基于MATLAB的信号发生器设计 共20页PPT资料

等。因为PCI-6024E只有2路DAC，所以输出通道的选择只有这2路，
或者只输出其中的一路。运行、停止则是开始和停止计算波形、
输出波形的过程。编写M文件来处理GUI界面的事件的响应。

本设计的独特之处在于输出通道的可选择性，可选择NI-DAQ
（PCI-6024E），声卡，或者并行等。考虑到信号幅度范围对于不
到板卡上。
界面浏览
本信号发生器的界面大致是有以下五个区域组成：菜单区，参数 设定区（output1，output2），波形绘制（output1output2）， 输出选择区，以及输出控制区。界面如下图所示。
信号生成

信号生成，即是用数学方法将所选波形（连续信
号）按采样率离散为数字序列，序列中的各个数字既是
输出到板卡的一个通道
Sa波（sinc）
Sa波参数如表2所示。设采样率：samp
数组表示： t=0:(1/samp):1; y=offset+amplitude*sin(2*pi*frequency*t+phase*pi/180+eps)
./ （2*pi*frequency*t+phase*pi/180+eps）; 这里“/”用的是“./”，表示数组中对应元素运算。为了
基于MATLAB的信号发生器设计
一、前言

目前，MATLAB已经广泛地应用于工程设计的各个领域，如电
子、通信等领域，它已成为国际上最流行的计算机仿真软件设计
工具。MATLAB不再仅仅是一个矩阵实验室，而是一种功能强大的
的实用高级计算机编程语言。

Data Acquisition Toolbox是MATLAB自带的数据获取工具箱，
同硬件也是不同的（PCI-6024E是-10～10v），超出范围的部分是
无效的，程序同样会报错并停止运行。

触发start 按钮将使程序进入运行状态，这包括计算波形
（二维数组），绘制波形（在PC界面坐标系中），以及输出波形
（在选定的输出板卡中）。触发stop 按钮（运行状态时start按
钮就转变为stop按钮了）将停止程序的运行，以及数组数据输出
波（random），频变波（chirp），以及自定义波形（读取图形和
数据文件）。波形参数包括频率（frequency），幅度
（amplitude），直流偏置（offset），初相位（phase），占空
比（duty cycle），频变方法（method），频变时间（target
time），初始频率（initial（F）），目标频率（target（F））
MATLAB的GUI设计中，有两种设计方式：利用GUI编辑器和编写M文
件。

GUI是用户的操作界面，是选择波形、设定和修改波形参数、
设定采样率、选择输出通道和运行、停止程序的人机交互接口。
本程序的界面中，可选波形包括正余弦（sin），Sa波（sincபைடு நூலகம்，
方波（square），三角波（triangle），锯齿波（tooth），噪声
数组表示： t=0:(1/samp):1; y=2* amplitude*(rand(1,length(t))-0.5)+ offset; 说明：seed为每个周期内的采样点数，t在1秒内有samp个均匀采
样点，y做为samp×1的一维数组输出到板卡的一个通道。
频变波（chirp）
说明：t在1秒内有samp个均匀采样点，y做为samp×1的一维数组 输出到板卡的一个通道。频率变化的方式不同，输出表达式也不 同。
频变波参数如表7所示。设采样率：samp
数组表示：
t=0:(1/samp):1;
method＝linear时
y=sin(2*pi*mod(t,tTime).*(iF+mod(t,tTime)*(tF-iF)/tTime));
method＝log时
y=sin(2*pi*mod(t,tTime).*mod(t,tTime)*exp(log(tF/iF))*iF/ tTime)
锯齿波（tooth）
锯齿波参数如表5所示。设采样率：samp
数组表示： t=0:(1/samp):1; y1=2 *amplitude *frequency *mod(t,1/ frequency)-
amplitude+ offset;
噪声波（random）
噪声波参数如表6所示。设采样率：samp
信号在采样率分之一时间间隔的采样值。再将各相邻采
样点用短直线相连，即可近似还原出原波形。可见，同
等情况下，采样率越高，信号的恢复程度越好。
正弦波（sin）
正弦波参数如表1所示。设采样率：samp
数组表示： t=0:(1/samp):1; y= offset + amplitude *sin(2*pi*frequency*t+phase*pi/180); 说明：t在1秒内有samp个均匀采样点，y做为samp×1的一维数组
其中包含了许多有用的函数供用户调用，这些函数根据各自不同
的功能大致可分为以下几组：数据获取对象的构造，获取和设置
参数，执行，模拟输入/输出函数，数字输入/输出函数。在本次
设计通用信号发生器的过程中，大量使用了以上函数，并采用两
种不同的方式完成数/模转换的工作。
二、信号发生器的设计和实现
程序简介

程序参考MATLAB 的Data Acquisition Toolbox实现。在
2*pi*frequency*t+phase*pi/180＝0的情况表达式仍然有效，加 入无限小量“eps”。
方波（square）
方波参数如表3所示。设采样率：samp
数组表示： t=0:(1/samp):1; y= offset + amplitude* sign(duty/100/ frequency -mod(t,
1/frequency));
三角波（triangle）
三角波参数如表4所示。设采样率：samp
数组表示： t=0:(1/samp):1; y=(4*amplitude*frequency*mod(t,1/frequency)-
2*amplitude).*sign(mod(t1,1/frequency)-1/frequency/2)amplitude+offset; 上升和下降的占空比均为50％。