基于带通∑-△调制技术的正弦信号发生器
正弦信号发生器
正弦信号发生器信号发生器是一种不需要外加输入信号，依据自激振荡的原理，产生具有肯定幅度的周期性输出信号的装置。
它广泛应用于测量、自动掌握、通信、广播电视以及金属的熔炼、淬火、焊接等工程技术领域中。
1．自激振荡的产生条件正弦信号发生器是通过放大器引入合适的正反馈而构成的。
产生自激振荡必需满意两个条件：（1）振幅条件反馈电压的幅度要与原输入电压的幅度相等，就是说要有足够的反馈量，表达式为（2）相位条件反馈电压与原输入电压必需同相位，就是说必需满意正反馈的要求。
总之，相位条件保证了起振，振幅条件维持了等幅振荡。
2．RC桥式正弦信号发生器RC桥式正弦信号发生器又称文式电桥（Wienbridge）振荡器，其原理电路如图所示。
这个电路由两部分组成，即放大器和选频网络。
前者为由集成运放和电阻Rf 、Rl 所组成的电压串联负反馈放大器，取其输入电阻高和输出电阻低的特点。
后者由Z1 和Z2 组成，同时构成正反馈连接。
由图可见，Z1、Z2和Rl、Rf 正好形成一个四臂电桥，电桥的对角线顶点接到放大器的两个输入端，桥式振荡器由此而得名。
关于推导运算放大器的各种运算关系的总结：分析运算关系的前提，是运算放大器应工作于线性工作区（从电路结构上应有负反馈存在）。
当认清运放工作于线性工作区之后，通常采纳如下三种方式：（1）对于由多个运算放大器组成的运算放大电路，要擅长化整为零，分割成若干个基本单元运算电路（反相比例、同相比例，求和、差动、积分、微分等）。
再利用这些基本单元运算电路的基本关系式，进行推导运算关系。
（2）对于往往是由一个运算放大器构成的运算电路，但又不和基本单元运算电路的电路结构一样。
只能仿照书中基本单元运算电路的推导过程，利用虚断、虚短、虚地来推导。
（即使用ii=if 或u+=u-把输入量ui 与输出量uo 联系起来，形成一个关系式）。
【例】在右图所示的电路中，试写出通过负载电阻RL 的电流iL 与输入信号ui 之间的关系式。
《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
基于DSP的正弦信号发生器
基于DSP的正弦信号发生器1.正弦信号在各种科学和工程领域中广泛应用，如通信系统、音频处理、医学诊断等。
因此，制作一个能够生成正弦信号的设备是非常必要的。
传统的方法是使用模拟电路，但这种方法需要用到很多电子元器件，难以控制和调整。
同时，传统的模拟电路还容易受到电磁干扰、温度等环境因素的影响，导致输出的信号失真。
因此，数字信号处理（DSP）技术逐渐成为生成正弦波信号的常见方法，能够实现高精度、低失真的输出。
2. 设计概述本文介绍一种基于DSP的正弦信号发生器的设计。
该设计采用TMS320C5505数字信号处理芯片和信号解调电路，通过软件和硬件设计，实现了一个高精度、低失真的正弦信号发生器。
2.1 硬件设计本设计采用了TMS320C5505数字信号处理器集成电路作为主控芯片。
该芯片具有低功耗、高性能、灵活性和易于开发等优点。
除此之外，还需要电源模块、时钟模块、信号解调模块等。
2.2 软件设计本设计采用了C语言进行程序设计。
使用Code Composer Studio作为开发环境，将程序编译后烧录到芯片中。
代码的主要实现过程为：1.生成一个只包含一周期正弦波形的信号2.将该信号送入DA（Digital to Analog）转换器，使其变为模拟信号3.经过信号解调器后输出到外部接口信号的生成采用的是Taylor级数展开，可以实现高精度的波形生成。
信号解调电路主要是由低通滤波器、防干扰电路和放大电路等模块组成。
3. 实验结果经过实验测试，本设计输出的正弦波信号的频率可以在0~10kHz范围内任意设定。
信号的失真率小于0.1%。
同时，本设计还支持正弦波的相位调节和幅度调节等功能。
通过外部的控制，可以实现信号的精准控制和调节。
4.本文介绍了一种基于DSP的正弦信号发生器的设计，通过使用数字信号处理技术，实现了高精度、低失真的正弦波信号的生成。
该设计具有灵活性和可扩展性，可以为各种科学和工程领域提供高精度的正弦信号源。
基于DDS技术的正弦信号发生器设计
中图分类号:T N710 文献标识码:A 文章编号:1009-2552(2007)01-0014-03基于DDS 技术的正弦信号发生器设计施羽暇1,吕 威2,李一晨1(1.哈尔滨工程大学信息与通信学院,哈尔滨150001; 2.中国联通黑龙江省分公司,哈尔滨150001)摘 要:介绍了基于直接数字频率合成技术(DDS )的正弦信号发生器的工作原理、系统结构及软、硬件设计,它采用AD9850为核心芯片,测试结果表明系统具有高频率稳定性的主要特点。
输出信号稳定不失真,控制灵活,具有广泛的实际应用前景。
关键词:DDS ;正弦信号发生器;AD9850Design of sine w ave generator based on DDS technologySHI Y u 2xia 1,LV Wei 2,LI Y i 2chen1(1.College of I nform ation and Communication E ngineering ,H arbin E ngineering U niversity ,H arbin 150001,China ;2.H eilongjiang B ranch ,China U nicom ,H arbin 150001,China )Abstract :This paper introduces the basic principle of DDS technology ,presents the features and the perfor 2mance of a sine wave generator based on AD9850with such advantages as high frequency res olution and high precision.The output is easy to control ,has high reality and it has wide application in the future.K ey w ords :DDS ;sine wave generator ;AD98500 引言近年来,直接数字频率合成器(Direct Digital Fre 2quency Synthesis 简称DDS 或DDFS )有着飞速的发展,它具有相对带宽、频率分辨率高、频率转换时间短、控制灵活和全数字化的优点,并且成本低,功耗小。
基于DSP控制的正弦波和三角波发生器的设计毕业论文 精品
毕业设计题目名称基于DSP控制的正弦波和三角波发生器的设计学院电气信息工程学院专业/班级自动化09102学生学号指导教师（职称）葛延津（教授）严海领（助教）摘要信号发生器发展到今天，在电子测试、电子设计、模拟仿真、通信工程中，扮演着一个相当重要的角色，有着相当广泛的应用，极大加快了电子测试与设计工作中的效率，在电子技术和信号仿真应用中已发挥了巨大的作用。
本文主要介绍了以TMS320VC5402 DSP为主的信号发生器的设计情况。
这是一个以DSP为核心来实现信号发生器的系统，该系统具有结构简单灵活，抗干扰能力强、产生频率较高、应用广泛等特点。
该系统的组成核心TMS320VC5402 DSP芯片是TI公司生产的16位定点处理芯片，它有运算速度快、具有可编程特性、接口灵活和外围电路丰富等特点。
选择该芯片作为设计信号发生器的核心芯片，能够提高信号发生器所产生信号的频率，使信号发生器有更加广泛的应用。
本设计的硬件部分是有该DSP芯片和D/A转换芯片TLC7528组成，DSP芯片用于产生各种波形，D/A转换芯片用于把数字信号转换为模拟信号。
在以上硬件的基础上，通过软件编程来实现三角波、正弦波等波形。
关键词：DSP；D/A转换器；信号发生器；波形AbstractSignal generator to today, in the electronic testing, electronic design, simulation, communications engineering, plays a very important role, has a very wide range of applications, greatly accelerate the efficiency of the electronic test and design work in the electronics technology and signal simulation applications has played a huge role. This paper describes the design to TMS320VC5402 DSP-based signal generator. This is a core DSP signal generator system, the system structure is simple and flexible, anti-interference ability, resulting in a higher frequency, widely used features.The System is comprised core TMS320VC5402 DSP chip is produced by TI 16-bit fixed-point processing chip, computing speed, programmable features, flexible interface and peripheral circuits rich features. Select the chip to chip as the core of the design of the signal generator, it is possible to improve the signal generator to produce the signal frequency, the signal generator has a broader application. The design of the hardware part is composed of the DSP chip and the D / A converter chip TLC7528 DSP chip for generating various waveforms, D / A converter chip used to convert digital signals to analog signals. On the basis of the above hardware, by software programming to achieve the waveform of the triangular wave, sine wave, etc..Keywords: DSP; D / A converter; signal generator; waveform目录第一章绪论.................................................... - 1 -1.1选题的背景............................................. - 1 -1.2选题的目的及意义....................................... - 1 - 第二章整体方案................................................ - 2 - 第三章硬件系统设计............................................ - 3 -3.1 系统的组成及实现功能................................... - 3 -3.2 硬件系统设计思想....................................... - 3 -3.3 硬件电路方案及电路原理设计 ............................ - 3 -3.4 相关电路介绍........................................... - 4 -3.4.1 核心电路芯片TMS320VC5402...................... - 4 -3.4.2 D/A 转换器TLC7528............................. - 10 -3.4.3 电源电路和晶振电路 ............................. - 14 - 第四章软件系统设计........................................... - 17 -4.1 ICETEK—B2.0说明............................. - 17 -4.2 三角波的设计方案..................................... - 18 - 4.3 正弦波的设计方案...................................... - 21 - 4.4 软件系统.............................................. - 25 - 第五章总结展望............................................... - 28 - 结束语........................................................ - 29 -致谢......................................................... - 30 - 参考文献...................................................... - 31 - 附录......................................................... - 32 -第一章绪论1.1选题的背景信号发生器，主要作为激励信号或仿真信号，广泛应用于电子设计、生物医疗、环保、机械运动、新型材料等各个领域。
正弦信号发生器设计
正弦信号发生器设计摘要随着电子信息产业的发展，各种电子系统中对于正弦信号的应用越来越多，对于正弦信号波形的要求也越来越高。
通常正弦波信号主要通过模拟电路或直接数字式频率合成器(DDS ，direct digital synthesis)两种方式产生。
虽然DDS技术有信号的转换速率较快、输出信号的稳定度高且输出波形的相位连续等优势，但过高的价格限制了其在某些领域的应用。
因此本文设计一种采用模拟电路产生正弦信号的方法。
这样的电路成本低、输出信号的波形失真较小。
本论文设计了一个基于文氏桥电路的正弦信号发生器，通过对国内外信号发生器的发展状况进行研究，基于文氏桥电路的基本原理和结构，设计出了能够应用于正弦信号发生器的三级运算放大器。
并对波形可能发生的失真情况进行分析，同时分析了影响正弦波性能的因素，其中包括放大器的开环增益和带宽、相位裕度等。
最后在放大器的输出端加入选频电路和稳幅电路，并对整体电路进行仿真，经分析其输出的正弦波满足设计要求。
在15 V的电源电压条件下，利用文氏桥电路中的放大电路进行仿真和分析得到，基于文氏桥电路中的运算放大电路增益为101.46dB、带宽为0.7MHz、共模抑制比为87.1dB、电源抑制比为83.91dB。
本文所设计的正弦信号发生器输出信号的波形平滑、总失真度低、波形清晰且稳定度高。
关键词正弦信号发生器；文氏电路；开环增益；Design of Sinusoidal signal GeneratorAbstractWith the development of electronic information industry，the sine signal is more an more applied in the variety of electronic systems，which is also widely used in the reference signal and the carrier signal. Usually the sine signal is mainly produced by the way of analog circuits or direct digital frequency synthesizer. The technology of DDS has lots of advantages: such as the rapidly signal conversion rate，the output signal of the high stability and the continuously phases of the output waveform，but the excessive price of it limits the application in some areas. So this paper designed a method of analog circuits generate sinusoidal signal wave.In this paper，it devises a sinusoidal signal generator，which is based theWien bridge circuit. It introduces the domestic development situation of wavegenerator，based on the basic principle of the Wien bridge circuit，and designs aThree-stage operational amplifier，which can be applied in the sine signal generator.It analyzes the distortion of the waveform，at the same time，analyzes the influence factors of sine wave，which include the amplifier open loop gain and bandwidth，phase margin，the output voltage swing，common mode rejection ratio and power supply rejection ratio and so on. At last，the frequency selective network and steady amplitude circuit are added to the output of amplifier. And simulates the whole circuit，The output of sine wave meets the design requirements.Under the condition of 15V power supply voltage，Wien bridge circuit of the amplifier circuit The operational amplifier circuit based on Wien bridge circuit has the gain of 101.3dB，bandwidth of 0.7 MHz，common mode rejection ratio of 87.1 dB and power supply rejection ratio of 83.91 dB.The sine wave the output waveform is smooth，the lower degree of distortion and clear，and high stability.Keywords sine wave generator；Wien bridge oscillator circuit；the open loop Gain；目录摘要 (I)Abstract ................................................................................................................ I I目录 (IV)第1章绪论 (1)1.1 课题背景和研究意义 (1)1.2 国内外研究现状和发展趋势 (1)1.3 信号的产生方式 (5)1.4 本文的内容安排 (7)第2章正弦信号发生器电路基础理论 (9)2.1 正弦信号发生器的构成 (9)2.1.1 文氏桥电路的原理 (9)2.1.2 文氏桥电路的结构 (11)2.2 正弦信号产生的原理 (14)2.2.1 产生自激振荡的原理 (14)2.2.2 信号的放大和反馈 (16)2.2.3 振荡的建立和稳定 (17)2.3 常见的失真问题和解决方法 (18)2.4 本章小结 (19)第3章正弦信号发生器电路的设计 (20)3.1 正弦波发生器的设计方案 (20)3.2 放大电路结构 (21)3.2.1 输入级电路 (21)3.2.2 中间级电路 (23)3.2.3 输出级电路 (24)3.2.4 偏置电路 (26)3.2.5 频率补偿 (27)3.3 选频网络 (27)3.4 反馈电路 (28)3.5 稳幅电路 (29)3.6 正弦信号发生器电路 (30)3.7 本章小结 (31)第4章正弦信号发生器电路的仿真 (33)4.1 运放的开环增益、带宽、相位裕度的仿真及分析 (33)4.2 运放的CMRR仿真及分析 (34)4.3 运放的PSRR仿真及分析 (36)4.4 正弦信号发生器的仿真结果及分析 (37)4.5 本章小结 (38)结论 (40)致谢 (41)参考文献 (42)附录 (45)第1章绪论1.1课题背景和研究意义各种电器设备要正常工作，需要各种波形信号的支持。
正弦信号发生器原理
正弦信号发生器原理
正弦信号发生器主要由振荡电路、放大电路和输出电路三部分组成。
振荡电路是实现正弦信号的关键部分，通过在电路中引入反馈机制，产生自激振荡。
其中，通常采用的是RC振荡电路或LC振荡电路。
在RC振荡电路中，通过调节电容和电阻的数值，可以调整正弦信号的频率。
而在LC振荡电路中，则通过调节电感和电容的数值来控制频率。
振荡电路输出的信号较小，需要经过放大电路进行放大。
放大电路通常采用集成运算放大器（OP-AMP）作为基础组件，通过调整电阻、电容的数值和配置方式，可以进一步增大振荡电路输出的信号幅度。
最后，正弦信号经过输出电路进行整形，使其具有合适的输出特性。
输出电路中通常包括滤波电路，用来去除掉信号中的高频杂散成分，以及输出阻抗匹配电路，使其能够与外部设备连接。
总结起来，正弦信号发生器通过振荡电路产生基准信号，经过放大电路增大信号幅度，最后经过输出电路整形并输出。
通过调节振荡电路的参数，可以得到不同频率的正弦信号。
带通Sigma-Delta数字调制器设计与仿真验证
在调制器设计中Ｓ Ｔ Ｆ （ ｚ ） 等于 １ ， 或者至少在信号
Ｚ － １ 二 三 ： ： ±
１ 一 ｃ ｏ ｓ （ ２ ） ｚ ～ ｆ ５ １
／ ｆ ＝ ｌ ／ ４ 时上 式可 以简化 为 ：
Ｚ 一 —Ｚ一 ｆ ６ １
带内等于ｌ ，从而信号可以不经过衰减通过调制器 ，
Ｎ Ｔ Ｆ （ ｚ ） 在 带 内被 设计 成具 有 衰减效 果 。 从式（ ２ ） 和式 （ ３ ）
可以看出 ， 调制器对输入信号只是起到延迟 的作用 ， 因此有用信号可 以无损的传输 。
此 转 换 方 法 有 效 的将 Ｌ 阶低 通 原 型 的积 分 器 用
３ Ｓ ｉ ｇ ｍａ — Ｄ ｅ ｌ ｔ ａ 调 制器 的设计
（ ｚ ） 青
为： Ｓ Ｔ Ｆ（ ｚ 、 ： ｌ ： ｚ 一 ＋ Ｈ（ ｚ ） ＮＴ Ｆ（ ｚ ） ＝ — １ — ＝１ 一 ｚ 一 ＋ Ｈ（ ｚ ）
…
调制器信号传递函数和噪声传递函数可以表示
调制器信噪失真 比可达１ ３ ３ ． ２ ｄ Ｂ ， 数据有效位数可达
精度 。 Ｓ ｉ ｇ ｍ ａ — Ｄ ｅ ｌ ｔ ａ Ａ Ｄ Ｃ 主要 由调 制器 和数 字滤 波器 构成 ， 其 主要 核心 在 于调 制器 的设计 ， 单 环二 阶 多位 低 通调 制 器 和三 阶级 联低 通 调 制器 目前 在实 际 中得 到 广泛 应用 ，由于多 位调 制器 易 受到 Ａ Ｄ Ｃ 非 线性 特
２ １ ． ８ ３ ｂ ｉ ｔ ， 能够满足高精度低位数调制器 的使用需求 。
（ ２ ）
２ Ｓ ｉ ｇ ｍａ — Ｄｅ ｌ ｔ ａ 调 制 器 原 理
一
阶Ｓ ｉ ｍａ ｇ — Ｄ ｅ ｌ ｔ ａ 调制器结构框 图如图１ 所示 ， 输
毕业设计(论文)-基于DDS的正弦信号发生器的设计
1引言信号发生器是指产生所需参数的电测试信号的仪器。
按信号波形可分为正弦信号、函数（波形）信号、脉冲信号和随机信号发生器等四大类。
信号发生器又称信号源或振荡器，各种波形曲线均可以用三角函数方程式来表示。
能够产生多种波形，如三角波、锯齿波、矩形波（含方波）、正弦波的电路被称为函数信号发生器。
在生产实践和科技领域中有着广泛的应用。
信号发生器在电路实验和设备检测中具有十分广泛的用途。
例如在通信、广播、电视系统中，都需要射频（高频）发射，这里的射频波就是载波，把音频（低频）、视频信号或脉冲信号运载出去，就需要能够产生高频的振荡器[7]。
在工业、农业、生物医学等领域内，如高频感应加热、熔炼、淬火、超声诊断、核磁共振成像等，都需要功率或大或小、频率或高或低的振荡器。
正弦信号发生器的实现方法通常有以下几种：（1）用分立元件组成的信号发生器：通常是单函数发生器且频率不高，其工作不很稳定，不易调试。
（2）采用传统的直接频率合成法直接合成。
利用混频器、倍频器、分频器和带通滤波器完成对频率的算术运算。
由于采用大量的倍频、分频、混频和滤波环节，导致直接频率合成器的结构复杂，体积庞大，成本高，而且容易产生过多的杂散分量，难以达到较高的频谱纯度。
（3）采用锁相环间接频率合成 (Phase Lock Loop简称PLL)。
虽然具有工作频率高、宽带、频谱质量好的优点，但由于锁相环本身是一个惰性环节，锁定时间较长，故频率转换时间较长。
另外，由模拟方法合成的正弦波的参数(如幅度、频率和相位等)都很难控制，不易实现[2]。
（4）用专用直接数字合成（Direct Digital Synthesize r简称DDS）芯片的信号发生器：能产生任意波形并达到很高的频率。
用随机读/写存储器RAM存储所需波形的量化数据，按照不同频率要求，以频率控制字K为步进对相位增量进行累加，以累加相位值作为地址码读取存在存储器内的波形数据，经D/A转换和幅度控制，再滤波即可得所需波形。
基于有源电感的连续时间带通Sigma-Delta调制器设计
基于有源电感的连续时间带通Sigma-Delta调制器设计霍安邦;于波;韩玉斌【摘要】带通Sigma-Delta调制器因能对窄带射频信号直接数字化而越来越受到人们的重视,目前连续时间带通Sigma-Delta调制器大多采用LC电路作为谐振器,但这导致了在集成电路的实现上占据了较大的空间,例如螺旋电感器在集成电路的实现中占据了整体电路的一半以上,另一个缺点就是限制了谐振器的品质因数.为了使调制器有较大的动态输出范围有必要增加谐振器的品质因数,因此文中采用高Q 值的有源电感来组成谐振器去设计一个连续时间带通Sigma-Delta ADC,在Simulink中构建该仿真模型,最后测试的SNR达到73dB,相比与采用无源谐振器的调制器性能得到提升.【期刊名称】《电子设计工程》【年(卷),期】2019(027)005【总页数】5页(P142-146)【关键词】Sigma-Delta调制器;有源电感;Simulink;信噪比【作者】霍安邦;于波;韩玉斌【作者单位】东北石油大学电子科学学院,黑龙江大庆163318;东北石油大学电子科学学院,黑龙江大庆163318;东北石油大学电子科学学院,黑龙江大庆163318【正文语种】中文【中图分类】TN453在 Sigma-delta ADC 中，带通（Band-Pass，BP）Sigma-Delta ADC能够直接对窄带中频或射频信号数字化[1]，而现在接收器的设计也是侧重在数字信号处理部分。
传统上，接收器的前端通常包括放大器，滤波器，混合器和振荡器，将接收到的射频信号降到中频或基带信号。
在这些电路中需要一些高Q值的器件，这些器件在集成电路中难以制造。
同时这些电路还需要电磁屏蔽以防止噪声的干扰[2]。
因此我们利用能对射频信号直接数字化的BP Sigma-Delta ADC来减小接收器对前端电路的要求，得到性能上更强劲，经济上更节省的设计。
1 设计思想1.1 过采样技术当一个输入信号被量化时将产生量化噪声，这是因为输入的模拟信号不可能与量化器的量化等级完全相同。
正弦信号发生器
正弦信号发生器介绍正弦信号发生器是一种用于产生纯净的正弦信号的设备或软件。
正弦信号是一个周期性的波形，经常在电子、通信、音频以及其他许多领域中使用。
正弦信号发生器可以产生特定频率和幅度的正弦波，用于测试和调试电子设备，音频设备，以及其他需要正弦信号源的应用。
功能正弦信号发生器具有以下主要功能：1. 频率调节正弦信号发生器允许用户调节输出信号的频率。
用户可以选择特定的频率，例如100Hz，1kHz，10kHz等，或者在一定范围内连续调节频率。
2. 幅度调节正弦信号发生器允许用户调节输出信号的幅度。
用户可以选择特定的幅度，例如0.1V、1V、10V等，或者在一定范围内连续调节幅度。
3. 波形形状选择正弦信号发生器经常支持多种波形形状的选择，例如正弦波、方波、三角波、锯齿波等。
用户可以根据需要选择所需的波形形状。
4. 相位调节某些正弦信号发生器还允许用户调节信号的相位。
相位是一个描述信号在一个周期内的偏移量的参数。
通过调整相位，用户可以改变信号的起始点。
5. 外部触发正弦信号发生器通常具有外部触发功能。
外部触发可以通过外部信号来触发信号的发生，例如输入一个电平、脉冲或其他触发信号来启动或同步信号发生。
6. 脉冲调制一些高级的正弦信号发生器还具有脉冲调制功能。
脉冲调制是一种将调制信号与一个高频率信号进行混合，从而产生包含调制信号信息的产生器。
应用领域正弦信号发生器在以下领域中得到广泛应用：1. 电子测试和测量正弦信号发生器是进行电子产品测试和测量的重要工具。
它们用于测试电子设备的响应、频率响应、信号传输等。
2. 音频和音视频设备调试在音频和音视频设备的生产和调试过程中，正弦信号发生器用于产生音频信号，以测试设备的音质、音频通路和信号处理电路。
3. 通信工程正弦信号发生器在通信工程中被广泛使用，用于模拟信号传输、测试调制解调器性能、通信系统故障诊断等。
4. 音频研究和音乐制作在音频研究和音乐制作领域，正弦信号发生器被用于合成和生成特定频率和幅度的声音。
基于DSP的正弦波信号发生器
判断脉冲发出标志寄存器=1？ 清脉冲发出标志寄存器， 调计算占空比程序 返回
判断是否在延时程序中调用本程序 图4.1 主程序流程图
在程序中，应在第N-1个脉冲周期里计算占空比，并在第N个脉冲周
期里输出波形，这就要求在设计时要在一个脉冲周期内完成计算，如果
波器的作用是将输入信号x(t)中高于折叠频率的分量滤除，以防止信号 频谱的混叠。随后，信号经采样和A/D转换后，变成数字信号x(n)。数 字信号处理器对x(n)进行处理，得到输出数字信号y(n),经D/A转换器
变成模拟信号。此信号经低通滤波器，滤除不需要的高频分量，最后输
出平滑的模拟信号y(t)。
抗混叠 滤波器 A/D 数字信号处理器 D/A 低通滤波器 x(n) y(n) x(t) y(t)
4.2 正弦信号发生器程序清单
;This function generates the sine wave of angle using the Taylor series expansion ;sin(theta)=x(1-x^2/2*3(1-x^2/4*5(1-x^2/6*7(1-x^2/8*9)))) ;cos(theta)=1-x^2/2*3(1-x^2/4*5(1-x^2/6*7(1-x^2/8*9))) ;sin(2*theta)=2*sin(theta)*cos(theta)
目前,常用的信号发生器绝大部分是由模拟电路构成的。当这种模拟
信号发生器用于低频信号输出时,往往需要的RC值很大,这样不但参数准
确度难以保证,而且体体积较大,价格较贵。而本文借助DSP运算
速度高，系统集成度强的优势设计的这种信号发生器，比以前的数字式 信号发生器具有速度更快，且实现更加简便。
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图 １ 调制器框图
化器 引人的 量化 噪声等 效成 了与信 号不 相关 的相加 性 的 白噪 声 ， 用 （ 表示 ； （ ） ｚ ）为输人 的多位 数字信 号 ； ｚ 为构 成 暑 △调制 器 的线性 网络 的传 输 函数 ； （ Ｈ（ ） ）为 △调 制器 输 出的 一位 数字 信号 。 设计 的核 心 问题在 于寻求 合适 的 Ｈ（ ） 以便 产 生高精 度 的一位 Ｙ Ａ调 制代码 。 Ｈ ｚ ， （） 别为 系统对 输人 ｚ， ． － 设 （ ）Ｈ ｚ 分 信号 （）与量 化噪声 （ ）的传 输 函数 。 图 ｌ可求 得 ： 由
［ 关键词］正 弦信 号发 生器 ２ Ａ调制器 ；带通 滤波器 ｌ过采样 － ：
［ 中图分类号］ ＇ １． Ｉ １ ６ Ｎ９
［ 文献标识码］Ａ
［ 文章编号］１ ７ ４ ９（０ ６ ｌ ０ ４ ０ ６ ３—１０ ２ ０ ）ｏ ～ ０ ３— ２
笔者 曾提 出 了一 种 基于低 通 暑 △调制 技术 的正 弦信 号发生 器［ ，将 传统 的多 位 幅度 量化 编码 的数字 １ ］
正弦信号进行二次量化， 首先转换成一位的 △码 ，然后采用一位的 Ｄ Ａ转换器将 △码转换成模拟 ／ 信号 。 由于 △调制 技术 固有 的噪声成 型特 性 ，从 而只需 要 一位 的 Ｄ／ 转 换器 就 可 获 得高 精 度 的模 拟 Ａ 正弦信号。但是由于低通 △调制器要求有很高 的过采样 比，因此，该方法仅适用于产生频率较低信 号的情 况 。根 据 正弦信 号发 生 器实 际产 生 的信号 大都 是单频 和基 于某 一 中心频 率 的窄 带信 号 的特点 ，采
［ 收稿 日期］２ ０ —１ — ５ ０ ５ １ ２ ［ 作者简介］刘益成 （９７ ） １４ 一 ．男。１７ ９０年大学毕业 ，教授，现主要从事信号与信息处理、Ｄ Ｐ应用与地球物理仪器的教学与科研工作。 ６
基 于 带 通 ２ Ａ调 制 技 术 的正 弦信 号 发 生器 ； －
刘 益 成 （ 长江大学电子 信息学院， 荆州 ４４２） 湖北 ３０３
［ 要］ 探讨 了带通 暑△调 制器 技术在模拟正 弦信 号发生器 中的应用 ． 明 了带通Ｚ Ａ调制器 的原理和模拟 摘 说 －
正弦 信 号 发 生 器 的 实现 方 案 。 一应 用 的核 心 思 想是 通 过 带 通 △ 调 制 器 产 生 的 高 精 度 一 位 暑 △ 码 ．只 需 这
一
位 的 Ｄ Ａ 转 换 器 就 可 以获 得 以往 多位 脉 冲 调 制 编 码 Ｄ Ａ 转换 器 所 不 能达 到 的 高 精 度 正 弦信 号 。 为 制 作 ／ ／
高 精 度 、低 成 本 的 内置 正 弦信 号 发 生 器 开 辟 了一 条 新 的 思 路 ． 将 具 有广 阔 的应 用 前 景 。
用窄带 带通 △调制 器技 术 ，可 大大 提 高所 产 生 信号 的频 率 。笔者 首 先 分 析 了采 用带 通 △调制 器技
术 的正 弦信号 发生 器 的原理 与结 构 。最后 给 出 了计 算机模 拟 的结果 。
１ 带通 Ａ调制代码的生成
设计 出能 产生 高 信 噪 比 的一 位 △代 码 的
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长 江 大 学 学 报 （ 科 版 ） ２０ 年 ３ 第 ３ 第 １ 理工卷 自 ０６ 月 卷 期 Ｊｕｎ ｌ ｆ ａ ｇ ｅＵ ｉ ｒｉ （ ａ ｃ Ｅ ｉ Ｍａ． ０ ６ ｏｒａ ｏ ｎ ｔ ｎｖ ｓ ｙ Ｎ ｔ ｉ ｄｔ Ｙ ｚ ｅ ｔ Ｓ ） ｒ２ ０ 。Ｖｏ． ｏ １ ｃ ＆ ＥＩ Ｖ １３Ｎ ． ｉ Ｉ Ｓ ｇ
器量 化噪声 成 型的理 论 ， 当采 样频 率 足够 高时 ， 可使输 出 的一位 Ｙ Ａ码 在 ［ ， ］范 围 内 ， 照 过采 样 就 ． － 按
比 Ｒ一 ／ ２ 每 增加 一倍 ， 理论 上 量化信 噪 比相应 地增加 ３ ２ （Ｂ） 在 （ Ｎ＋ １ ｄ ， ） Ｂ 这里 Ｎ 为 Ｈ （ ）阶数 。 ｚ 因此 ，
率 为 ＝ ２ 厂 ／ ， 一 ２ 厂 ／ 为了设计带通 暑△调制 器 ， 计 Ｈ（ ）使 得 （ ）一 ｌＬ ｎ ２Ｌ。 可设 ｚ， （ ）Ｉ 在 ｚ ；
［ 叫 ， 范围内为带通特性 ， Ｈ （ ） （） 则在［ ， ］ ］ 而 一 ＃ｌ ； 范围内为带阻特性 。 这样 ， 根据 △调制
带通 暑 △调制 器是 本 方 法 的 核 心 。带 通 △调 广——］
．
”
制 的 本 理和 析 可 文 Ｅ ３。 ‘— —。 竺２ — 器 基 原 分 方法 见 献 ２ ］ ， ＿ 三 一 ． ＿ Ｌ ｊ
采用 到
△调制器 的模 型 （ １ 。 图 ｌ中 ，将 一 位 量 图 ）
１ Ｌ 丁 ～、 ｒ
ｙ ） ｚ （ ＋ ，） ） Ｈ（ ＝ （ ＝也（ｘ＃ Ｈ（ ｚ ｚ ） ） ｚ ｚ＝ ）＝
（ 一 ＝１ Ｈ（ １ ｚ 等 ＝ 一 ，）（ ） ＝ ｚ ）
设 暑△调制器 的中心频率 为 ， ， ｏ有用 频带为 Ｂ， 上下边频分别 为 ， 和 ， ２ 采样 频率 为 ， 相应 的数 字频 则
只要合理选择 Ｈ（ ）在 Ｒ足够大时， 出 △码虽然是一位数字信号 ， ｚ， 输 但仍然具有很高的量化信噪 比。
由式 （ ）可见 ， Ｈ （ ）为带 阻特 性 ， （ ） 为带通 特性 ， １ 若 ｚ Ｈ ｚ 必 而且 一 旦 Ｈ ２ 确 定 ， ｚ 就相应 地 （） Ｈ（ ）也
随 之确 定 了。 因此 Ｈ（ ） ｚ 的设计 问题 可化 为 Ｈ ２ 的设 计 问题 。 Ｈ ２ 的 特性指 定 后 ， （） 当 （） 可采用 设 计 Ｉ Ｉ Ｒ数