数字化波形发生器的设计-毕业设计
基于multisim的波形发生器设计_毕业论文
毕业设计(论文)题目:基于Multisim的波形发生器设计电气信息工程系院系:电气自动化专业:一班班级:姓名:2006063011学号:王现彬指导教师:2009年5月22日石家庄学院毕业论文基于Multisim的波形发生器设计【摘要】在Multisim软件环境下,以波形发生器为例,本文介绍了一种针对单片微机仪表的设计手段,这种设计手段采用的Multisim软件可以把原理图绘制、程序编制,实验仿真和印刷电路板图的生成集成在一个设计环境中,不但可以做到边设计边实验,修改调试方便,而且实验采用的是虚拟元器件和测量仪器,实验成本低,实验速度快。
按此设计手段,本文设计了波形发生器硬件电路,编制了产生三角波和正弦波的程序,仿真运行的结果达到了设计预期要求。
通过该例说明,采用Multisim 软件设计单片微机仪表的手段是方便有效的。
【关键词】单片微机; Multisim软件; 波形发生器; 设计与仿真基于Multisim的波形发生器设计【Abstract】Based on Multisim, the paper takes signal generator for example to introduce a method of designing instrument with SCM. Multisim software can integrate some design tools into one single environment, such as plotting, programming, experimentation simulating and circuit board drawing. In the design environment of Multisim,it is convenient to experiment while designing, and easy to modify and debug. Moreover, it costs less as using virtual components and apparatus, but works faster. Based on this, a signal generator is designed. It can produce trigonal wave and sine wave. This example shows it is applicable to design instrument with SCM by Multisim.【Key Words】SCM; Multisim; signal generator; design and simulation石家庄学院毕业论文目录1 引言 (4)2 Multisim软件的介绍 (4)2.1 Multisim的概叙 (4)2.2 Multisim的主要功能及特点 (5)2.3 Multisim软件应用的意义.....................................53硬件电路设计 (6)3.1电路图的建立 (6)3.2应用数学公式..................................................63.3电路图的分析 (7)4软件设计和仿真结果 (7)4.1进入源程序界面的过程 (7)4.2三角波电压输出程序 (7)4.3正弦波电压输出程序 (8)结论 (10)参考文献 (11)致谢 (12)基于Multisim的波形发生器设计1引言Multisim是一种全功能电子电路仿真软件,它可以对模拟、数字、模拟/数字混合电路、射频电路以及部分微机接口电路进行仿真,能克服实验室条件下对传统电子设计工作的限制。
波形发生器设计报告
摘要(1)纯硬件设计波形发生器:采用运算放大器加分立元件来实现。
(2)实验的目的:能够产生正弦波、方波和三角波 (3)工作原理:主要是通过波形 转换形成三种波形①通过RC 振荡器(文氏电桥振荡器)产生正弦波,在实验的过程当中,可以加入负反馈稳幅支路,以此保证波形不出现明显的失真。
②正弦波通过滞回比较器产生方波;③方波通过一个积分器产生三角波。
即将滞回比较器与一个积分器首尾相接形成正反馈闭环系统,这样,经上一级输出的方波经由积分器积分可得到三角波。
(4)模拟方案实现框图正弦波 方波 三角波最终设计成的波形放大器能够对三种波形的幅值、频率进行简单的调节,并且实现相位的可调功能。
关键词:函数波形发生器;RC 桥式正弦波振荡电路;滞回比较器;积分器RC 桥式正弦波 振荡电路滞回比较器积分器Abstract(1) waveform generator: pure hardware design using operational amplifier with discrete component.(2) experimental objective: can produce sine wave, square wave and triangular wave(3) working principle: mainly through waveform transformation form three types of waveformsA through the RC oscillator wien bridge oscillator) generate sine wave, the process of the experiment, add feedback stability of branch, so that doesn't appear obvious distortion of waveform.B sine wave through a hysteresis comparator generate square wave;C square wave generated by an integrator triangle wave. The hysteresis comparator and an integrator head-tail form positive feedback closed-loop system, so that the output of square wave at the next higher level via the integrator integral triangle wave can be obtained.(4) to simulate the implementation schemeSine square wave, triangle waveFinal design into the waveform amplifier to three kinds of waveform amplitude, frequency, simple adjustment, and the implementation phase of the adjustable function.Key words: function waveform generator; RC bridge sine wave oscillator circuit;Hysteresis comparator; integrator目录第一章RC桥式正弦振荡电路 (4)1.1 RC桥式正弦振荡电路的介绍 (4)1.1.1RC桥式正弦振荡电路的应用与原理 (5)第二章滞回比较器............................................................... (6)2.1 滞回比较器 (6)第三章方波和三角波发生器 (7)3.1方波和三角波发生器 (7)3.1.1电路的实现 (8)3.1.1.1 电路软件仿真效果 (9)参考文献 (10)附录 (10)第一章RC桥式正弦振荡电路1.1 RC桥式正弦振荡电路的介绍RC桥式正弦振荡电路如图1所示。
波形发生器课程设计报告
1.设计题目:波形发生电路2.设计任务和要求:要求:设计并用分立元件和集成运算放大器制作能产生方波和三角波波形的波形发生器。
基本指标:输出频率分别为:102H Z、103H Z;输出电压峰峰值V PP≥20V3.整体电路设计1)信号发生器:信号发生器又称信号源或振荡器。
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。
各种波形曲线均可以用三角函数方程式来表示,如三角波、锯齿波、矩形波(含方波)、正弦波。
通过模拟电子技术设计的波形发生器是一个不需要外加输入信号,靠自身振荡产生信号的电路。
2)电路设计:整体电路由RC振荡电路,反相输入的滞回比较器和积分电路组成。
理由:a)矩形波电压只有两种状态,不是高电平,就是低电平,所以电压比较器是它的重要组成部分;b)产生振荡,就是要求输出的两种状态自动地相互转换,所以电路中必须引入反馈;c)输出状态应按一定的时间间隔交替变化,即产生周期性变化,所以电路中要有延迟环节来确定每种状态维持的时间。
RC振荡电路:即作为延迟环节,又作为反馈电路,通过RC充放电实现输出状态的自动转换。
反相输入的滞回比较器:矩形波产生的重要组成部分。
积分电路:将方波变为三角波。
3)整体电路框图:为实现方波,三角波的输出,先通过RC振荡电路,反相输入的滞回比较器得到方波,方波的输出,是三角波的输入信号。
三角波进入积分电路,得出的波形为所求的三角波。
其电路的整体电路框图如图1所示:图14)单元电路设计及元器件选择a)方波产生电路根据本实验的设计电路产生振荡,通过RC电路和滞回比较器时将产生幅值约为12V的方波,因为稳压管选择1N4742A(约12V)。
电压比较电路用于比较模拟输入电压与设定参考电压的大小关系,比较的结果决定输出是高电平还是低电平。
滞回比较器主要用来将信号与零电位进行比较,以决定输出电压。
图3为一种滞回电压比较器电路,双稳压管用于输出电压限幅,R 3起限流作用,R 2和R 1构成正反馈,运算放大器当u p >u n 时工作在正饱和区,而当u n >u p 时工作在负饱和区。
波形发生器的电路设计
摘要根据现代电子系统对信号源的频率稳定度、准确度及分辨率越来越高的要求,也是为了能过方便的产生波形平滑、频率稳定的任意波形,本文提供了一种任意波形发生器的设计方案。
从而结合直接数字式频率合成器(DDS)的优点,利用FPGA芯片的可编程性和实现方案易改动的特点,提出一种基于FPGA和DDS技术的任意波形发生器设计方案。
采用VHDL(运用自顶向下设计思想设计多功能数字波形发生器的问题)和原理图输入方式,在Quartus II平台下实现该设计的综合、仿真。
通过实验可以看出,采用该方法设计的任意波形发生器输出的波形与传统的波形发生器相比,具有波形平滑、无毛刺、波形稳定度高、频率稳定度和分辨率高等众多优点。
而且该波形发生器电路简单,程控方便,产生的波形具有相噪好、频率步进低、输出电平分辨率小和相位可调等优点。
关键词波形发生器;现场可编程门阵列;直接数字频率合成AbstratAccording to modern electronic systems for signal source frequency stability, accuracy and resolution of increasingly high demands, also have a wave in order to facilitate smooth any waveform, frequency stability, this article provides you with an arbitrary waveform generator design. Combination of direct digital frequency synthesizer (DDS) the advantages of using programmable FPGA chip and solution features easy changes, proposed a design based on FPGA and arbitrary waveform generator based on DDS technology programmer. VHDL (using top-down design problems of the design of multifunction digital waveform generator) and schematic capture, Quartus II implements the integrated design, simulation platform. Through experiments, we can see, using the method output waveforms of arbitrary waveform generator and the design of tradition than waveform generator, smooth, glitch-free, with waveform wave high stability, and high frequency stability and resolution of many benefits. And the waveform generator circuit is simple, easy to program, the resulting wave with phase noise, low step frequency, output level resolution and phase adjustment and other benefits.Keywordswaveform generator; field programmable gate arrays; direct digital frequency synthesis目录摘要 (I)Abstract (II)第一章绪论 (1)1.1 研究背景 (1)1.2目的意义 (1)1.3国内外研究现状 (2)1.3.1外研究现状 ........................................................................... 错误!未定义书签。
波形发生器的课程设计
学院《电子技术》课程设计报告题目波形信号发生器的设计姓名:学号:专业:班级:指导教师:职称:——学院——系2011年9月目录1 绪论 (1)1.1课题的目的 (1)1.2设计任务和要求 (1)2 总体设计方案 (2)2.1课题分析 (2)2.2设计步骤 (2)2.3设计方案 (3)3 主要器件简介 (3)3.1LM324的功能 (3)3.2电阻和电位器 (4)3.3电容 (4)3.4二极管和稳压管的识别和接法 (5)4 单元电路设计与计算 (5)4.1正弦波发生器 (5)4.2方波-三角波发生器 (6)5 系统总电路图 (8)6 仿真分析与安装调试 (8)6.1仿真分析图 (8)6.2安装调试 (9)6.3调整过程及波形分析 (9)7 总结 (9)参考文献 (18)附录 (19)波形信号发生器1 绪论波形信号发生器亦称函数信号发生器,作为实验用信号源,是现今各种电子电路设计实验应用中不可缺少的仪器设备之一。
目前市场上出现的波形发生器多为纯硬件搭接而成,且波形有限,多为锯齿波、方波、正弦波、三角波等。
信号发生器作为一种常见的电子设备仪器,传统的仪器完全可以由硬件电路搭接而成。
如采用555振荡器产生的正弦波、方波、三角波的电路是可取的路径之一,不用依靠单片机。
但是这种电路存在波形质量差,控制难度大,调节范围小,电路复杂和体积大等缺点。
在科学研究及生产实践过程中,如工业过程控制,生物医学,地震模拟机械振动等领域常常要用到低频信号源。
而有硬件电路构成的低频信号其性能难以令人满意,而且由于低频信号用到的RC很大;大电阻,大电容制作上由困难,参数的精度难以保证;体积大,漏电,损耗显著更是其致命的弱点,一旦需求的功能增加,则电路的复杂程度会大大增加。
1.1 课题的目的课程设计是在校大学生素质教育的重要环节,是理论与实践相结合的桥梁和纽带。
通过课程设计,学生巩固和加深对电子电路基本知识的理解,了解集成运算放大器在振荡电路方面的运用;通过对运算放大器构成的比较器、方波-三角波发生器电路的实验研究,熟悉集成运算放大器非线性应用及基本电路的调试方法。
波形发生器毕业论文
0 引言波形随着电子测量与其他部门对各类信号发生器的广泛需求与电子技术的迅速发展,促使信号发生器种类增多,性能提高。
尤其随着70年代微处理器的出现,更促使信号发生器向着自动化、智能化方向发展。
现在,许多信号发生器带有微处理器,因而具备了自校、自检、自和智能化方向发展。
但市面上能看到的仪器在频率精度、带宽、波形种类与程控方面都已不能满足许多方面实际应用的需求。
加之各类功能的半导体集成芯片的快动故障诊断和自动波形形成和修正等功能,可以和控制计算机与其他测量仪器一起方便的构成自动测试系统。
在科学研究和生产实践中,如工业过程控制,生物医学,地震模拟机械振动等领域常常要用到低频信号源。
而由硬件电路构成的低频信号其性能难以令人满意,而且由于低频信号源所需的RC很大;大电阻,大电容在制作上有困难,参数的精度亦难以保证;体积大,漏电,损耗显著更是致命的弱点。
一旦工作需求功能有增加,则电路复杂程度会大大增加。
随着集成电路的迅速发展,用集成电路可很方便地构成各种信号波形发生器。
用集成电路实现的信号波形发生器与其它信号波形发生器相比,其波形质量、幅度和频率稳定性等性能指标,都有了很大的提高。
当前信号发生器总的趋势是向着宽频率覆盖、低功耗、高频率精度、多功能、自动化速生产,都使我们研制一种低功耗、宽频带,能产生多种波形并具有程控等低频的信号发生器成为可能。
在 70 年代前,信号发生器主要有两类:正弦波和脉冲波,而函数发生器介于两类之间,能够提供正弦波、余弦波、方波、三角波、上弦波等几种常用标准波形,产生其它波形时,需要采用较复杂的电路和机电结合的方法。
这个时期的波形发生器多采用模拟电子技术,而且模拟器件构成的电路存在着尺寸大、价格贵、功耗大等缺点,并且要产生较为复杂的信号波形,则电路结构非常复杂。
同时,主要表现为两个突出问题,一是通过电位器的调节来实现输出频率的调节,因此很难将频率调到某一固定值;二是脉冲的占空比不可调节。
基于单片机的波形发生器_毕业设计论文
基于单片机的波形发生器_毕业设计论文摘要:本文详细介绍了一种基于单片机的波形发生器的设计与实现。
波形发生器是一种广泛应用于电子测量、科研和教学等领域的仪器设备。
本设计采用了单片机作为控制芯片,利用其强大的计算和控制能力实现了多种波形的生成。
通过研究和分析不同波形的特点,采用相应的算法和模拟电路设计,实现了正弦波、方波和三角波的发生功能。
本文还介绍了硬件电路的设计和软件的编写,并对波形发生器的性能进行了测试和分析。
1.引言波形发生器是一种可以产生各种形状的周期信号的仪器设备,广泛应用于电子测量、科研和教学等领域。
随着数字技术和单片机技术的发展,基于单片机的波形发生器具有体积小、成本低、灵活性强等优点,逐渐代替了传统的模拟波形发生器。
2.系统设计2.1系统框架本系统采用了单片机作为控制芯片,配合DAC芯片和锁相环电路,构建了一个完整的波形发生器系统。
单片机负责控制波形的生成参数,通过DAC芯片将数字信号转化为模拟电压输出,锁相环电路则负责对时钟信号进行处理和同步。
2.2波形生成算法根据不同波形的特点,本设计实现了正弦波、方波和三角波的发生功能。
正弦波的生成采用了Taylor级数展开方法,方波的生成利用了比较器的电平调制,而三角波的生成则通过DAC芯片将数字递增或递减的信号转化为模拟电压输出。
3.硬件设计3.1单片机选型与外围电路设计本设计选用了XX单片机作为控制芯片,并根据其技术手册设计了相应的外围电路。
外围电路包括时钟电路、复位电路和供电电路等,保证了单片机的正常运行。
3.2DAC芯片选型与接口设计为了将数字信号转化为模拟电压输出,本设计选用了XXDAC芯片,并设计了合适的接口电路。
通过控制单片机的输出端口和DAC芯片的输入端口连接,实现了数字到模拟的转换。
3.3锁相环电路设计为了保证波形的准确性和稳定性,本设计添加了锁相环电路。
该电路利用比较器和VCO实现了对时钟信号的同步与输出。
4.软件设计4.1系统初始化系统初始化包括单片机寄存器的初始化和外围设备的初始化,为后续的波形生成做好准备。
数字信号发生器大学本科方案设计书
毕业设计(论文)设计(论文)题目:基于单片机的数字信号发生器设计电气工程学院基于 AT89S51单片机的数字信号发生器【摘要】智能仪器的出现,极大地扩充了传统仪器的应用范围。
智能仪器凭借其体积小、功能强、功耗低等优势,迅速地在家用电器、科研单位和工业企业中得到了广泛的应用。
本系统是基于 AT89S51单片机设计的数字式波形发生器。
采用 AT89S51作为系统的控制核心,外围电路采用数字 / 模拟转换电路( DAC0832),运放电路(M C1458),按键, ISP 接口等。
通过按键控制切换产生正弦波,锯齿波,三角波,方波,各类型信号的频率统一为 100HZ,而幅值在 -5V~+5V范围内可调。
本设计电路原理简单,性能较好,具有一定的实用性和参考价值。
【关键词】单片机, 波形发生器,D/A电路DIGITAL SIGNAL GENERATOR DESIGN BASED ON AT89S51【A BSTRACT 】The emergence of intelligent machines, which greatly expanded the scope of application of traditional instruments. Intelligent instrument, with its small size, powerful, low-power advantages of home appliances quickly, research institutes and industrial enterprises has been widely used.The system is a digital waveform generator based on single chip computer. AT89S51 is used as a control core. The system is composed by digital/analog conversion (DAC0832),imply circuit (MC1458),button ISP inferface and LED lights. It can generate square triangle and sine wave,with LED display . The frequency of various types of signal unity of 100HZ, but the amplitude in the-5V ~ +5 V range adjustable. The circuit design is simple, better performance, has some practical and reference value.【 KEY WORDS 】the single chip computer , the signal generator , D/A conversion目录绪论91.92.9第一章系统设计101.112.113.11第二章硬件电路的设计121. AT89S51122.153.154.175. ISP23第三章软件设计241.252.253.264.275.28第四章测试仿真291.292.303.31第五章其它311.312.32附录32Protel32 PCB33 Proteus343543绪论1.波形发生器现状波形发生器作为一种常用的应用电子仪器设备,传统的波形发生器可以完全用硬件电路搭建,如应用555 振荡电路可以产生正弦波,三角波,方波等波形,传统的波形发生器多采用这种方式设计,这种方式不应用单片机,但是这种方式存在波形质量差,控制难,可调范围小,电路复杂和体积大等缺点,在科学研究和生产实践中,如工业过程控制,生物医学,地震模拟震动等领域往往需要低频信号源,而由硬件搭建的波形发生器效果往往达不到好的效果,而且低频信号源所需要的RC很大,大电阻,大电容在制作上有困难,参数的精度也难以保证,而且体积大,漏电,体积大是该类波形发生器的显著缺点。
波形发生器毕业设计论文
绪论波形发生器是一种广泛应用于电子电路,自动控制和科学实验等领域的信号源。
比如电参量的测量、雷达、通信、电子对抗与电子系统、宇航和严控遥测技术等等,从某种意义上说高品质信号源更是实现高性能指标的关键,很多现代电子设备和系统的功能都直接依赖于所用信号源的性能,因此,高品质信号源被人们喻为众多电子系统的“心脏”。
随着通信、雷达的不断发展,多信号源的频率稳定度、频谱纯度、频率范围和输出频率的个数以及信号波形的形状提出越来越多的要求。
为了提高信号源输出频率稳定度,可以采用晶体振荡器等方法来解决。
为了满足频率个数多的要求,可以采用频率合成技术,即通过对频率进行加减乘除运算,可从一个高稳定度和高精确度的标准频率源,产生大量的具有同一稳定度和精确度的不同频率。
运用DDS技术是设计波形发生器的一种通用手段,DDS不仅可以产生正弦波同时也可以产生任意波,这是其他频率合成方式所不具有的特点,任意波在各个领域有着广泛的应用。
通过DDS这种方法产生任意波是一种简单,低成本的方法,通过增加波形点数可以使输出达到很高的精度,这都是其他方法所无法比拟的。
自80年代以来各国都在研制DDS产品,并广泛应用于各个领域。
其中以AD公司的产品比较有代表性。
如AD7008、AD9850、AD9851、AD9852、AD9858等。
其系统时钟频率从30MHz到300MHz不等,其中的AD9858系统时钟更是达到了lGHz。
这些芯片还具有调制功能。
如AD7008可以产生正交调制信号,而AD9852也可以产生FSK、PSK、线性调频以及幅度调制的信号。
这些芯片集成度高,内部都集成了D/A转换器,精度最高可达12bit。
同时都采用了一些优化设计来提高性能。
如这些芯片中大多采用了流水技术,通过流水技术的使用,提高了相位累加器的工作频率,从而使得DDS芯片的输出频率可以进一步提高。
通过运用流水技术在保证相位累加器工作频率的前提下,相位累加器的字长可以设计得更长,如AD9852的相位累加器达到了48位。
波形发生器毕业论文
波形发生器毕业论文题目: 简易波形发生器系别:电气工程系专业:计算机控制专业目录前言 (1)1 系统总体设计 (2)1.1系统总体框图设计 (2)1.2系统的主要性能指标 (2)2 系统硬件设计 (3)2.1 单片机最小系统 (3)2.2 单片机D/A连接电路 (3)2.3放大电路 (4)2.4 PCB板设计 (4)3 系统软件设计 (6)3.1系统总体流程图 (6)3.2方波程序设计 (7)3.3 锯齿波程序设计 (8)3.4三角波程序设计 (9)3.5 正弦波程序设计 (10)4软硬件调试及结果分析 (11)4.1单片机软件开发系统 (11)4.2 软件调试 (11)4.3 硬件调试 (14)5 总结 (15)致谢 (16)参考文献 (17)附录1 电路原理图 (18)附录2 源程序 (18)元器件清单 (22)摘要:本课题硬件设计是采用89S51单片机作为控制核心,外围采用数字/模拟转换电路(DAC0832)、运放电路(OP07)、和独立联接式按键。
通过Protues 软件进行程序的编写。
以实现波形选择。
仿真通过以后再进行硬件的安装和调试,结果表明:本设计基本完成任务,能够产生正角波、方波和锯齿波四种波形,并可以通过键盘选择波型关键词:波形发生器,单片机,D/A转换,运算放大器前言单片机是一种集成的电路芯片,是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能(可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路)集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。
波形发生器是一种数据信号发生器,在调试硬件时,常常需要加入一些信号,以观察电路工作是否正常。
用一般的信号发生器,不但笨重,而且只发能发出一些简单的波形,不能满足需要。
例如用户要调试串口通信程序时,就要在计算机上写好一段程序,再用线连接计算机和用户实验板,如果不正常,不知道是通讯线有问题还是程序有问题。
波形发生器设计
五邑大学单片机课程设计报告题目:波形发生器设计院系信息学院专业电子信息工程学号**********学生梓聪指导教师黄辉波形发生器设计摘要本文以STC89C51片机为核心设计了一个低频函数信号发生器。
信号发生器采用数字波形合成技术,通过硬件电路和软件程相结合,可输出自定义波形,如正弦波、方波、三角波、梯形波及其他任意波形,波形的频率和幅度在一定围可任意改变。
波形和频率的改变通过软件控制,幅度的改变通过硬件实现。
介绍了波形的生成原理、硬件电路和软件部分的设计原理。
该信号发生器具有体积小、价格低、性能稳定、功能齐全的优点。
关键词:低频信号发生器;单片机;D/A 转换一、设计要求设计一个能产生正弦波、方波、三角波、梯形波、锯齿波的波形发生器。
二、实验目的1、进行硬件电路设计。
2、编写程序,并进行程序测试。
3、利用单片机采用软件设计方法产生五种波形。
4、焊接电路,将程序下载到单片机,并用示波器对输出程序进行测试。
三、实验容1、工作原理:数字信号可以通过数/模转换器转换成模拟信号,因此可通过产生数字信号再转换成模拟信号的方法来获得所需要的波形。
89C51单片机本身就是一个完整的微型计算机,具有组成微型计算机的各部分部件:中央处理器CPU 、随机存取存储器RAM 、只读存储器ROM 、I/O 接口电路、定时器/计数器以及串行通讯接口等,只要将89C51再配置键盘及、数模转换及波形输出、放大电路等部分,即可构成所需的波形发生器,其信号发生器构成系统框图如下图所示。
图(1)89C51是整个波形发生器的核心部分,通过程序的编写和执行,产生各种各样的信号,并从键盘接收数据,进行各种功能的转换。
当数字信号电路到达转换电路,将其转换成模拟信号也就是所需要的输出波形。
波形ROM 表是将信号一个周期等间距地分离成128个点,储存在单片机得ROM。
产生指定波形可以通过DAC来实现,不同波形产生实质上是对输出的二进制数字量进行相应改变来实现的。
波形发生器的设计
正 文1 选题背景波形发生器又名信号源,广泛应用于电子电路、自动控制和科学试验等领域。
雷达、通信、宇航、遥控遥测技术和电子系统等领域都随处可见波形发生器的应用。
如今作为电子系统心脏的信号源的性能很大程度上决定了电子设备和系统的性能的提高,因此随着电子技术的不断发展,现今对信号源的频率稳定度、频谱纯度和频率范围以及信号波形的形状提出越来越高的挑战。
1.1指导思想利用NE555构成多谐振荡器产生方波,根据LM324输出的锯齿波分别通入低通滤波器和高通滤波器就可以输出正弦波Ⅰ、正弦波Ⅱ。
1.2 方案论证方案一:使用NE555芯片构成多谐振荡器,输出方波,通过锯齿波发生电路产生锯齿波,然后通过一个KHz f H 10=的低通滤波器,通过滤波产生一次,8KHz 到10KHz 的正弦波,然后再让锯齿波通过一个24KHz~30KHz 的带通滤波器,输出三次正弦波。
其中滤出三次谐波的理论依据是,由于锯齿波是一个关于t 的周期函数,并且满足狄里赫莱条件:在一个周期内具有有限个间断点,且在这些间断点上,函数是有限值;在一个周期内具有有限个极值点;绝对可积。
方案二:使用功放构成文森桥式震荡电路,产生出8KHz~10KHz 的正弦波。
接着是用NE555芯片,搭建出施密特触发电路,产生脉冲波输出;将脉冲波分别输入一个KHz f H 10=的低通滤波器和24KHz~30KHz 的带通滤波器电路中,产生一次和三次正弦波。
最初方案设计的大体思路在方案一和方案二之间犹豫不决,于是将两个电路的大体电路都进行了简单的设计,发现方案二存在很多的问题很难解决。
问题一:如果使用文森桥式震荡器产生正弦波,改变震荡频率就需要改变RC 常数,要同时改变两个R (在实际电路中,同时改变两个电容的值是很复杂的,而且这样也无法得到一个8KHZ~10KHz 的连续的频率),需要双滑动变阻器并且要保证滑动变阻器改变的值完全相同,有一定困难。
问题二:NE555芯片搭建出来的是一个简单的施密特触发器,输入正弦波之后,输出的脉冲波的占空比是不可以调整的,不满足实验要求的占空比可调的条件。
采用EDA技术的波形发生器的设计
学号:08446308 常州大学毕业设计(论文)(2012届)题目采用EDA技术的波形发生器设计学生学院专业班级校内指导教师专业技术职务校外指导老师专业技术职务二○一二年六月采用EDA技术的波形发生器设计摘要:本课题设计了一种采用VHDL硬件描述语言描述并用FPGA实现的正弦波发生器。
本课题的研究结合了FPGA控制、LCD字符显示、DAC芯片驱动等相关知识,运用VHDL语言描述了一个具有幅度可控、频率可调和失真较小的正弦波发生器。
设计平台为Altera公司的Quartus II 8.0软件,采用Altera公司的Cyclone系列FPGA实现。
本设计中的DAC模块采用TLC5620集成芯片来实现,以此来简化设计,并达到本课题的精度要求。
本文详细介绍了正弦波发生器的设计过程,包括系统软件方案设计、系统硬件方案设计、芯片选型、编译仿真平台选择、功能模块划分、时钟分频模块设计、主控模块设计、按键去抖模块设计、TLC5620驱动模块设计和LCD显示模块等部分的设计与实现,对深入研究EDA技术和波形发生器具有重大的意义。
关键词:EDA;FPGA;VHDL;正弦波发生器Waveform Generator Design Using EDA TechnologyAbstract:This paper designs a sine wave generator using FPGA and VHDL language. The research of this paper is a combination of the FPGA controller, the LCD display, the DAC chip drivers and other related knowledge. We use the VHDL language to describe controllable amplitude, frequency adjustable sine wave generator. The design platform is Altera Quartus II 8.0 software and Altera's Cyclone series FPGA chip. In order to simplify the design and achieve the accuracy requirements of this subject, the design of the DAC module uses the TLC5620 chip.This paper describes the design process of the sine wave generator, including system software design, system hardware design, chip selection, the choice of the compile and simulation platform, the clock frequency module design, the main control module design, key debounce module design, the TLC5620 drive module design and the LCD display module design. The design and realization give me a good chance to understand the EDA technologies and waveform generator.Key words:EDA; FPGA; VHDL; Sine Wave Generator目录1引言 (1)1.1研究背景 (1)1.2波形发生器的现状 (1)1.3本文结构及内容安排 (2)2EDA开发技术概述 (3)2.1EDA技术的含义 (3)2.2EDA的工程设计流程 (3)2.3Quartus II 8.0简介 (4)3方案设计与比较 (5)3.1系统功能要求 (5)3.2系统框图 (5)3.3软件方案分析与比较 (5)3.3.1波形函数方案 (5)3.3.2波形ROM方案 (6)3.3.3方案比较 (6)3.4硬件方案设计 (6)3.4.1设计平台与仿真工具选择 (6)3.4.2芯片选择方案 (7)4FPGA的介绍 (9)4.1FPGA的简介 (9)4.1.1背景 (9)4.1.2FPGA与单片机的区别 (10)4.1.3电路设计中FPGA的应用 (11)4.1.4产品设计 (11)4.1.5系统级应用 (11)5系统设计 (12)5.1系统组成及工作原理 (12)6FPGA实现与仿真 (13)6.1顶层模块图 (13)6.2模块详细设计 (13)6.2.1主控模块 (13)6.2.2时钟分频模块 (15)6.2.3按键去抖模块 (16)6.2.4波形存储模块 (17)6.2.5TLC5620驱动模块 (18)6.2.6LCD显示模块 (19)6.3FPGA的实现功能 (19)7结论 (21)参考文献 (22)致谢 (23)附录 (24)1引言1.1研究背景随着现代化集成电路和计算机技术的不断飞跃发展,使得电子产品的设计在市场上的应用更为广泛,而且其实现方法的选择也变得越来越多。
简易波形发生器 毕业论文
任务书课题:简易波形发生器系别:电气工程系专业:电子信息工程技术班级:智能电子102学生姓名:指导老师:时间:2012-11-15摘要本系统是基于 AT89C52 单片机的数字式低频信号发生器。
采用 AT89C52 单片机作为控制核心,外围采用数字/模拟转换电路(DAC0832)、运放电路(LM324)、按键和8 位数码管等。
通过按键控制可产生方波、三角波、正弦波等,同时用数码管指示其对应的频率。
其设计简单、性能优好,可用于多种需要低频信号的场所,具有一定的实用性。
各种各样的信号是通信领域的重要组成部分,其中正弦波、三角波和方波等是较为常见的信号。
在科学研究及教学实验中常常需要这几种信号的发生装置。
为了实验、研究方便,研制一种灵活适用、功能齐全、使用方便的信号源是十分必要的。
本文介绍的是利用 AT89C52 单片机和数模转换器件 DAC0832 产生所需不同信号的低频信号源,其信号幅度和频率都是可以按要求控制的。
文中简要介绍了 DAC0832 数模转换器的结构原理和使用方法,AT89C52 的基础理论,以及与设计电路有关的各种芯片。
文中着重介绍了如何利用单片机控制 D/A 转换器产生上述信号的硬件电路和软件编程。
信号频率幅度也按要求可调。
本次关于产生不同低频信号的信号源的设计方案,不仅在理论和实践上都能满足实验的要求,而且具有很强的可行性。
该信号源的特点是:体积小、价格低廉、性能稳定、实现方便、功能齐全。
关键词:AT89C52 DAC0832 LM324 8位数码管显示AbstractWaveform The system is a digital signal generator based on single chip computer.AT89C52 is used as a control microcontroller core. The system is composed by digital/analog comversionDAC0832 imply circuit button and nixie tube. It can generate the square triangle and sine wave with nixietube. Te system can be used for a signal soure in the low-frequency signal soure. It is very practical.Various signals are an important part of correspondent area. In this area sine wave triangle wave and square wave are common signals. In science research and teaching experiment we often need the occurrence equipment of these signals. In order to make the experiment and research easier to develop a suitable full functional and easily used signals source is essential. This paper introduces the low frequency sources of different signals that are produced by AT89C52 SCM and DAC0832.Its signal range and frequency can be controlled by requirement. This paper briefly introduces the structure principle and usage of DAC0832 the basic theory of AT89C52 and various chips which relevant to design circuit. This paper emphasized how to use SCM to control the hardware circuit and software program of the signals above which produced by DAC0832.The signal frequency range also can be adjusted by requirement. This signal source design plan concerns on producing different low frequency signals not only meet the request of experiment in theory and in practice but also have strong feasibility. The trait of this signal source is :small volume low price stable function easily achievable and full function.Keywords :AT89C52 DA0832 LM324 8 nixie tube display目录摘要Abstract第1章绪论1.1 波形发生器的发展状况……………………………………………………….1.2 国内外波形发生器产品比较………………………………………………….1.3 波形发生器示意图…………………………………………………………….1.4 课题内容与设计要求…………………………………………………………. 第2章硬件电路构成2.1 MCS-51 单片机的内部结构………………………………………………………..2.1.1 内部结构概述…………………………………………………………………….2.1.2 AT89C52单片机……………………………………………...................................2.1.3 CPU 结构……………………………………………................................................2.1.4 存储器和特殊功能寄存器……………………………………………………….2.2 P0-P3 口结构…………………………………………………………………………….2.3 时钟电路和复位电路…………………………………………………………………..2.3.1 时钟电路. ……………………………………………………………………………2.3.2 单片机的复位状态…………………………………………………………………2.4 DAC0832 的引脚及功能………………………………………………………………2.4.1DAC0832芯片……………………………………………………………………….2.4.2 DAC0832引脚图和内部结构图………………………………………………….2.4.3 DAC0832 特性参数…………………………………………………………………2.5 数模转换电路……………………………………………………………………………..2.6 LM324集成运放………………………………………………………………………….2.7 8位数码管显示……………………………………………………………………………第3章软件原理3.1 主流程图…………………………………………………………………………………3.2 波形发生程序…………………………………………………………………………….第4章系统调试与测试4.1 波形发生器的调试……………………………………………………………………..4.2遇到的问题及解决方法……………………………………………………………….4.3 三角波仿真图. …………………………………………………………………………4.4 方波仿真图………………………………………………………………………………4.5 正弦波仿真图……………………………………………………………………………第5章总结致谢参考文献附录第1章绪论波形发生器也称函数发生器,作为实验信号源,是现今各种电子电路实验设计应用中必不可少的仪器设备之一。
数字化波形发生器的设计-毕业设计
数字化波形发生器的设计学生:XX 指导老师:XX内容摘要:介绍一种数字化波形发生器的设计。
采用MAX038函数发生器芯片,在单片机的控制下输出正弦波、三角波、矩形波,频率、占空比可通过12位4路输出的数模转换器MAX526进行数控调节。
波形的频率和幅值采用LCD显示。
8选1多路模拟开关AD7501在单片机的控制下实现频段的选择。
MAX038输出的幅值电压放大后送入数字衰减器AT-280进行衰减,以调整放大后的输出幅度。
关键词:数控波形发生器 MAX038 MAX526 LCD模块The design of a digital waveform generatorAbstract:Introduces a design of digital waveform generator. Using MAX038 function generator chip, the microcontroller under the control of a sine wave, triangle wave output, rectangle wave, frequency, and occupies emptiescompared to a 4 way through 12 of the output MAX526 digital-to-analog converters for numerical control regulation. The wave frequency and amplitude are the LCD display. 8 choose more than one way AD7501 analog switch in under the control of the single chip microcomputer realize frequency band choice. MAX038 amplitude voltage amplifier output after into digital decay AT-280 attenuation, adjusting to enlarge the output amplitude.Keywords:Digital waveform generator MAX038 MAX526 LCD modul目录前言 (1)1 数字化波形发生器 (1)1.1 数字化波形发生器的特点 (1)1.2 函数信号发生器的实现方法 (1)1.3 MAX038的概述 (2)1.3.1 MAX038的主要参数 (2)2 数控波形发生器的结构组成及工作原理 (4)2.1 数控波形发生器的结构组成 (4)2.2 数控波形发生器的工作原理 (4)2.3 4路12位电压输出型D/A转换器MAX526的应用 (5)2.4 频率和占空比的数控调节原理 (6)2.5 输出幅值的数控调节 (7)3 数控函数发生器频率与幅值的LCD显示及频段选择 (8)3.1 内置SED1520的MGLS-12032图形液晶模块的应用 (8)3.2 液晶模块与单片机的接口方式 (8)4 结束语 (9)参考文献 (9)数字化波形发生器的设计前言波形发生器作为常用的信号源,被广泛应用于调试,自动控制系统和教学实验等领域。
波形发生器毕业设计论文-毕业设计
绪论波形发生器是一种广泛应用于电子电路,自动控制和科学实验等领域的信号源。
比如电参量的测量、雷达、通信、电子对抗与电子系统、宇航和严控遥测技术等等,从某种意义上说高品质信号源更是实现高性能指标的关键,很多现代电子设备和系统的功能都直接依赖于所用信号源的性能,因此,高品质信号源被人们喻为众多电子系统的“心脏”。
随着通信、雷达的不断发展,多信号源的频率稳定度、频谱纯度、频率范围和输出频率的个数以及信号波形的形状提出越来越多的要求。
为了提高信号源输出频率稳定度,可以采用晶体振荡器等方法来解决。
为了满足频率个数多的要求,可以采用频率合成技术,即通过对频率进行加减乘除运算,可从一个高稳定度和高精确度的标准频率源,产生大量的具有同一稳定度和精确度的不同频率。
运用DDS技术是设计波形发生器的一种通用手段,DDS不仅可以产生正弦波同时也可以产生任意波,这是其他频率合成方式所不具有的特点,任意波在各个领域有着广泛的应用。
通过DDS这种方法产生任意波是一种简单,低成本的方法,通过增加波形点数可以使输出达到很高的精度,这都是其他方法所无法比拟的。
自80年代以来各国都在研制DDS产品,并广泛应用于各个领域。
其中以AD公司的产品比较有代表性。
如AD7008、AD9850、AD9851、AD9852、AD9858等。
其系统时钟频率从30MHz到300MHz不等,其中的AD9858系统时钟更是达到了lGHz。
这些芯片还具有调制功能。
如AD7008可以产生正交调制信号,而AD9852也可以产生FSK、PSK、线性调频以及幅度调制的信号。
这些芯片集成度高,内部都集成了D/A转换器,精度最高可达12bit。
同时都采用了一些优化设计来提高性能。
如这些芯片中大多采用了流水技术,通过流水技术的使用,提高了相位累加器的工作频率,从而使得DDS芯片的输出频率可以进一步提高。
通过运用流水技术在保证相位累加器工作频率的前提下,相位累加器的字长可以设计得更长,如AD9852的相位累加器达到了48位。
毕业设计187基于模拟电路波形发生器设计
前言波形发生器是一种常用的信号源,广泛用于设计和测试、汽车制造、工业、生物医药、传感器仿真、制造模型实验等。
传统的信号发生器采用模拟电路技术,由分立元件构成振荡电路和整形电路,产生各种波形。
它在电子信息、通信、工业等领域曾发挥了很大的作用。
但是采用这种技术的波形发生器电路结构复杂、体积庞大、稳定度和准确度较差,而且仅能产生正弦波、方波、三角波等几种简单波形,难以产生较为复杂的波形信号。
随着微处理器性能的提高,出现了由微处理器、D/A以及相关硬件、软件构成的波形发生器。
它扩展了波形发生器的功能,产生的波形也比以往复杂。
实质上它采用了软件控制,利用微处理器控制D/A,就可以得到各种简单波形。
但由于微处理器的速度限制,这种方式的波形发生器分辨率较低,频率切换速度较慢。
本设计拟订开发基于Matlab和EDA技术的波形发生器,它用高速存储器做查询表,通过数字形式存入的波形,再通过高速D/A转换器对存储器的波形进行合成。
只要改变FPGA中查找表数据就可以产生任意波形,因而具有相当大的灵活性。
随着我国四个现代化和经济发展,我国在科技和生产各领域都取得了飞速的发展和进步,同时这也对相应的测试仪器和测试手段提出了更高的要求,而波形发生器已成为测试仪器中至关重要的一类,因此在国内发展波形发生器具有重大意义和实际价值。
例如,它能模拟编码雷达信号、潜水艇特征信号、磁盘数据信号、机械振动瞬变过程、电视信号以及神经脉冲之类的波形,也能重演由数字示波器(DSO)捕获的波形等。
本课题的研究由我及李慧同学共同完成,本人主要利用FPGA产生波形进行仿真与测试,波形数据由来在李慧同学努力下实现的。
由于我的能力和水平有限,论文中肯定会有不妥之处和错误,恳请老师和同学提出批评和改进意见。
第1章 波形发生器方案设计第1.1节 基于模拟电路波形发生器设计方案正弦波振荡电路是用来产生一定频率和幅度的正弦波信号,输出单一频率的正弦波,是应用最广泛的振荡器。
波形发生器的设计
波形发生器设计报告一、设计任务设计制作一个波形发生器,该波形发生器能产生正弦波、方波、三角波和由用户编辑的特定形状波形。
二、设计要求1. 基本要求具有产生正弦波、方波、三角波三种周期性的波形。
用键盘输入编辑生成上述三种波形(同周期)的线性组合波形,以及由基波及其谐波(5次以下)线性组合的波形。
具有波形存储功能。
输出波形的频率为100Hz~20KHz(非正弦波频率按10次谐波计算):重复频率可调,频率步进间隔≤100Hz。
输出波形幅度范围0~5V(峰-峰值),可按步进0.1V(峰-峰值)调整。
具有显示输出波形的类型、重复频率(周期)和幅度的功能。
2.发挥部分输出波形频率范围扩展至100Hz~200KHz。
用键盘或其他输入装置产生任意波形。
增加稳幅输出功能,当负载变化时,输出电压幅度变化不大于±3%(负载电压变化范围:100Ω~∞)。
具有掉电存储功能,可存储掉电前用户编辑的波形和设置。
可产生单次或多次(1000次以下)特定波形(如产生一个半周期三角波输出)。
其它(如增加频谱分析、失真度分析、频率扩展>200KHz、扫频输出等功能)。
三、方案设计和论证:根据题目的要求,我们一共提出了三种设计方案,分别介绍如下:1、方案一采用低温漂、低失真、高线性单片压控函数发生器ICL8038,产生频率受控可变的正弦波,可实现数控频率调整。
通过D/A和5G353进行输出信号幅度的控制。
输出信号的频率、幅度参数由4x4位键盘输入,结果输出采用6位LED显示,用户设置信息的存储由24C01完成。
2、方案二行N分频,输出信号送入正弦波产生电路和三角波产生电路,其中正弦波采用查表方式产生。
计数器的输出作为地址信号,并将存储器2817的波形数据读出,送DAC0832进行D/A 转换,输出各种电压波形,并经过组合,可以得到各种波形。
输出信号的幅度由0852进行调节。
系统显示界面采用16字x1行液晶,信号参数由4x4位键盘输入,用户设置信息的存储由24C01完成。
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数字化波形发生器的设计学生:XX 指导老师:XX内容摘要:介绍一种数字化波形发生器的设计。
采用MAX038函数发生器芯片,在单片机的控制下输出正弦波、三角波、矩形波,频率、占空比可通过12位4路输出的数模转换器MAX526进行数控调节。
波形的频率和幅值采用LCD显示。
8选1多路模拟开关AD7501在单片机的控制下实现频段的选择。
MAX038输出的幅值电压放大后送入数字衰减器AT-280进行衰减,以调整放大后的输出幅度。
关键词:数控波形发生器 MAX038 MAX526 LCD模块The design of a digital waveform generatorAbstract:Introduces a design of digital waveform generator. Using MAX038 function generator chip, the microcontroller under the control of a sine wave, triangle wave output, rectangle wave, frequency, and occupies emptiescompared to a 4 way through 12 of the output MAX526 digital-to-analog converters for numerical control regulation. The wave frequency and amplitude are the LCD display. 8 choose more than one way AD7501 analog switch in under the control of the single chip microcomputer realize frequency band choice. MAX038 amplitude voltage amplifier output after into digital decay AT-280 attenuation, adjusting to enlarge the output amplitude.Keywords:Digital waveform generator MAX038 MAX526 LCD modul目录前言 (1)1 数字化波形发生器 (1)1.1 数字化波形发生器的特点 (1)1.2 函数信号发生器的实现方法 (1)1.3 MAX038的概述 (2)1.3.1 MAX038的主要参数 (2)2 数控波形发生器的结构组成及工作原理 (4)2.1 数控波形发生器的结构组成 (4)2.2 数控波形发生器的工作原理 (4)2.3 4路12位电压输出型D/A转换器MAX526的应用 (5)2.4 频率和占空比的数控调节原理 (6)2.5 输出幅值的数控调节 (7)3 数控函数发生器频率与幅值的LCD显示及频段选择 (8)3.1 内置SED1520的MGLS-12032图形液晶模块的应用 (8)3.2 液晶模块与单片机的接口方式 (8)4 结束语 (9)参考文献 (9)数字化波形发生器的设计前言波形发生器作为常用的信号源,被广泛应用于调试,自动控制系统和教学实验等领域。
目前使用的波形发生器大部分的缺点是,其体积大,可靠性差,精度低。
提出一种性价比高的波形发生器,利用单片机进行函数处理,由软件控制波形输出,利用单片机进行函数处理,由软件实现波形生成,输出的数字信号再经模拟和信号放大处理后输出所需波形。
1 数字化波形发生器1.1 数字化波形发生器的特点该波形发生器具有集成度高,体积小,可靠性好,精度高,价格便宜等特点。
在调试硬件时,常常需要加入一些信号,以观察电路工作是否正常。
用一般的信号发生器,不但笨重,而且只发一些简单的波形,不能满足需要。
例如用户要调试串口通信程序时,就要在计算机上写好一段程序,再用线连接计算机和用户实验板,如果不正常,不知道是通讯线有问题还是程序有问题。
用E2000/L的波形发生器功能,就可以定义串口数据。
通过逻辑探勾输出,调试起来简单快捷。
在自动控制系统设计、调试和现代电子学的各个领域,经常需要高精度、高频率且频率可方便调节的正弦波、矩形波、三角波等信号作为信号源1.2 函数信号发生器的实现方法◆用分立元件组成的函数发生器,但通常是单函数发生器,其频率不高,工作不够稳定,不易调试。
◆由晶体管、运放IC等通用器件制作,多用专门的函数信号发生器产生信号。
早期的函数发生器芯片如8038,其功能较少,精度不高,频率上限只有300KHZ,无法产生更高频率的信号,调节方式也不够灵活,频率和占空比不能独立调节,且互相影响。
◆利用专用直接数字合成DDS芯片的函数发生器,能产生任意波形并达到很高的频率,但成本较高。
◆目前多使用MAXIM公司开发的新一代专用函数信号发生器芯片MAX038,其输出频率范围0.1HZ-20MHZ,输出电阻0.1Ω,非线性失真小于0.75%,输出波形有正弦波、三角波、锯齿波、方波、脉冲波,频率和占空比都易于调节。
因此,MAX038被称为高频精密函数信号发生器。
另外,在锁相环、压控振荡器、频率合成器、脉宽调制器等电路的设计上,MAX038都是优选的器件。
但是,基于MAX038的函数信号发生器的频率和占空比调节是通过外接可调电阻来实现的,这样很难满足可调范围大、精度高、信号稳定的要求。
所以,从设备的可操作性和实用性的角度考虑,根据MAX038输出频率的数控调节原理,采用微处理器作为控制单元,结合DAC和MAX038可设计成一个使用方便、精度高的数字化波形发生器。
1.3 MAX038的概述MAX038是一个具有高频、高精度、低输出电阻、驱动能力强的函数信号发生器芯片。
MAX038内部含有精密带隙电压参考、鉴相器和TTL同步输出,能以最少的外部元件构成一台多波形的高频函数信号发生器。
MAX038是目前较为理想的信号产生集成芯片。
其内部电路框图如图1.3-1所示。
图1.3-1 MAX038其内部电路框图1.3.1 MAX038的主要参数MAX038芯片的核心部分是一个电流控制的基本振荡器,工作电源采用±5V,内部提供2.5V 基准电源,通过外接电阻INR、FR向主振控制器的INI端和FADJ 端提供频率粗调电流和频率细调电压;通过电阻DR 向DADJ 端提供脉冲占空比调节电压。
这3个参数经主振控制器处理后,向振荡器提供充电电流,该电流对外接电容FC 充电和放电,形成振荡,产生三角波信号A 、B 、C 。
信号A 送正弦波形成电路,产生正弦波;信号B 、C 送入比较器1,产生方波。
正弦波、方波和三角波被同时送入波形选择器,可以通过和TTL/CMOS 电平兼容的地址输入(0A、1A)来选择其中的一种波形输出。
另外信号A 送入比较器2,产生同步信号SYNC ,供外围电路使用;信号B 、C 送入相位检测器,产生PDO 信号和PDI 信号,供锁相环电路使用。
电路的振荡频率为: f =0f(1-0.2915fadjV)=INI(1-0.2915fadjV/FC(式1.3.1-1)波形的占空比为:T l /=0.5-0.174DADJV (式1.3.1-2)当fadjV=0V 时,INI=2-750μA ,对应中心频率0f为350:1的变化范围;当fadjV=±2.4V 时,调制频偏为±70%。
当fa d j V =0时,波形的占空比为50%;当D A D JV=±2.3V 时,占空比为10%-90%。
在FADJ 和DADJ 端口的内部,设置了250μA 的下拉电流源,可简化外部电路设计,仅用电阻FR和DR就可以对频偏和占空比进行调整。
INI端口由内部的运放强制为虚地,故调整频率粗调电路中的电位器INR就能调整输入电流INI ,实现中心频率的调节。
手动微调时,可在EFR和FADJ 之间接入可变电阻器FR,调整频率细调电位器FR 可得到所需信号的频率值。
如果不作频率微调,FADJ 端不能开路,必须经过12K"电阻接地,达到禁止使用的目的。
调整占空比调节电路中的电位器DR ,改变MAX038输入端RADJ 电压的大小,从而改变占空比。
表1.3.1-1 输出波形频率范围与FC的对应关系电容值/pF 710610510410310210频段/Hz10-100 100-1000 1k-10k10k-100k 100k-1000k 1M-10M2 数控波形发生器的结构组成及工作原理2.1 数控波形发生器的结构组成数字化波形发生器主要由主控制器单片机89C52、键盘与显示电路、波形发生器MAX038、12位4路数模转换器MAX526、频段控制单元、幅值控制单元等单元电路组成。
2.2 数控波形发生器的工作原理单片机主要完成对键盘输入的检测、对MAX038输出波形的选择、对D/A 输出控制,从而完成对频率和占空比的调节及对频段的选择;键盘采用4x5的矩阵键盘,分别设置了数字键(0-9)和功能键(小数点"."、频段、频率、占空比、幅值、正弦波、方波、三角波、取消等)共19个键。
使用时先按功能键后按数字键;显示部分采用LCD 显示频率(6位)和幅值(4位);MAX038函数发生器芯片是系统的核心部分,在单片机的控制下输出正弦波、三角波、矩形波,且波形的频率和占空比易于调节;12位4路输出的数模转换器MAX526在单片机的控制下,输出2-750μA 的电流及±2.4V 和±2.3V 的电压,分别进行频率、占空比的调节;频段选择单元采用8选1的多路模拟开关AD7501,在单片机的控制下使每一路分时选通,将不同的电容值FC接入MAX038电路中,就可确定输出频率范围,即频段,共有6个频段供选择切换,输出波形频率范围与FC 的关系如表1所示。
幅度控制单元主要调节输出信号的幅度,MAX038输出端OUT 的PP V=2V 幅度值通过放大器放大后送入数字衰减器AT-280中进行衰减,调整放大后的输出幅度。
键盘输入与显示、频段选择及数控调节电路原理图如图2.2-1图2.2-1 键盘输入与显示、频段选择及数控调节电路原理图2.3 4路12位电压输出型D/A 转换器MAX526的应用MAX526是4路12位电压输出型D/A 转换器,模拟量电压输出为:OUTV =(REFV×nD)/4096。
8位数据总线,数据通过两次写操作(低8位LSB ,高4位MSB)装入各输入寄存器,并通过异步装载DAC 输入信号将输入寄存器数据装入DAC 寄存器。
MAX526转换时间为3μs ,与TTL/CMOS 电平兼容,只有1LSB 不可校正线性误差的优点,使其广泛地应用在数字增益校正、工业控制、自动测试设备等方面。