.......................................... 错误!未定义书签。
第三章系统设计与实现 (VII)3.1倍频器模块 (VII)3.2主程序模块 (VII)3.3 波形显示模块 (VIII)3.4 频率显示模块 (VIII)第四章软件仿真 (IX)第五章硬件测试 (X)5.1 编译 (X)5.2 引脚的锁定 (XI)5.3 编程下载 (XI)5.4 硬件验证 (XII)5.5 波形显示 (XII)参考文献第一章绪论1.1 课题的研究背景与意义信号发生器作为一种常用的信号源，在现代通信领域和测量领域得到广泛的应用。
本文设计了基本设计方案，在现有单一信号发生器的基础上，加上其它信号模块，通过组合与设计，用数模转换器（D/A）将选中的信号源发出的信号由数字信号转换为模拟信号，再用示波器显示出来，其信号发生器的结构框图如图1-1所示。
《正弦信号发生器》课件
特点：频率、幅 度、相位等参数 可精确控制，稳 定性高，易于实
现多功能
应用：广泛应用 于通信、雷达、 电子测量等领域
发展趋势：随着 技术的发展，数 字式正弦信号发 生器正在向高精 度、高稳定性、 多功能方向发展。
原理：通过合成器产生正弦波 优点：频率稳定度高，输出信号质量好 缺点：成本较高，体积较大 应用：主要用于高精度测量和科研领域
测量方法：使用 相位噪声分析仪 或频谱分析仪
性能指标：相位噪 声越低，信号质量 越高，测量精度越 高
正弦信号发生器的 使用方法
打开电源，确 保设备处于正
常工作状态
连接信号发生 器与被测设备， 确保连接正确
无误
设置信号发生 器的频率、幅 度、相位等参
数
启动信号发生 器，观察被测 设备的响应情
况
调整信号发生 器的参数，直 至被测设备达
频率精度：正弦 信号发生器的频 率精度是指其产 生的正弦信号的 频率与实际频率 的偏差，通常以 Hz为单位。
定义：频率分辨率是指正弦信号发生器能够产生的最小频率间隔
重要性：频率分辨率是衡量正弦信号发生器性能的重要指标之一
影响因素：频率分辨率受到信号发生器内部电路、信号处理算法等因素的影响
提高方法：可以通过优化信号发生器内部电路、改进信号处理算法等方式提高频率分辨 率
20世纪初，正弦信号发生器 逐渐普及，成为电子测量仪 器的重要组成部分
20世纪中叶，随着电子技术 的发展，正弦信号发生器开 始向数字化、智能化方向发 展
21世纪初，正弦信号发生 器已经广泛应用于各个领域， 如通信、电子、电力等
目前，正弦信号发生器正在 向高精度、高稳定性、多功 能方向发展，以满足不同领 域的需求
科学研究和实验
正弦信号发生器的设计
实验四正弦信号发生器的设计1. 实验的目的和要求熟悉QuartusII 及其LPM_ROM 与FPGA 硬件资源的使用方法。
2．实践内容或原理正弦信号发生器的结构由3部分组成，数据计数器或地址发生器、数据ROM 和D/A 。
性能良好的正弦信号发生器的设计，要求此3部分具有高速性能，且数据ROM 在高速条件下，占用最少的逻辑资源，设计流程最便捷，波形数据获最方便。
图1所示是此信号发生器结构图，顶层文件SINGT.VHD 在FPGA 中实现，包含2个部分：ROM 的地址信号发生器由5位计数器担任，和正弦数据ROM ，其原理图如图2所示。
据此，ROM 由LPM_ROM 模块构成能达到最优设计，LPM_ROM 底层是FPGA 中的EAB 或ESB 等。
地址发生器的时钟CLK 的输入频率f 0与每周期的波形数据点数（在此选择64点）以及D/A 输出的频率f 的关系是：640f f图1 正弦信号发生器结构图图2 正弦信号发生器原理图图3 正弦波的64个点的输入在Quartus II上完成正弦信号发生器设计，包括仿真和资源利用情况了解（假设利用Cyclone器件）。
最后在实验系统上实测，包括SignalTap II测试、FPGA中ROM的在系统数据读写测试和利用示波器测试。
最后完成EPCS1配置器件的编程。
3. 实验仪器（1）GW48系列SOPC/EDA实验开发系统（2）配套计算机及Quartus II 软件4.实践步骤或环节(1) 建立工程文件夹。
(2) 生成6位二进制计数器原理图。
（3）定制LPM_ROM元件。
（4）仿真。
（5）选择实验电路模式5，进行引脚下载配置。
（6）嵌入式逻辑分析仪的设置。
5. VHDL仿真实验（1）6位二进制计数器的仿真程序：LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITY CNT6b ISPORT (CLK,RST,EN: IN STD_LOGIC;CQ: OUT STD_LOGIC_VECTOR (5 DOWNTO 0);COUT:OUT STD_LOGIC);END CNT6b;ARCHITECTURE behav OF CNT6b ISBEGINPROCESS(CLK,RST,EN)VARIABLE CQI:STD_LOGIC_VECTOR(5 DOWNTO 0); BEGINIF RST='1'THEN CQI:=(OTHERS=>'0');ELSIF CLK'EVENT AND CLK='1' THENIF EN='1' THENCQI:=CQI+1;END IF;END IF;IF CQI=63 THEN COUT<='1';ELSE COUT<='0';END IF;CQ<=CQI;END PROCESS;END behav;（2）RTL电路（3）时序仿真波形：（4）硬件验证选择试验箱的模式为模式5，时钟CLK选择为CLOCK0（PIN_28脚）,频率f=65536Hz,EN对应的引脚编号PIN-233，RST对应的引脚编号PIN-234，COUT对应的引脚编号PIN-1，Q[7..0]对应的引脚编号PIN-20,19,18,17,16,15,14,13.（5）逻辑分析仪的测试波形6.实践教学报告要求（1）详细分析各模块的逻辑功能，及其他们工作原理，详细记录并分析实验内容和实验内容的过程和结果，完成实验报告。
正弦信号发生器课程设计
正弦信号发生器一、顶层VHDL文件设计（一）设计ROM初始化数据文件初始化数据文件格式有2种：Memory Initialization File (.mif)格式文件，或Hexadecimal (Intel-Format) File (.hex)格式。
以下以64点正弦波形数据为例分别说明：建立.mif格式文件。
首先选择ROM数据文件编辑窗，即在File 菜单中选择“New”，并在New窗中选择“Other files”项，并选“Memory Initialization File”，点击OK后产生ROM数据文件大小选择窗。
这里采用64点8位数据的情况，可选ROM的数据数Number为64，数据宽Word size取8位。
点击“OK”，将出现如图3-12的空的mif数据表格，表格中的数据为10进制表达方式，任一数据（如第三行的99）对应的地址为左列于顶行数之和）。
将波形数据填入此表中，完成后在File菜单中点击“Save as”，保存此数据文件，在这里不妨取名为.sdata.mif。
自动生成文件LIBRARY ieee;USE ieee.std_logic_1164.all;LIBRARY altera_mf;USE altera_mf.altera_mf_components.all;ENTITY data_rom ISPORT(address : IN STD_LOGIC_VECTOR (5 DOWNTO 0);inclock : IN STD_LOGIC ;q : OUT STD_LOGIC_VECTOR (7 DOWNTO 0));END data_rom;ARCHITECTURE SYN OF data_rom ISSIGNAL sub_wire0 : STD_LOGIC_VECTOR (7 DOWNTO 0); COMPONENT altsyncramGENERIC (intended_device_family : STRING;width_a : NATURAL;widthad_a : NATURAL;numwords_a : NATURAL;operation_mode : STRING;outdata_reg_a : STRING;address_aclr_a : STRING;outdata_aclr_a : STRING;width_byteena_a : NATURAL;init_file : STRING;lpm_hint : STRING;lpm_type : STRING);PORT (clock0 : IN STD_LOGIC ;address_a : IN STD_LOGIC_VECTOR (5 DOWNTO 0);q_a : OUT STD_LOGIC_VECTOR (7 DOWNTO 0));END COMPONENT;BEGINq <= sub_wire0(7 DOWNTO 0);altsyncram_component : altsyncramGENERIC MAP (intended_device_family => "Cyclone",width_a => 8,widthad_a => 6,numwords_a => 64,operation_mode => "ROM",outdata_reg_a => "UNREGISTERED",address_aclr_a => "NONE",outdata_aclr_a => "NONE",width_byteena_a => 1,init_file => "stada.mif",lpm_hint=>"ENABLE_RUN TIME_MOD=YES,INSTANCE_NAME=none", lpm_type => "altsyncram")PORT MAP (clock0 => inclock,address_a => address,q_a => sub_wire0);END SYN;（二）创建工程和编辑设计文件正弦信号发生器的结构由3部分组成：数据计数器或地址发生器、数据ROM和D/A。
正弦信号发生器
应用领域
通信领域
用于调制解调、无线通信等，提供稳定的载波信 号。
音频领域
用于音频设备测试、音响系统调校等，提供纯净 的正弦波信号。
科学实验
用于各种物理、化学、生物实验中，模拟各种波 形信号。
重要性
稳定性高
正弦信号发生器产生的信号稳定度高，频率、幅度等参数可精确 控制。
应用广泛
正弦信号发生器在各个领域都有广泛应用，为科学研究和技术开发 提供重要支持。
问题3
无法正常开机：解决方案 - 检查电源 连接和设备故障，如有需要请联系专 业维修人员。
问题4
输出不稳定：解决方案 - 重新启动设 备，检查连接线是否牢固，如问题持 续存在，可能需要校准设备。
05
正弦信号发生器的未来发展
技术发展趋势
数字化
正弦信号发生器将进一步向数字 化发展，实现更精确的信号控制
正弦信号发生器
• 正弦信号发生器概述 • 正弦信号发生器的种类 • 正弦信号发生器的性能指标 • 正弦信号发生器的使用方法 • 正弦信号发生器的未来发展
01
正弦信号发生器概述
定义与工作原理
定义
正弦信号发生器是一种能够产生 正弦波信号的电子设备。
工作原理
正弦信号发生器通过振荡电路产 生正弦波，并通过调节频率、幅 度等参数，输出所需信号。
数字信号发生器
数字信号发生器采用数字技术来产生正弦波，具 有较高的频率范围和精度。
数字信号发生器通常具有更好的稳定性和可靠性， 能够产生更高质量的信号。
数字信号发生器广泛应用于通信、雷达、电子战 和测试等领域。
合成信号发生器
1
合成信号发生器采用数字合成技术来产生正弦波， 具有非常高的频率范围和精度。
项目七 正弦波信号发生器的设计
–Uo(sat)
正弦波信号发生器的设计
3. 理想运放工作在线性区的两条分析依据 i–
u– u+
∞ – + i+ +
uo = Auo(u+– u– )
uo
1)由于Auo→∞，而输出电压uo 是一个有限的数值
uo u u 0 Auo
u u
称为“虚短”。
2) rid→∞，且u+－u-≈0 输入电流约等于 0， 即 i+= i– 0 ，称“虚断” Auo越大，运放的线性范围越小，必须加负反馈才 能使其工作于线性区。
正弦波信号发生器的设计
注意：为什么只对直接耦合多级放大电路 提出这一问题呢？原来温度的变化和零点 漂移都是随时间缓慢变化的，如果放大电 路各级之间采用阻容耦合，这种缓慢变化 的信号不会逐级传递和放大，问题不会很 严重。但是，对直接耦合多级放大电路来 说，输入级的零点漂移会逐级放大，在输 出端造成严重的影响。特别时当温度变化 较大，放大电路级数多时，造成的影响尤 为严重。
正弦波信号发生器的设计
运 算 放 大 器 外 形 图
正弦波信号发生器的设计
7.2、差分式放大电路
7.2.1. 基本差分式放大电路
集成运算放大器实质上就是一个高放大倍数的多级直接耦合放 大电路。直接耦合放大电路的主要缺点是存在零点漂移问题。 所谓零点漂移，指的是当无信号输入时，由于工作点不稳定被逐 级放大，在输出端出现静态电位缓慢不规则地变化的现象。 产生零点漂移的原因:如电源电压的波动、元件参数随温度的变 化、元器件的老化等。在多级放大电路中，第一级的漂移影响尤 为重要，必须采取措施有效地抑制零点漂移。为此，集成运放的 输入级常采用差分放大电路来有效地抑制零点漂移。 差分放大电路又称差动放大电路，是放大两个输入信号之差。由 于它在电路和性能方面有很多优点，因而成为集成运放的主要组 成单元。
正弦信号发生器设计
正弦信号发生器作者：程锟、晏婷婷、覃雄伟摘 要：本设计以凌阳SPCE061A 单片机为核心，基于直接数字频率合成（DDS ）技术制作了一个频率值能任意调节的多功能信号源。
该信号源在1KHZ~10MHZ 范围能输出稳定可调的正弦波，并具有AM 、ASK 和PSK 等调制功能。
信号输出部分采用电流放大型宽带运放做电流放大，再用宽带电压运放做电压放大，很好地解决了带宽和带负载能力的要求。
系统采用液晶显示模组CPCL501显示和键盘控制功能，在Ω50负载电阻下输出的电压峰-峰值p p V -≥1V 可调。
一、方案论证与选择1.题目分析：本设计要求可以输出较宽频带且频率稳定度足够高的正弦信号，并且具有一定的负载能力，同时可输出指标满足要求的AM 、ASK 、PSK 信号。
综合题目指标要求及相关分析，得到该设计的功能框架图如图一所示。
本设计可分为以下几个部分：频率合成模块、AGC （自动增益控制）模块、幅度控制模块、功率放大模块、调制模块及人机交流模块。
图一 功能模块框图2.方案比较（1）正弦信号发生模块方案一：采用反馈型LC 振荡原理。
选择合适的电容、电感就能产生相应的正弦信号。
其中电容采用变容二极管，通过控制二极管的电压来改变电容， 最终控制输出信号频率。
此方案器件比较简单，但是难以达到高精度的程控调节，而且稳定度不高。
方案二：采用FPGA 器件。
将某一标准正弦信号经过高速采样后送到外部存储器中储存好，然后用一个计数器产生地址读出存储器中的数据后送到D/A 转换器件中输出，可以通过改变计数器的参数，改变地址信号，实现，也可以通过处理数据改变信号的幅度。
但是此方案的输出波形受时钟影响较大，且不易于控制步进和进行功能扩展。
方案三：采用直接频率合成集成芯片AD9851。
AD9851是AD 公司生产的DDS 芯片，带并行和串行加载方式，AD9851 内含可编程DDS 系统和高速比较器,能实现全数字编程控制的频率合成。
正弦波信号发生器制作ppt
5、注意:集成运算放大器电源端要加入滤波电容。
正弦波发生器所用元件
1、14脚IC座;集成运算放大器LM324。 2、10k电位器。 3、电阻若干。 4、二极管1N4148、 5、电容若干。
电压比较器及弛张振荡器
UrH ui UoL
(b)
图7–52迟滞比较器电路及传输特性 (a)电路; (b)传输特性
F正
Uf Uo
R1 R1 R2
(7–59)
电路中R及带温度补偿得稳压管(VZ1、
VZ2)组成输出限幅电路,使输出电压得高
低电平限制在±(UVZ+UVD)。下面我们来
分析该电路得传输特性。
因为信号加在运放反相端,所以ui为负
例1:
⑴、试分析D1、D2自动稳幅原理; ⑵、估算输出电压V0m;(VD=0、6V) ⑶、试画出若R2短路时,输出电压V0得波形; ⑷、试画出若R2开路时,输出电压V0得波形;
解: ⑴、稳幅原理 当v0幅值很小时, D1、D2
接近开路,R’3=2、7K。
AV R2 R3' R1 / R1 3.3
UrH
ui
UoL
(b)
图7–54同相输入迟滞比较器及其传输特性 (a)电路;(b)传输特性
7–4–2弛张振荡器
弛张振荡器即方波–三角波产生器。 对于方波信号发生器,其状态有时维持不 变,而有时则发生突跳。为区别于正弦振 荡器,人们将这种有张有弛得信号发生器 称之为弛张振荡器。
弛张振荡器必须就是一个正反馈电路, 它由两部分组成:一部分就是状态记忆电 路;另一部分就是定时电路,即控制状态转 换时间得电路。如图7–55所示,一般用迟 滞比较器作为状态记忆电路,而用积分器 作为定时电路。
正弦信号发生器设计1
目录摘要1．系统方案选择与论证1.1正弦信号输出方案1.2信号调制方案2．系统的总体设计与实现2.1系统正弦信号发生器的设计2.1.1正弦信号的仿真和分析2.1.2其他信号的仿真和分析2.2系统调制模块的设计2.2.1调幅电路（AM）2.2.2调频电路（FM）2.2.3 PSK电路2.2.4 ASK电路3.总结4.附录正弦信号发生器（A题）摘要：本系统是以ICL8038集成芯片为核心器件，附加线性调制电路，滤波和积分放大电路等模块组成的一种正弦信号发生器，制作简单，功能多。
所得到的信号输出稳定度和线性度满足题目要求，在输出的正弦信号的幅度上可以实现1V～6V内任意可调，输出频率范围虽然没有达到题目所要求的1KHz～10MHz范围，的是我们实现了在1Hz～1MHz范围内任意可调。
本文主要介绍了正弦信号发生器的设计与其所具有的功能，实现了竞赛题目的基本部分和提高部分的一些功能要求。
系统的硬件分为六个模块，即正弦信号产生模块，AM调幅电路模块，FM调频电路模块，PSK电路模块，ASK电路模块，单片机控制器与键盘显示电路模块。
一、正弦信号输出方案分析与论证正弦信号的产生可以分为以下两种方法:其一，可用专用的芯片产生，如MAX038，ICL8038等。
使用MAX038芯片，设计简单，可以产生精度和稳定度高，且频率范围大的正弦信号。
其二，采用数字合成方案（DDS），DDA技术频率高、转换速度快、信号纯度高、相位可控、输出信号无电流脉冲叠加、输出平稳渡过且相位和保持连续变化。
其方案原理流程图如下：DDS原理框图从题目要求来看，要求设计的正弦信号发生器的精度和稳定度都很高。
MAX038专用信号发生芯片在现在的条件下不能进行设计和相关的仿真，DDS方案的复杂度和难度都非常大，因此不容易实现。
从各个方面的因素来考虑，并且根据现有条件和自身的实际情况，我们采用芯片产生的方法，用的是ICL8038芯片。
ICL8038是一种具有多种波形输出的精密振荡集成电路, 只需调整个别的外部组件就能产生从0.001Hz～1MHz 的低失真正弦波、三角波、矩形波等脉冲信号。
演示文稿正弦波信号发生器制作ppt
当v0幅值较大时， D1或D2
导通，R’3减小，AV下降。
V0 幅值趋与稳定。
⑵.估算输出电压V0m (VD=0.6V)
稳幅时： AV 9.1K R3' 5.1K / 5.1K 3
R3' 1.1K
I
I 0.6V
1.1K
V0m
1.1K 5.1K 9.1K
15.3K 0.6V V0m 1.1K 5.1K 9.1K
Af
1
Rf R1
3
当电路达到稳定平衡状态时：
•
AV 3
•
FV
Vf Vo
路的稳幅过程
振荡电路的稳幅作用是靠热敏电阻R1实现的。R1是正 温度系数热敏电阻，当输出电压升高，R1上所加的电压 升高，即温度升高，R1的阻值增加，负反馈增强，输出 幅度下降。反之输出幅度增加。若热敏电阻是负温度系 数，应放置在Rf 的位置。
其反相输入端加信号ui，同相输入端加参 考电压(ur)。比较器一般是开环工作，其增 益很大。所以，当ui ＜ ur时，输出为 “高”；反之，当ui ＞ ur时，输出为 “低”。而当ui接近ur时，输出电平发生转 换，此刻同相端和反相端可看成“虚短 路”。其它时刻U+与U-可能差得很远(即 U+≠U-)。电压比较器的输入为模拟量，输 出为数字量(0或1)，可作为模拟和数字电 路的接口电路，也可作为一位模–数转换 器，在实际中有着广泛应用。
（优选）正弦波信号发生器制 作ppt
正弦波振荡电路的振荡条件
正弦波振荡电路就是一个没有输入信号的 带选频网络的正反馈放大电路。
•
•
•
•
•
→ X a X i X f
Xa X f
振荡条件
正弦信号发生器设计方案
正弦信号发生器设计方案1 引言为了精确地输出正弦波、调幅波、调频波、PSK及ASK等信号，并依据直接数字频率合成(Direct Digital FrequencySvnthesizer，简称DDFS)技术及各种调制信号相关原理，设计了一种采用新型DDS器件产生正弦波信号和各种调制信号的设计方法。
采用该方法设计的正弦信号发生器已广泛用于工程领域，且具有系统结构简单，界面友好等特点。
2 系统总体设计方案图1给出系统总体设计方框图，它由单片机、现场可编程门阵列(FPGA)及其外围的模拟部分组成。
在FPGA的内部数字部分中，利用FPGA内部的总线控制模块实现与键盘扫描、液晶控制等人机交互模块的通信，并在单片机与系统工作总控制模块之间的交互通信中起桥梁作用。
系统工作总控制可统一控制各个时序模块；各时序模块用于完成相应的控制功能。
在模拟部分中，利用无源低通滤波器及放大电路，使AD9851型DDS模块的输出信号成为正弦波和FM调制信号；再利用调幅电路，使FPGA内部DDS模块产生的信号与AD9851输出的载波信号变为调幅信号，同时在基带码控制下通过PSK/ASK调制电路得到PsK和ASK信号。
最后，各路信号选择通道后，经功率放大电路驱动50Ω负载。
3 理论分析与计算3．1 调幅信号调幅信号表达式为：式中：ω0t，ωt分别为调制信号和载波信号的角频率；MA为调制度。
令V(O)=Vocos(ω0t)，V(ω)=MAcos(ωt)，则V(t)=V(O)+V(O)V(ω)。
故调幅信号可通过乘法器和加法器得到；通过改变调制信号V(ω)的幅值改变MA，V(ω)的范围为0．1～l V，MA 对应为10％~100％。
3．2 调频信号采用DDS调频法产生调频信号，具体实现方法：通过相位累加器和波形存储器在FPGA内部构成一个DDS模块，用于产生1 kHz的调制信号。
其中，波形存储器的数据即为调制信号的幅度值。
将这些表示幅度值的数据直接与中心频率对应的控制字相加，即可得到调频信号的瞬时频率控制字，再按调制信号的频率切换这些频率控制字，即可得到与DDS模块输出相对应的调频信号。
正弦信号发生器方案设计
正弦信号发生器设计方案一、方案比较论证所有方案可按模拟式和数字式分为两大类模拟式：①利用电阻、电容、运放等传统器件搭建LC或RC正弦信号发生器。
通过改变电路中的元件的参数值来调节输出频率。
这种方式成本低廉，但由于采用大量分立器件，受其工作原理的限制频率稳定度较低（只有10-3量级）。
另外实现扩展功能中的各种调制等也比较麻烦，电路复杂，调试困难，精度差。
②采用专用信号发生芯片MAX038来实现正弦信号波形的输出。
是美信公司的低失真单片信号发生集成电路，内部电路完善，使用该器件能够产生精确的高频三角、锯齿、正弦及方波。
使用该芯片设计简单，但扩展功能电路部分实现起来和采用分立器件同样复杂，而且频率精度和稳度均难以达到要求。
③采用基于锁相环（PLL）技术或者非线性器件频率变换技术的频率合成器。
由晶体振荡器和锁相环组成的系统中，前者保证工作频率稳定度，后者完成输出频率的调整，但是这时输出频率只能是晶体谐振频率的整数倍。
故虽然频率稳定能达到要求却很难做到频率输出范围1KHZ—10MHZ和100HZ步进的要求。
数字式：①采用AD公司专用的DDS芯片AD9851合成FM和AM的载波，采用传统的模拟调制方式来实现AM调制和FM调制。
但该方案需要额外的模拟调制FM和AM的调制电路，且制作和调制电路都比较麻烦，还难免引入一定的干扰，而且此方案中的PSK调制也不容易实现。
②采用AD公司的AD9856作为调制芯片，是内含DDS的正交调制芯片，可以实现多进制的数字幅度调制，多进制的数字相位调制和多进制的数字幅度相位联合调制。
故AM 调制，PSK调、ASK调制都可以通过它实现但是AD9856不便于调频且控制复杂。
③利用微处理器和DAC实现DDS信号产生器。
微处理器能够实现DDS的电路结构，即实现相位累加器、波形的数据表、同时实现数字/模拟转换器的控制时序。
利用微处理器完成加法运算需要读取的数据进行运算，再把运算结果送到目标单元。
制作一个正弦信号发生器的设计
制作一个正弦信号发生器的设计
一、正弦信号发生器的概念
正弦信号发生器是一种可以产生所需频率的正弦波信号的设备，可以
帮助开发者测量和分析频率特性，也可以用于相关系统的诊断。
正弦信号
发生器可以产生指定频率的正弦波形，以满足不同系统的需求。
它也可以
通过波形对比法进行精确的波形测量，用于分析电子系统特性。
（1）电路设计
正弦信号发生器的电路设计主要有两种：一种是基于模拟电路的设计，另一种是基于数字电路的设计。
（1）模拟电路
模拟电路设计采用的是电路模块，主要有振荡器、滤波器、缓冲器和
调制电路。
（a）振荡器
振荡器主要由振荡电路和调整元件组成，振荡器的作用是形成振荡的
正弦波，以满足信号发生器产生不同频率的要求。
（b）滤波器
滤波器的作用是滤除振荡器产生的额外噪声，以得到纯净的正弦信号。
（c）缓冲器
缓冲器的主要作用是将振荡器的正弦波输出，缓冲器的作用是减少信
号失真，使正弦波更加完美。
（d）调制电路
调制电路的作用是对信号发生器产生的正弦波进行调制，使其能够输出更加稳定的信号频率。
（2）数字电路
采用数字电路设计的正弦信号发生器。
正弦波信号发生器设计(课设)
课程设计I(论文)说明书(正弦波信号发生器设计)2010年1月19日摘要正弦波是通过信号发生器，产生正弦信号得到的波形，方波是通过对原信号进行整形得到的波形。
本文主要介绍了基于op07和555芯片的正弦波-方波函数发生器。
以op07和555定时器构成正弦波和方波的发生系统。
Op07放大器可以用于设计正弦信号，而正弦波可以通过555定时器构成的斯密特触发器整形后产生方波信号。
正弦波方波可以通过示波器检验所产生的信号。
测量其波形的幅度和频率观察是否达到要求，观察波形是否失真。
关键词：正弦波方波 op07 555定时器目录引言 (2)1 发生器系统设计 (2)1.1系统设计目标 (2)1.2 总体设计 (2)1.3具体参数设计 (4)2 发生器系统的仿真论证 (4)3 系统硬件的制作 (4)4 系统调试 (5)5 结论 (5)参考文献 (6)附录 (7)1引言正弦波和方波是在教学中经常遇到的两种波形。
本文简单介绍正弦波和方波产生的一种方式。
在这种方式中具体包含信号发生器的设计、系统的论证、硬件的制作，发生器系统的调制。
1、发生器系统的设计1.1发生器系统的设计目标设计正弦波和方波发生器，性能指标要求如下：1）频率范围100Hz-1KHz ；2）输出电压p p V ->1V ；3）波形特性：非线性失真~γ<5%。
1.2总体设计（1）正弦波设计：正弦波振荡电路由基本放大电路、反馈网络、选频网络组成。
2图1.1正弦波振荡电路产生的条件是要满足振幅平衡和相位平衡，即AF=1；φa+φb=±2nπ；A=X。
/Xid; F=Xf/X。
；正弦波振荡电路必须有基本放大电路，本设计以op07芯片作为其基本放大电路。
基本放大电路的输出和基本放大电路的负极连接电阻作为反馈网络。
反馈网络中两个反向二极管起到稳压的作用。
振荡电路的振荡频率f0是由相位平衡条件决定的。
一个振荡电路只在一个频率下满足相位平衡条件，这要求AF环路中包含一个具有选频特性的选频网络。
正弦信号发生器的设计
正弦信号发生器的设计正弦信号是电子工程中非常常见的一种波形信号。
在很多应用场合中，为了满足一些特殊的输出要求，设计一个合适的正弦信号发生器是非常必要的。
本文将介绍如何设计一个简单的正弦信号发生器。
一、介绍正弦信号正弦信号是一种基本的周期信号，在数学和工程领域都有广泛的应用。
正弦信号的数学表达式为：y(t) = A*sin(ωt+φ)，其中A为振幅，ω为角频率，φ为相位差。
正弦信号具有周期性和连续性，可以描述很多物理和电子现象，如机械振动、电磁波等。
在电子工程领域中，正弦信号可以用于通讯系统、音频系统、数码系统等各个方面。
如果需要设计一个正弦波信号发生器，一些基本要素必须要考虑。
这些要素包括输出幅度、输出频率、工作电源和电路稳定性。
以下是正弦信号发生器的设计方案：1.输出幅度要设计一个正弦信号发生器，首先要确定所需要的输出幅度范围。
对于数字信号处理器（DSP）的输出，其输出幅度通常在±1.0之间。
如果需要更大的输出幅度，可以通过放大引脚信号或者使用外部放大器实现。
2.输出频率输出频率可以由外部时钟或者基准晶振决定。
如果想要实现可调节的输出频率，可以在电路中使用像50-100MHz这样的精准低噪声晶振。
可以根据应用需求选择不同的晶振和滤波器电路。
3.工作电源正弦波信号发生器的工作电源应该保证稳定性和可靠性。
在低频和中频应用中，标准稳压器可以提供足够的电源稳定性；在高频应用中，需要使用低噪声电源或者瞬态响应较好的电源来保证信号质量。
4.电路稳定性正弦波信号发生器的电路必须要保证稳定性。
这可以通过使用负反馈电路、保持简单电路结构和使用稳定的输出功率等方法来实现。
此外，振荡器的端部是一个有驱动能力的阻抗，因此需要使用与振荡器相匹配的驱动设计。
下面是一个简单的正弦波信号发生器电路图：在图中，U1是一个晶体管振荡器，C4和L2是功率扩大电路，R1和R2是反馈电路，C1和C2是用于稳定电路的滤波电容，C3则被用来过滤高频噪声。
正弦波信号发生器制作
正弦波信号发生器的成本和普及度也是需要解决的问题。为了降低成本和提高普及度，可以开发具有市 场竞争力的产品，优化生产工艺，降低制造成本，同时加强市场推广和宣传。
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波形转换电路
波形转换电路是将振荡信号转换成正弦波信号的关键部分，通常采用 RC电路或LC电路等。
03功率放大电路源自功率放大电路的作用是将转换后的正弦波信号进行放大，以满足输出功
率的要求。
应用领域
科学研究
正弦波信号发生器在科学研究领域中广泛应用于物理、化 学、生物和材料科学等领域，如振动分析、光谱分析、生 物电信号处理等。
正弦波信号发生器制作
目录
• 正弦波信号发生器简介 • 正弦波信号发生器的硬件设计 • 正弦波信号发生器的软件设计 • 正弦波信号发生器的调试与优化 • 正弦波信号发生器的应用实例 • 正弦波信号发生器的未来发展与挑战
01
正弦波信号发生器简介
定义与特点
定义
正弦波信号发生器是一种能够产生正弦波信号的电子设备。
工程实验
在工程实验中，正弦波信号发生器可用于模拟各种物理量， 如电压、电流、力等，以便进行各种实验和测试。
测试测量
正弦波信号发生器在测试测量领域中广泛应用于各种电子 设备和仪器的测试和校准，如示波器、频谱分析仪、信号 发生器等。
02
正弦波信号发生器的硬件设计
电源电路设计
电源电路
为整个信号发生器提供 稳定的直流电源，通常 采用线性电源或开关电
幅度精度
提高信号幅度的精度，以 满足高精度应用需求。
05
正弦波信号发生器的应用实例
在通信系统中的应用
信号传输
正弦波信号发生器可以产生稳定的正弦波信号，用于通信系 统中的信号传输。这种信号具有恒定的振幅、频率和相位， 能够保证信号传输的质量和稳定性。
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设计制作一个正弦信号发频率范围：1kHz～10MHz； （2）具有频率设置功能，频率步进：100Hz； （3）输出信号频率稳定度：优于10-4；
（4）输出电压幅度：在负载电阻上的电压峰-峰值Vopp≥1V；
（5）失真度：用示波器观察时无明显失真。
2、发挥部分
（1）增加输出电压幅度：在频率范围内负载电阻上正弦信号输出电压的峰-峰值
Vopp=6V±1V； （2）产生模拟幅度调制(AM)信号：在1MHz~10MHz范围内调制度ma可在10%～100%
之间程控调节，步进量10%，正弦调制信号频率为1kHz，调制信号自行产生； （3）产生模拟频率调制(FM)信号：在100kHz~10MHz频率范围内产生10kHz最大频
偏，且最大频偏可分为5kHz/10kHz二级程控调节，正弦调制信号频率为1kHz， 调制信号自行产生； （4）产生二进制PSK、ASK信号：在100kHz固定频率载波进行二进制键控，二进 制基带序列码速率固定为10kbps，二进制基带序列信号自行产生； （5）其他。
三、评分标准
基本要 求
发挥部 分
Thanks for listening!
项目 设计与总结报告：方案比较，理论分析 与计算，电路图及有关设计文件，测试 方法与仪器，测试数据及测试结果分析 实际制作完成情况 完成第（1）项 完成第（2）项 完成第（3）项 完成第（4）项 其他
满分
50
50 12 10 13 10 5
图12.4.25 末级功率放大电路