信号发生器的设计实现

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基于AD9833的信号发生器的设计与实现精编版

基于AD9833的信号发生器的设计与实现精编版

基于AD9833的信号发生器的设计与实现精编版AD9833是一款历史悠久的信号发生器芯片,广泛应用于科研领域和电子实验中。

本文将详细介绍基于AD9833的信号发生器的设计与实现,并提供精编版的实现方案。

首先,我们需要明确信号发生器的基本功能。

一个典型的信号发生器需要具备以下几个方面的功能:信号波形的选择,频率范围的调节,输出电平的控制以及输出阻抗的匹配等。

根据这些功能需求,我们可以基于AD9833进行设计。

AD9833芯片本身是通过SPI接口与控制器连接的,因此我们首先需要搭建SPI通信的硬件和软件支持。

对于硬件来说,我们需要配置好控制器和AD9833之间的接线,并确保电源和地线的连接可靠。

对于软件来说,我们需要编写相应的控制代码,以实现与AD9833的数据传输和控制。

在完成SPI通信支持之后,我们可以开始实现信号发生器的具体功能。

首先是信号波形的选择。

AD9833支持多种波形的生成,包括正弦波、方波和三角波等。

通过发送相应的控制指令和参数,可以选择所需的波形。

接下来是频率范围的调节。

AD9833的输出频率范围可以通过内部参考时钟和外部时钟源进行调节。

我们可以通过修改寄存器的数值来实现对于频率的调整。

同时,还可以通过控制时钟源的频率来进一步扩展频率范围。

然后是输出电平的控制。

AD9833芯片支持输出电平的调节,可通过外部电阻进行控制。

我们可以根据所需的输出电平范围,选择合适的电阻值,并进行正确连接。

这样就可以实现对输出电平的调节。

最后是输出阻抗的匹配。

在信号发生器中,输出阻抗的匹配至关重要。

AD9833的输出阻抗为200欧姆,可与大多数电子设备匹配。

但如果需要与特定设备进行匹配,我们可能需要添加其他电路来实现阻抗转换。

在完成这些基本功能之后,我们可以考虑进一步的功能扩展。

例如,我们可以添加显示屏和操作界面,以实现信号波形、频率、电平等参数的实时显示和调节。

另外,还可以添加存储器和存储器管理模块,实现信号参数的存储和管理,以方便后续使用。

基于fpga的dds正弦信号发生器的设计和实现

基于fpga的dds正弦信号发生器的设计和实现

基于FPGA的DDS正弦信号发生器的设计和实现引言在电子领域中,正弦信号是一种重要的基础信号,被广泛应用于通信、音频、视频等各个领域。

而DDS(Direct Digital Synthesis)直接数字合成技术则是一种通过数字方式生成高精度、高稳定性的正弦波信号的方法。

本文将详细介绍基于FPGA的DDS正弦信号发生器的设计和实现。

设计目标本次设计旨在实现一个可配置频率范围广泛且精度高的DDS正弦信号发生器。

具体设计目标如下: 1. 实现频率范围可调节,覆盖从几Hz到数十MHz; 2. 提供高精度的频率控制,满足特定应用场景对频率稳定性和相位精度的要求; 3. 支持模数转换器(DAC)输出,并能够通过外部接口控制输出幅值; 4. 使用FPGA作为主要硬件平台,以满足高速计算和灵活配置需求。

系统架构基于FPGA的DDS正弦信号发生器主要由以下几个部分组成: 1. 数字控制模块(Digital Control Module):负责接收外部输入的频率、相位和幅值等参数,并将其转换为对DDS核心模块的控制信号; 2. DDS核心模块(DDS Core Module):根据接收到的控制信号,通过数学运算生成正弦波形的离散采样值; 3. 数字模拟转换模块(Digital-to-Analog Converter, DAC):将DDS核心模块输出的数字采样值转换为模拟电压信号; 4. 输出放大器(Amplifier):用于放大DAC输出的电压信号,并通过外部接口提供可调节幅值的正弦波输出。

DDS核心模块设计DDS核心模块是整个系统中最关键的部分,它负责根据输入参数生成正弦波的离散采样值。

下面是DDS核心模块设计中需要考虑的几个关键要素:相位累加器相位累加器是DDS核心模块中最基础且重要的组件之一。

它根据输入的频率和时钟信号,在每个时钟周期内累加相位增量,从而实现相位连续变化。

相位累加器可以使用一个定点数或浮点数寄存器来表示,并通过固定步长进行相位递增。

毕业设计(论文)-基于虚拟仪器的信号发生器的设计与实现

毕业设计(论文)-基于虚拟仪器的信号发生器的设计与实现

摘要摘要传统的信号发生器其功能完全靠硬件实现,功能单一而且用户的购置、维护费用高。

更重要的是,对于传统的信号发生器,其功能一旦确定便不能更改,用户要想使用新的功能则必须重新购买新的仪器,传统信号发生器的不足是显而易见的。

虚拟仪器是将仪器技术、计算机技术、总线技术和软件技术紧密的融合在一起,利用计算机强大的数字处理能力实现仪器的大部分功能,打破了传统仪器的框架,形成的一种新的仪器模式。

本课题完成了“虚拟信号发生器”的理论研究,在很大程度上解决了传统信号发生器的诸多弊端。

本文主要研究虚拟仪器在信号发生器领域里的软件编程。

本虚拟仪器可完成输出多种信号波形的同时产生与输出,信号输出频率、幅度等参数实时可调。

本文研究的虚拟信号发生器主要具有如下优点:用户可自由定义其功能;系统功能升级扩充方便快捷、可与电脑等设备方便的互联。

关键词: 虚拟仪器, 信号发生器,虚拟信号发生器, LabVIEW目录AbstractThe functions of traditional signal generators are carried out solely on hardware, and at the same time the functions of traditional signal generators are singleness and costly for purchasing and maintaining, What is more important is that the functions of traditional signal generators can not be altered once they are fixed. Users must get new ones so long as they want new functions. Thus, the defects of traditional signal generators are obvious. Virtual instrument is formed by the instrument technology, computer technology, bus technology and software technology. Powerful digital processing’s ability of computer is used to achieve the main functions of instrument. Virtual instrument broke the framework of the traditional instruments, and built a new device model. This dissertation has accomplished the theoretical research, and made up the various shortcomings of traditional signal generators to great degree. This virtual signal generator can achieve the input and output of multi signals, and such parameters as signal output frequency and amplitude can be adjusted timely. The advantages of this virtual signal generator include the following: low cost of hardware, user custom functions, convenience of the upgrading and enlargement of systematic functions, and connectable with computers.Keywords: Virtual Instrument , Signal Generator , Virtual Signal Generator , Labview目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1研究背景及动态 (1)1.2本项目的研究意义及本文主要研究内容 (2)1.2.1本项目的研究意义 (2)1.2.2本文的主要研究内容 (2)第2章虚拟仪器和Labview简介 (4)2.1虚拟仪器的产生背景 (4)2.2虚拟仪器的概念 (5)2.3虚拟仪器的分类 (5)2.4虚拟仪器系统的构成 (6)2.4.1虚拟仪器系统的硬件构成 (7)2.4.2虚拟仪器系统的软件构成 (7)2.5虚拟仪器的优势 (8)2.6虚拟仪器的发展方向 (9)2.7图形化虚拟仪器开发平台——LABVIEW简介 (9)2.8本章小结 (12)第3章信号发生器 (13)3.1信号发生器概述 (13)3.2信号发生器的分类... . (14)3.2.1正弦信号发生器.. (14)3.2.2函数发生器.. (15)3.2.3脉冲信号发生器.. (15)3.2.4随机信号发生器.... . (15)3.3本章小结 (16)第4章基于虚拟仪器的信号发生器的设计 (17)4.1虚拟仪器的简单应用 (17)4.1.1 创建虚拟仪器 (17)4.1.2 为前面板添加控件 (19)4.1.3 修改信号 (22)目录4.1.4 本节小结 (24)4.2虚拟仪器实现多功能信号发生器 (24)4.2.1“信号发生器1”的设计 (25)4.2.2“信号发生器2”的设计 (29)4.2.3“信号发生器3”的设计 (31)4.2.4 本节小结 (33)4.3本章小结 (34)结论 (35)参考文献 (36)谢辞 (37)第1章绪论在有关电参量的测量中,我们需要用到信号源,而信号发生器则为我们提供了在测量中所需的信号源,它可以产生不同频率的正弦信号、方波、三角波、锯齿波、正负脉冲信号、调幅信号、调频信号和随机信号等,其输出信号的幅值也可以按需要进行调节。

基于AD9833的信号发生器的设计与实现

基于AD9833的信号发生器的设计与实现

基于AD9833的信号发生器的设计与实现AD9833是一款数字频率合成器(DDS),可用于信号发生器的设计与实现。

在本文中,我们将讨论如何使用AD9833设计一个基于该芯片的信号发生器,并详细介绍其实现过程。

首先,我们将介绍AD9833芯片的功能和特点。

AD9833是一款低功耗DDS芯片,能够产生高精度的频率和相位可变的正弦波信号。

它内置了一个14位的DAC,能够输出高达0.2Hz-2.4MHz的频率范围。

此外,AD9833还具有SPI接口,可通过该接口进行频率和相位的编程控制。

设计一个基于AD9833的信号发生器,需要以下步骤:1.选取合适的工作电源电压:AD9833工作电源电压范围是2.3V-5.5V,因此需要选择合适的电源电压,一般为3.3V或5V。

2.连接AD9833芯片和微控制器:AD9833芯片需要与微控制器进行通信,可以使用SPI接口进行通信。

连接AD9833与微控制器需要接线连接的方式,可以使用杜邦线或焊接硬件。

3.编程控制AD9833芯片:在设计信号发生器时,需要编程控制AD9833芯片的频率和相位。

可以使用微控制器的程序,通过SPI接口向AD9833芯片发送相关命令和数据。

4.设计输出电路:AD9833芯片的输出电流较小,一般在5mA以内。

因此,在输出电路中需要添加一个输出放大器,将AD9833的输出信号放大。

根据需要,可以使用运放或放大器来实现放大功能。

5.添加用户界面:为了方便用户使用,信号发生器需要添加一个用户界面,可以使用LCD屏幕和按键等设备,用于显示和控制信号发生器的参数和状态。

6.调试和测试:完成上述步骤后,需要对信号发生器进行调试和测试。

可以通过改变输出信号的频率和相位,并使用示波器等测试设备来验证信号发生器的功能和性能。

在设计和实现过程中1.芯片选型:AD9833是一款常用的DDS芯片,但也可以选择其他型号的DDS芯片,根据实际需求和预算来选择。

2.电源和地线:保证电源和地线的稳定和可靠,避免电源噪声对输出信号的影响。

低频信号发生器设计与实现报告

低频信号发生器设计与实现报告

仪器科学与电气工程学院本科生“六个一”工程之课外实验项目报告低频信号发生器的设计与实现专业:测控技术与仪器姓名:刘雪锋学号:65090215时间:2011年11月一、实验目的:练习基本技能:常用测试仪器使用、电路安装、测试、调试;初步学会查阅电子器件英文说明书;训练基本单元电路设计、调试、测试。

二、实验内容:设计一个低频信号发生器,可输出方波、矩形波、三角波、锯齿波、正弦波。

频率和幅度可调;矩形波占空比可调;锯齿波上升、下降时间可调;根据电路原理图的具体结构,安装单元电路;测输出幅度、频率、失真度、上升沿、下降沿、观察三角波线性度;不得使用8038模块;写出设计与总计报告,说明电路原理、特点、测试结果、结果分析。

三、总体设计方案:(一)总体设计原理框图产生正弦波、方波、三角波的方案有多种,如首先产生正弦波,然后通过整形电路将正弦波转换成方波,再由积分电路将方波变成三角波;也可以先由振荡器产生方波,再经积分电路产生三角波,再经过滤波电路产生正弦波等等。

我选用的是前一种方案,上图为总体设计流程。

(二)各部分电路图及其原理1、正弦波产生电路及其原理:正弦波产生电路的目的就是使电路产生一定频率和幅度的正弦波,我们一般在放大电路中引入反馈电路,并创造条件,使其产生稳定可靠的振荡。

电路接通电源的一瞬间,由于电路中电流从零突变到某一值,它包含着很多的交流谐波,经过选频网络选出频率为f0的信号,一方面由输出端输出,另一方面经正反馈网络传送回到输入端,经放大和选频,这样周而复始,不断地反复,只要反馈信号大于初始信号,震荡就逐渐变强,最后稳定的震荡起来。

我所设计的正弦波震荡电路为RC 串并联式正弦波震荡电路,又被称为文氏桥电路。

这个电路由两部分组成,即放大电路和选频网络,放大电路为由集成运741放所组成的电压串联负反馈放大电路,选频网络兼作正反馈网络,它具有电路简单、易起振、频率可调等特点被大量应用于低频振荡电路,电路图如下所示 :我选用的电阻R和电容C分别为100kΩ的电位器和0.1μf瓷片电容,这样根据在C不变的情况下,改变电位器R的值可以改变电路的震荡频率,但由于两个R的阻值要相等才能震荡出正弦波,所以我在实际焊制电路时两个R采用一个同轴电位器。

DDS函数信号发生器的设计与实现-课程设计.docx

DDS函数信号发生器的设计与实现-课程设计.docx

DDS函数信号发生器的设计与实现•课程设计DDS函数信号发生器的设计与实现一、主要功能要求:1、设计任务(1)正弦波、三角波、方波、锯齿波输出频率范围:1KHZ~1MHZ(2)具有频率设置功能,频率步骤:100HZ;(3)输出信号频率定度:优于10 A4(4)输出电压幅度:在5K负载电阻上的电压峰一一峰值Vopp^lV;(5)失真度:用示波器观察使无明显失真。

2、基本要求:(1)掌握采用FPGA硬件特性、及软件开发工具MAXPLUS II的使用。

(2)掌握DDS函数信号发生器的原理,并采用VIIDL语言设计DDS内核单元。

(3 )掌握单片机与DDS单无连接框图原理,推导出频率控制字、相位控制字的算法。

(4)设计键盘输入电路和程序并调试。

掌握键盘和显示(LCD1602)配合使用的方法和技巧。

(5)掌握硬件和软件联合调试的方法。

(6)完成系统硬件电路的设计和制作。

(7)完成系统程序的设计。

(8)完成整个系统的设计、调试和制作。

(9)完成课程设计报告。

3、捉高部分:(1)三角波、方波输出频率范围:1KHZ〜1MHZ;(2)产生二进制PSK、ASK信号:再50KHZ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。

(3)设计高速DA转换电路。

4、发挥部分:(1)对数据频率进行倍频。

二、整体设计框图及整机概述:1、DDS的实现原理:它建立在采样定理的基础上,首先对需要产生的波形进行采样,将采样值数字化后存入存储器作为查找表,然后再通过查表将数据读出,经过D/A转换器转换成模拟量,把存入的波形重新合成出来.2、整体设计框图图一DDS函数信号发生器系统框图结构3、整机概述:整个DDS信号发生器由单片机子系统,DDS子系统,模拟子系统三部分组成。

单片机子系统由单片机、人机接口组成,人机接口由液晶显示器和键盘组成,通过键盘选择信号波形和输入信号频率,液晶用来显示波的类型和波当前的频率值。

DDS信号发生器设计和实现

DDS信号发生器设计和实现

DDS信号发生器设计和实现一、引言DDS(Direct Digital Synthesis)是一种基于数字信号处理技术的信号发生器设计方法。

DDS信号发生器是通过数字的方式直接生成模拟信号,相比传统的方法,具有频率稳定、调制灵活、抗干扰能力强等优势,广泛应用于频率合成、通信系统测试、医疗设备、雷达系统等领域。

本文将介绍DDS信号发生器的设计和实现。

二、DDS信号发生器的原理1.相位累加器:负责生成一个连续增加的相位角,通常以一个固定精度的二进制数表示。

2.频率控制器:用于控制相位累加器的相位角速度,从而控制信号的频率。

3.数字到模拟转换器:将相位累加器的输出转换为模拟信号。

4.系统时钟:提供时钟信号给相位累加器和频率控制器。

三、DDS信号发生器的设计步骤1.确定要生成的信号的频率范围和精度需求。

2. 选择适合的数字信号处理器或FPGA进行设计。

常用的DSP芯片有AD9910、AD9858等,FPGA则可选择Xilinx、Altera等厂商的产品。

3.根据需求设计相位累加器和频率控制器,相位累加器的位数和频率控制器的速度决定了信号的精度。

4.确定数字到模拟转换器的采样率和分辨率,选择合适的D/A转换芯片。

5. 编写控制程序和信号生成算法,包括相位累加器和频率控制器的控制。

可以使用C语言、Verilog HDL等进行编程。

6.进行硬件的布局和连线,将各个组件按照设计要求进行连接。

7.进行电源和接地的设计,确保稳定的供电和减少噪声干扰。

8.进行数字信号处理器或FPGA的编程,烧录控制程序。

9.进行信号输出测试,调整参数和算法,确保生成的信号符合要求。

10.编写使用说明书和性能测试报告,并对信号发生器进行完整性和可靠性测试。

四、DDS信号发生器的实现案例以实现一个简单的正弦信号发生器为例,介绍DDS信号发生器的实现过程。

1.确定生成的正弦信号范围为1Hz~10kHz,精度为0.1Hz。

2. 选择Xilinx的FPGA芯片,根据需要设计12位的相位累加器和24位的频率控制器。

基于虚拟仪器的信号发生器的设计与实现_翻译设计

基于虚拟仪器的信号发生器的设计与实现_翻译设计

基于虚拟仪器的信号发生器的设计与实现_翻译设计虚拟仪器是一种将传感器、仪器和设备等硬件部件替换为软件实现的测量仪器。

基于虚拟仪器的信号发生器是利用计算机软件生成各种类型的信号,以模拟实际测量中的信号源。

以下是基于虚拟仪器的信号发生器的设计与实现的一般步骤:1. 软件平台选择:选择适用于信号发生器设计的虚拟仪器软件平台,例如LabVIEW、MATLAB等。

2.界面设计:根据信号发生器的功能需求,设计用户界面。

用户界面应包括信号参数设置、波形展示、开始/停止等控制按钮。

3.信号生成算法实现:根据需要生成的信号类型(如正弦波、方波、三角波等),编写相应的信号生成算法。

算法可以利用基本的数学函数和算法来生成各种类型的信号。

4.参数设置与控制:在用户界面中添加对信号参数的设置和控制。

用户可以通过界面输入信号频率、幅度、相位等参数,并通过控制按钮控制信号的开始和停止。

5.波形展示:在用户界面中显示生成的信号波形。

可以使用波形绘图工具来实时绘制信号波形,或将生成的信号保存为文件进行后续处理和分析。

6.实时更新和响应:信号发生器应能实时更新生成的信号,并对用户输入的参数和控制进行及时响应。

应确保信号发生器的稳定性和准确性。

7.验证与测试:对设计的虚拟仪器信号发生器进行验证和测试。

可以通过与实际信号源进行比较,验证生成的信号是否符合预期。

8. 优化与改进:根据测试结果对虚拟仪器信号发生器进行优化和改进。

可以增加新的功能,修复潜在的bug,并提高信号发生器的性能和稳定性。

总之,基于虚拟仪器的信号发生器的设计与实现主要包括选择软件平台、设计界面、实现信号生成算法、参数设置与控制、波形展示、实时更新和响应、验证与测试以及优化与改进等步骤。

基于DDS技术的信号发生器的设计与实现_毕业设计(论文)

基于DDS技术的信号发生器的设计与实现_毕业设计(论文)

毕业设计设计题目:基于DDS技术的信号发生器的设计与实现基于DDS技术的信号发生器的设计与实现摘要DDS是直接数字式频率合成器(Direct Digital Synthesizer)的英文缩写。

与传统的频率合成器相比,DDS具有低成本、低功耗、高分辨率和快速转换时间等优点,广泛使用在电信与电子仪器领域,是实现设备全数字化的一个关键技术。

本设计采用单片机为核心处理器,利用键盘输入信号的参数,控制DDS的AD9850模块产生信号,信号的参数在LCD1602上显示,完成正弦信号和方波信号的输出,用示波器输出验证。

DDS是一种全数字化的频率合成器,由相位累加器、波形ROM、D/A转换器和低通滤波器构成。

时钟频率给定后,输出信号的频率取决于频率控制字,频率分辨率取决于累加器位数,相位分辨率取决于ROM的地址线位数,幅度量化噪声取决于ROM的数据位字长和D/A转换器位数。

与传统的频率合成方法相比,DDS合成信号具有频率切换时间短、频率分辨率高、相位变化连续等诸多优点。

使用单片机灵活的控制能力与AD9850的高性能、高集成度相结合,可以克服传统DDS设计中的不足,从而设计开发出性能优良的信号发生器系统。

关键词:单片机直接数字频率合成AD9850 DDSDesign and Implementation of the SignalGenerator Based on DDS TechnologyAbstractDDS is Direct Digital frequency Synthesizer (Direct Digital Synthesizer) English abbreviations. Compared with the traditional frequency synthesizer, with low cost, DDS low power consumption, high resolution and fast converting speed time and so on, widely used in telecommunications and electronic instruments field, is to realize equipment full digital a key technology.This design uses the single chip processor as the core, using a keyboard input signal parameters, control of DDS AD9850 module produce signals, the signal parameters in LCD1602 show that the complete sine signal and square wave signal output, the output with an oscilloscope validation.DDS is A full digital frequency synthesizer, by phase accumulators, waveform ROM, D/A converter and low pass filter composition. The clock frequency after A given, the output depends on the frequency of the signal frequency control word, the frequency resolution depends on accumulators digits, phase resolution depends on the ROM address line digits, amplitude quantization noise depends on the ROM data A word length and D/A converter digits. And the frequency of the traditional method than the synthesis, DDS synthesis signal has a frequency switching frequency of short time, high resolution and continuous phase changes, and many other advantages. Using single chip microcomputer control of the flexible ability and high performance, high level of integration of the AD9850 combination, can overcome the disadvantage of the traditional DDS design, to design the developed good performance of signal generator system.Key word:MCU; direct digital frequency synthesis;AD9850;DDS目录1 引言 (1)2DDS概要 (2)2.1DDS介绍 (2)2.1.1 DDS结构 (2)2.1.2典型的DDS函数发生器 (3)2.2DDS数学原理 (5)3 总体设计方案 (8)3.1系统设计原理 (8)3.2总体设计框图 (8)4 系统硬件模块的组成 (9)4.1单片机控制模块 (9)4.1.1 STC89C52主要性能 (9)4.1.2 STC89C52功能特性描述 (9)4.1.3 时钟电路 (11)4.1.4复位电路 (11)4.2AD9850模块 (12)4.2.1 AD9850简介 (12)4.2.2 AD9850的控制字与控制时序 (14)4.2.3单片机与AD9850的接口 (15)4.3滤波电路设计 (15)4.4键盘控制模块 (16)4.5LCD显示模块 (16)4.5.1液晶显示器显示原理 (16)4.5.2 1602LCD引脚与时序 (17)4.6A/D转换模块 (20)5 软件设计与调试 (21)5.1程序流程图 (21)5.2软件调试 (22)5.2.1 keil编程工具介绍 (22)5.2.2 STC-ISP下载工具介绍 (23)6 硬件电路制作 (24)6.1原理图的绘制 (24)6.2电路实现的基本步骤 (24)6.3硬件测试波形图 (25)7 结论 (27)谢辞 .............................................................................................. 错误!未定义书签。

基于VHDL语言的DDS信号发生器设计

基于VHDL语言的DDS信号发生器设计

基于VHDL语言的DDS信号发生器设计DDS(Direct Digital Synthesis)是一种数字信号处理技术,可用于实现高精度和高稳定性的信号发生器。

本文将基于VHDL语言设计一个DDS信号发生器,主要包括设计原理、关键模块实现和测试验证等方面。

一、设计原理DDS信号发生器的核心是相位累加器和查表器。

相位累加器根据输入的控制数据(频率、相位)累加相位值,并输出给查表器。

查表器根据相位值从预存的正弦波表中读取相应的数值,并进行输出。

通过调整相位累加器的步进值,可以实现不同频率的信号输出。

二、关键模块实现1. 相位累加器(Phase Accumulator):使用一个计数器实现,输入为控制数据(频率、相位)和时钟信号,通过对计数器进行累加操作,计算出相位值。

2. 预存正弦波表(Lookup Table):使用一个ROM存储正弦波表,表的大小决定输出精度。

查表时根据输入的相位值,读取对应的正弦波数值。

3. 数字控制模块(Digital Control Module):接收外部输入的频率和相位控制信号,将其转换为相位累加器的步进值。

4. 数字到模拟转换模块(Digital-to-Analog Converter,DAC):将DDS生成的数字信号转换为模拟信号输出。

三、设计步骤1.根据设计原理,确定相位累加器、预存正弦波表、数字控制模块和DAC等模块的输入输出接口。

2.使用VHDL语言,逐个实现各个模块。

例如,相位累加器可以使用一个计数器和一个累加器,使用时钟信号对计数器进行累加,将累加结果作为相位值输出。

3.在仿真工具中对各个模块进行功能仿真,验证其正确性。

4.进行整体系统的仿真,将数字控制模块的输出连接到相位累加器中,通过查表模块将数字信号转换为模拟信号输出。

5.在FPGA开发板上实现设计的逻辑电路,通过DAC将输出信号显示在示波器上,验证设计效果。

四、测试验证在FPGA开发板上进行下述测试验证:1.首先,将频率控制信号设置为一个固定值,逐步调整相位控制信号,观察输出信号的相位变化,并与期望值进行比对。

35886-电磁无损检测中信号发生器的设计与实现

35886-电磁无损检测中信号发生器的设计与实现

中国工业检验检测网 电磁无损检测中信号发生器的设计与实现摘要:在电磁无损检测系统中,信号频率及其稳定性对检测效果影响很大,为了解决该难题,文中给出了一种应用DDS 技术设计的新型信号发生器解决方案。

该信号发生器具有频率精度高、稳定性好、分辨率高的特点,有利于提高电磁无损检测的效果。

关键词:电磁无损检测;信号发生器;直接数字频率合成电磁无损检测(如涡流)是基于电磁感应原理的无损检测技术。

当载有交变电流的检测线圈靠近导体时,由于交变电流在周围空间中会产生交变磁场,因而在被测试件(导体)表面产生趋肤效应并感应出交变电流。

通过优化设计可使被测试件表面电流达到均匀分布,从而使周围磁场也达到均匀,而当被测试件表面有缺陷时,电流就会发生畸变,均匀磁场随之发生变化,这样,直接或间接测量出该磁场的变化,就能检测试件的缺陷。

虽然人们在电磁无损检测方面已取得了许多进展,但仍有许多不尽人意之处,其中一个重要的因素便是检测系统信号的稳定性,这一点对测量结果会产生严重的影响。

因为信号发生电路是整个检测系统的信号源,它的信号频率是否稳定将对整个检测系统的工作起十分关键的作用,信号频率不稳定会给信号的后续处理带来极大的困难,甚至使电磁检测难以进行。

为了解决上述问题,笔者应用DDS 技术设计了一个高稳定性信号发生器。

1 DDS 的工作原理 直接数字合成(DDS-Direct DigitalSynthesizer)是近几年发展起来的一种新的频率/波形合成技术。

该技术具有频率分辨率高、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、输出可平稳过渡且相位保持连续变化等优点。

近年来在通讯、雷达、GPS、蜂窝基站、图像处理及HDTV 等领域得到了广泛应用。

该技术是根据奈奎斯特取样定理,从连续信号的相位Φ出发,对一个正弦信号进行取样、量化、编码,然后将形成的正弦函数表存入ROM/RAM 中,合成时则通过改变相位累加器的频率控制字来改变相位增量,相位增量不同将导致一个周期内取样点数的不同。

高频功率信号发生器的设计与实现

高频功率信号发生器的设计与实现

高频功率信号发生器的设计与实现摘要:高频功率信号发生器被广泛应用于无线通信、广播、雷达和航空航天等领域。

本文详细介绍了设计和实现一个高频功率信号发生器的过程。

首先,通过分析功率信号发生器的基本原理和要求,确定了设计方案。

然后,讨论了关键部件的选择和电路设计。

最后,进行了样机的调试和测试,并对结果进行了分析。

1. 引言高频功率信号发生器是用于产生高频、高功率信号的一种设备。

在无线通信、广播、雷达和航空航天等领域中,高频功率信号发生器具有重要的应用价值。

为了满足不同领域的需求,设计和实现一个高性能的高频功率信号发生器是至关重要的。

2. 设计方案2.1 基本原理高频功率信号发生器的基本原理是通过振荡电路产生高频信号,并经过功率放大电路放大到所需的功率水平。

为了提高输出信号的稳定性和频率精度,通常采用锁相环(PLL)技术。

锁相环技术能够将输入信号的频率和相位与参考信号同步,并产生稳定、准确的输出信号。

2.2 设计要求根据应用场景的不同,高频功率信号发生器的设计要求可能会有所不同。

一般来说,设计方案需要满足以下要求:- 输出频率范围广,覆盖常用的高频范围;- 输出功率稳定,满足不同应用的功率需求;- 频率调节范围宽,调节精度高;- 低相位噪声和杂散信号,确保输出信号的准确性和纯净度;- 温度稳定性好,适应各种工作环境。

3. 关键部件选择和电路设计3.1 振荡器设计振荡器是高频功率信号发生器的核心部件之一。

常用的振荡器包括压控振荡器(VCO)、电容耦合振荡器和谐振器等。

在设计过程中,我们需要选择合适的振荡器以满足设计要求,并进行电路设计和参数调整,以获得稳定、精确的高频输出信号。

3.2 锁相环设计为了提高输出信号的稳定性和频率精度,采用锁相环技术是必要的。

锁相环包括相频比较器、环路滤波器和可控振荡器等部分。

相频比较器用于比较输入信号的相位和频率与参考信号的相位和频率,根据比较结果对可控振荡器的频率进行调节,实现同步。

毕业设计(论文)-基于fpga的函数信号发生器的设计与实现[管理资料]

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基于FPGA的函数信号发生器的设计与实现摘要波形发生器己成为现代测试领域应用最为广泛的通用仪器之一,代表了信号源的发展方向。

直接数字频率合成(DDS)是二十世纪七十年代初提出的一种全数字的频率合成技术,其查表合成波形的方法可以满足产生任意波形的要求。

由于现场可编程门阵列(FPGA)具有高集成度、高速度、可实现大容量存储器功能的特性,能有效地实现DDS技术,极大的提高函数发生器的性能,降低生产成本。

本文首先介绍了函数波形发生器的研究背景和DDS的理论。

然后详尽地叙述了用FPGA完成DDS模块的设计过程,接着分析了整个设计中应处理的问题,根据设计原理就功能上进行了划分,将整个仪器功能划分为控制模块、外围硬件、FPGA器件三个部分来实现。

最后就这三个部分分别详细地进行了阐述。

本文利用Altera的设计工具QuartuSH并结合VeI’i1og一HDL语言,采用硬件编程的方法很好地解决了这一问题。

论文最后给出了系统的测量结果,并对误差进行了一定分析,结果表明,,、三角波、锯齿波、方波,通过实验结果表明,本设计达到了预定的要求,并证明了采用软硬件结合,利用FPGA技术实现波形发生器的方法是可行的。

关键词:函数发生器,直接数字频率合成,现场可编程门阵列The Design and Realize of DDS Based on FPGAAbstractArbitrary Waveform Generator(AWG) is one of the most popular instruments in modern testing domains,Which represents the developing direction of signal sources· Direct Digital frequency Synthesis(DDS) advance dearly in full digital technology for frequency synthesis,its LUT method for synthes waveform .Adapts togenerate arbitrary Waveform· Field programable GateArray(FPGA)has the feature sof Iargeseale integration,high working frequency and ean realize lal’ge Memory,50FPGAeaneffeetivelyrealizeDDS.The of Corporation Altera ehosen to do the main digitalProcessing work,which based on its large sale and highs Peed. The 53C2440MCU ehosenasa control ehip· Inthisdesign,how to design the fpga chip and theInter faee between the FPGA and the control ehiP the the method ofSoftware and hardware Programming,the design used the software Quartus11 and languageverilog一HDL solves ,the PrineiPle of DDS and Basis of EDA technology introdueed Problem is the design are analyzed and the whole fun into three Parts:masterehiP,FPGA deviee and PeriPheral three Parts are described indetail disadvantage and thing sneed toadv anceareal Of the dissertation,or asquare wave with in the frequency rangeto20MHz .Planed and the way to use software and hardware Programming method and DDS Technology to realize Functional Waveform Generatoravailable.Keywords:DDS;FPGA;Functional Waveform Generator目录第一章绪论 ................................................ IV ............................................................................................................... IV ................................................................................................................. V ......................................................................................................... V....................................................................................................... VI .............................................................................................................. VII ...................................................................................................... VIIDMA输出方式.......................................................................... VII...................................................................................................... VII..................................................................................................... V III 第二章直接数字频率合成器的原理及性能 ................................................ I .................................................................................................................. I .......................................................................................................... I......................................................................................................... I I DDS原理 ............................................................................................. I II 第三章基于FPGA的DDS模块的实现 .......................................................... I (FPGA)简介 ............................................................................................. I II软件并建立工程 ....................................................................... I I新建Block Diagram/Schematic File并添加模块电路。

基于单片机的函数信号发生器的设计与实现

基于单片机的函数信号发生器的设计与实现

基于单片机的函数信号发生器的设计与实现首先,我们需要确定信号发生器的基本功能和要支持的信号类型。

常见的信号类型包括正弦波、方波、三角波和锯齿波等。

我们可以设计一个菜单界面,通过按键或旋钮选择需要生成的信号类型。

选择信号类型后,用户可以调节频率、幅度和相位等参数,生成相应的信号。

接下来,我们需要设计硬件电路。

基于单片机的函数信号发生器需要一个DA转换芯片来实现数字信号到模拟信号的转换。

我们可以选择常用的模数转换芯片,比如R-2R电阻网络型DA转换芯片。

通过电阻网络的调节,我们可以将单片机输出的数字信号转换为对应的模拟信号。

另外,我们还需要考虑信号的放大和滤波问题。

常见的做法是使用运放作为信号的放大器,通过运放的增益调节,我们可以将信号放大到合适的幅度。

同时,我们还需要滤波电路来去除高频噪声和谐波,以保证输出信号的质量。

在硬件设计完成后,我们需要进行软件编程。

我们可以选择一种合适的单片机,根据其开发环境和编程语言进行开发。

常见的单片机包括51单片机、AVR单片机和STM32等。

我们可以使用C语言或汇编语言编写程序,通过定时器和IO口控制输出信号的频率和幅度。

在软件编程中,我们需要实现信号类型的选择、频率、幅度和相位的调节,以及信号输出的控制。

可以根据用户的选择,生成对应的数字信号,并通过DA转换芯片转换成模拟信号。

同时,我们还可以在程序中添加一些附加功能,比如保存设置、显示当前参数等。

最后,我们需要进行整体调试和测试。

我们可以通过示波器来观察输出信号的波形和频谱,以验证信号发生器的功能和性能。

如果有问题,我们可以通过调整电路和程序进行调试和优化。

总之,基于单片机的函数信号发生器的设计与实现是一个相对复杂和庞大的项目。

它需要我们对单片机的原理和编程有一定了解,同时还需要具备一定的电路设计和调试能力。

但是,通过这个项目的实践,我们可以提高我们的技术能力和创新能力,在电子领域中取得更多的成就。

什么是信号发生器如何设计一个简单的信号发生器电路

什么是信号发生器如何设计一个简单的信号发生器电路

什么是信号发生器如何设计一个简单的信号发生器电路什么是信号发生器如何设计一个简单的信号发生器电路信号发生器是一种电子测试仪器,用于产生不同频率、不同波形的信号。

它被广泛应用于各种电子设备的测试、调试以及科学研究中。

本文将介绍信号发生器的基本原理以及如何设计一个简单的信号发生器电路。

一、信号发生器的基本原理信号发生器的基本原理是通过电路产生稳定的、可调节的频率和振幅的信号。

主要包括以下几个方面:1. 振荡器:信号发生器的核心部件是振荡器。

振荡器通过负反馈回路将部分输出信号重新输入到输入端,以维持振荡的稳定性。

2. 频率控制电路:用于调节信号的频率大小。

通常采用可变电容或可变电感等元件来实现频率的调节。

3. 幅度控制电路:用于调节信号的振幅大小。

通常采用可变电阻或放大器等元件来实现幅度的调节。

4. 输出电路:用于将振荡器产生的信号输出到外部设备,如示波器、信号分析仪等。

二、设计一个简单的信号发生器电路设计一个简单的信号发生器电路需要考虑以下几个基本要素:1. 振荡器电路:选择适合的振荡器电路,如RC振荡器、LC振荡器等。

以RC振荡器为例,可选用一个电容和一个电阻来构成振荡器电路。

2. 频率控制电路:采用可变电容电路来实现对频率的调节。

可选用一个可变电容与振荡器电路相结合,通过调节电容值,达到对频率的调节。

3. 幅度控制电路:采用可变电阻电路来实现对振幅的调节。

可选用一个可变电阻与振荡器电路相连,通过调节电阻值,达到对振幅的调节。

4. 输出电路:将振荡器产生的信号经过放大器放大后输出。

该放大器可以选择运算放大器、晶体管放大器等。

设计步骤:1. 确定电路的工作电压和功率需求,并选择适合的供电电源。

2. 根据振荡器的选择,选取合适的电容和电阻,并连接成振荡器电路。

3. 在振荡器电路中加入可变电容电路,用于频率的调节。

4. 将振荡器电路与可变电容电路连接到幅度控制电路中的可变电阻上,用于振幅的调节。

5. 添加输出电路,将振荡器产生的信号经过放大器放大后输出到外部设备。

基于fpga的dds正弦信号发生器的设计和实现

基于fpga的dds正弦信号发生器的设计和实现

基于fpga的dds正弦信号发生器的设计和实现
基于FPGA的DDS正弦信号发生器可以使用两种常见的实现
方法:Look-Up Table (LUT) 方法和相位累积器方法。

1. LUT方法:
- 首先,定义一个存储正弦波样本值的LUT (Look-Up Table),LUT的大小取决于所需的精度和波形频率范围。

- 使用一个计数器来生成一个相位值,该相位值是一个0到LUT大小之间的数字。

- 将该相位值作为索引,通过查找LUT来获取对应的正弦波
样本值。

- 将该正弦波样本值通过数字-模拟转换器(DAC)转换为模拟
信号输出。

2. 相位累积器方法:
- 使用一个固定频率的时钟作为参考信号输入,例如50 MHz。

- 使用一个相位累积器累积每个时钟周期的相位值。

- 计算相位值对应的正弦波样本值,并通过DAC转换为模拟信号输出。

- 相位累积器的更新频率由所需的输出频率确定,可以通过
增加或减小相位值的增量来调节输出频率。

需要注意的是,FPGA上实现DDS正弦信号发生器时,需要
一个高速的DAC来将数字信号转换为模拟信号输出。

同时,
为了提高性能和减少功耗,可以采用流水线技术,通过并行处理来提高输出频率的精度和速度。

此外,还可以通过添加相位调制、振幅调制等功能来进一步扩展DDS正弦信号发生器的
功能。

要设计和实现基于FPGA的DDS正弦信号发生器,可以使用硬件描述语言如Verilog或VHDL编写相应的代码,并使用FPGA开发工具进行综合、布局以及生成比特流文件。

最后,将比特流文件加载到目标FPGA芯片上,就可以实现DDS正弦信号发生器的功能。

正弦波信号发生器的设计与实现

正弦波信号发生器的设计与实现
方案三:利用集成芯片做函数发生器:产生各种波形,可以实现更高的频率,调试方便,成本低。鉴于此,美国制开发了一个ICMAX038生成函数信号发生器,它克服了方案二芯片解决方案的不足,是上述芯片不能相比的,可以达到一个较高的技术指标。MAX038精度高,所以称为精密函数发生器IC。在频率合成器,压控振荡器,锁相环,,如脉冲宽度调制器电路的设计,设备实现的首选[2]。
在此设计中的基于DDS技术的信号发生器,是通过用单片机编程将控制字并行送入DDS芯片AD9850,然后由AD9850产生波形输出,即采用基于相位累加器的数字频率合成法,利用直接数字合成芯片AD9850产生波形。
在上世纪70年代,随着微处理器的出现,可以使生更复杂的波形。这一时期比基于软件的波形发生器,在本质上,该DAC采用一个微处理器的程序控制,就可以得到各种简单的波形。
二十一世纪,随着集成电路技术的飞速发展,已经有工作频率超过千兆赫的DDS芯片,而且还促进的函数波形发生器的发展,2003年,安捷伦33220A能够产生17种波形的产品,最高频率可达20M,2005年的产品N6030A能够产生了500MHz的频率,采样频率为1.25GHz。
直接数字频率合成器DDS组件后,DDS组件限制速度和数字噪声引起的这两个主要的缺点阻碍了DDS技术的发展与应用。近年来,超高速数字电路的发展以及对DDS的深入研究,DDS的最大工作频率和噪声性能接近的锁相环率合成器,并达到了相当的水平。随着微电子技术的迅速发展,直接数字频率合成技术得到了迅速的发展,它不同于人其他现代频率合成技术的频率合成,具有优越的性能和特点。反映在较宽的带宽,频率转换时间短,频率分辨率高,输出相位连续,可生产各种其他宽带正交信号和调制信号,可编程数字,控制灵活,具有很高的价格。现在广泛的应用在通信,导航,遥测,雷达,电子战和现代仪器仪表行业等领域[1]。

简易信号发生器设计及PLC实现

简易信号发生器设计及PLC实现

在 程序设 计 中用定时 器构建 信号
多领域 有着广 泛应 用 。信 号发生 器主 提供稳 定可 靠的输 出波形 ,且可 方便 发 生 器的 时钟 信 号 , 由于S —2 0 7 0 系 要给被 测 电路 提供所 需要 的 已知信 号 地更新配置 ,操作 灵活 。 ( 各种 波形 ),然 后用其 他仪表 测量 感兴 趣的参 数 。常见的信 号发生 器可 系统组成 以产 生方波 、锯 齿波 、三 角波 、正余 弦波 等标准 波形 。从设计 角度 出发 , 列 CPU模块 能提供的定时 器有 l 、 mS 1mS 0 ms 0 、10 三种 。能 产生的最高时 钟频率为 1 kHZ 。受此 限制 ,信 号发生
本 文 以 西 门 子 公 司 的 S —2 O 7 O 系 器能产生的信号频率均不 高。
列PLC中的 CPU 2 模块为 核心 , 2 2
模拟 量输 出数 据 字格 式 如 图2 所
信 号发生 器分 为模拟式 和数 字合成式 配 合EM2 2 3 模拟 量 扩 展 模块 ,实现 示 。模 拟量输 出数据 字是左 对齐 的 , 两 种 。数 字合成 式信 号发生 器无论频 了 一 简 易 信 号 发 生 器 。 系 统框 图 如 最高有效位是符号位 ,0 示正值 。最 表 个连续 的0 ,在将数 据字 装载 率 、幅 度乃至信 号的 信噪 比均优于模 图 l 所示 。EM2 2 有4 3配 路模 拟 量输 低位是 4 寄存 器之前 ,低4 的4 被 位 个0 拟 式 , 不 仅频 率精 准 ,而 且 相 位抖 出 ,提 供 D/A转 换通 道 。其 输 出有 NDA C
简易信号发生器设计及 P C实现 L
哈尔滨理工大学 王华林
电子科技大学中山学院
王鹏
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电子电路综合设计总结报告设计选题——信号发生器的设计实现姓名:***学号:***班级:***指导老师:***2012摘要本综合实验利用555芯片、CD4518、MF10和LM324等集成电路来产生各种信号的数据,利用555芯片与电阻、电容组成无稳态多谐振荡电路,其产生脉冲信号由CD4518做分频实现方波信号,再经低通滤波成为正弦信号,再有积分电路变为锯齿波。

此所形成的信号发生器,信号产生的种类、频率、幅值均为可调,信号的种类、频率可通过按键来改变,幅度可以通过电位器来调节。

信号的最高频率应该达到500Hz以上,可用的频率应三个以上,T,2T,3T或T,2T,4T均可。

信号的种类应三种以上,必须产生正弦波、方波,幅度可在1~5V之间调节。

在此过程中,综合的运用多科学相关知识进行了初步工程设计。

设计选题:信号发生器的设计实现设计任务要求:信号发生器形成的信号产生的种类、频率、幅值均为可调,信号的种类、频率可通过按键来改变,幅度可以通过电位器来调节。

信号的最高频率应该达到500Hz以上,可用的频率应三个以上,T,2T,3T 或T,2T,4T均可。

信号的种类应三种以上,必须产生正弦波、方波,幅度可在1~5V之间调节。

正文方案设计与论证做本设计时考虑了三种设计方案,具体如下:方案一实现首先由单片机通过I/O输出波形的数字信号,之后DA变换器接受数字信号后将其变换为模拟信号,再由运算放大器将DA输出的信号进行放大。

利用单片机的I/O接收按键信号,实现波形变换、频率转换功能。

基本设计原理框图(图1)时钟电路系统的时钟采用内部时钟产生的方式。

单片机内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器,该高增益反相放大器的输入端为芯片引脚XTAL1,输出端为引脚XTAL2。

这两个引脚跨接石英晶体振荡器和微调电容,就构成一个稳定的自激振荡器。

晶振频率为11.0592MHz,两个配合晶振的电容为33pF。

复位电路复位电路通常采用上电自动复位的方式。

上电自动复位是通过外部复位电路的电容充电来实现的。

程序下载电路STC89C51系列单片机支持ISP程序下载,为此,需要为系统设计ISP下载电路。

系统采用MAX232来实现单片机的I/O口电平与RS232接口电平之间的转换,从而使系统与计算机串行接口直接通信,实现程序下载。

方案一的特点:方案一实现系统既涉及到单片机及DA、运放的硬件系统设计,又有单片机的软件编程,其波形产生原理与目前数字波形产生的主流技术DDS是很相似的,对于能力的培养是较为全面的。

而且,系统产生的波形种类、频率等参数可以很容通过软件的更新而改变。

方案二基本设计原理框图(图2)由555芯片与电阻、电容组成无稳态多谐振荡电路,利用电位器调整脉冲信号输出频率,经过加法计数器CD4518分频后,输出方波信号。

方波信号经过低通滤波后,变为正弦信号。

方波信号经过积分后,变为锯齿波信号。

方案二的特点:方案二运用集成电路555配合模拟电流实现了方波、正弦波、三角波,实现较为简单。

但灵活性较差,每产生一个波形,就要设计相应的模拟电路,对于复杂波形,电路也会更复杂。

能很好的熟悉模拟电路。

方案三采用集成运放如(LM324)搭建RC文氏正弦振荡器产生正弦波,正弦波的频率,幅度均可调,再将产生的正弦波经过过零比较器,实现方波的输出,再由方波到三角波和锯齿波。

基本设计原理框图(图3)方案三的特点:电路简单,在集成运放的作用下,可以较容易的测到所需的波形。

通过调整参数可以得到较完美的波形。

但由于电路过于简单,使系统产生的波形种类、频率等参数不易调节,不能很好地实现设计任务的要求。

经过对比,决定采用第二种方案,因为第二种设计方案更能直观的体现出自己的设计思路,相比第一种设计方案来说更易实现且省去了大量编程的困难,本人对变成不太擅长。

而且可以通过设计相应的模拟电路来熟悉各个器件。

相对于第三个方案来说第二个设计方案能更好的实现设计任务要求,且适合自己的难度系数。

理论计算555脉冲产生电路的参数计算根据实验指标要求,设计系统产生信号最高频率应大于500Hz。

555电路产生脉冲的频率稳定度比较差,需要对脉冲进行分频,这样最终信号的频率就比较稳定。

而产生正弦波信号需要的开关电容滤波器需要正弦信号频率100倍或50倍的时钟信号。

根据555无稳态多谐振荡电路特性,所产生的脉冲的周期为T=0.693*(R1+R2)*C按照电路所示的参数,可以保证脉冲频率达到50kHz。

555脉冲产生电路(无稳态多谐振荡电路)方波产生(脉冲分频)电路设计对脉冲信号的分频采用十进制同步加法计数器CD4518。

CD4518有两个十进制加法计数器,利用两个计数器级联,实现对脉冲信号的100分频。

分频后的信号就是占空比50%的方波信号。

同时,以脉冲信号的2分频信号作为开关电容滤波器MF10的时钟信号。

方波产生电路图(CD4518芯片8管脚接GND,16管脚接+5V)正弦波产生电路设计对方波信号进行低通滤波,就可以产生正弦波信号。

但由于要求信号的频率可调,这就要求低通滤波器的截止频率是可调的。

因此,系统采用开关电容滤波器MF来实现系统的低通滤波。

MF10可以根据输入时钟的变化自动改变低通滤波器的截止频率。

MF10的时钟信号由555产生的脉冲信号经4518计数器2分频整形后提供。

以方波信号作为MF10的输入。

正弦波产生电路三角波产生电路设计对方波信号进行积分,即可获得三角波。

首先,必须滤除方波信号中的直流分量,否则会发生积分饱和,三角波信号不能产生。

电路采用了两个104电容来实现。

积分电路的时间常数T=R6*C6, 积分时间常数必须谨慎选取。

首先,积分常数的选取,必须保证在整个积分周期内,运放不会发生积分饱和。

只有在积分时间常数T较大时,积分电流才近似恒定,积分波形较为准确,因而一般应该使积分时间常数T大于几倍的输入方波时间周期。

对积分电容,还应该并联一个积分飘移泄漏电阻,防止由于发生积分飘移而发生积分饱和的现象。

积分飘移泄漏电阻的阻值应至少为积分电阻10倍。

三角波产生电路信号幅值调整电路设计用运放组成反相比电路对方波信号、正弦波信号、三角波信号进行放大,通过调整反相比电路的反馈电阻阻值该改变放大倍数,从而实现信号幅值的调整。

信号幅值调整电路测试方法与数据(1)测试方法:测试所用仪器:万用表、直流稳压电源、示波器测试项目:脉冲频率、方波、正弦波、三角波及其频率、幅值的调节变化测试构成及方法:将555芯片和CD4518按设计中电路分别接+5V电压和GND,将MF10和LM324分别接+6V和-6V,两个电源保证共地。

将示波器分别连入各波形的输出端,分别调节无稳态多谐振荡电路电位器阻值和信号幅值调整电路电位器阻值观察各波形频率幅值变化。

(2)测试数据调节无稳态多谐振荡电路电位器,随着其阻值增大,波形周期变长,其阻值减小波形周期变短。

调节信号幅值调整电路电位器,随着其阻值增大,波形幅值变大,其阻值减小波形幅值变小。

结果分析信号发生器的设计看上去简单,但实际设计起来还是碰到许多麻烦。

设计之初我复习和查阅了相关资料,包括各芯片的管脚定义及应用,如何运用NE555产生脉冲,要先产生什么波形,然后整形为什么波形,怎样应用积分电路,怎样用运放来放大所需要的电路,如何设计滤波可以使这些波形更好看等等。

并初步对电路进行设计,并运用了Multisim10仿真软件对设计的电路进行仿真,通过修改参数最后仿真出的结果符合最初设想的电路。

但接下来真正焊接电路板的时候,在各个模块焊接并测试的过程中出现了许多错误,像脉冲频率太低,波形产生诸多毛刺甚至出现失真等等,我都静下心来细心检查电路板,将错误一一排除,在最后一个模块完成后测试时发现应该将方波转换为三角波输出的地方依然输出的是方波,在检查了很多次都没有发现问题后我求助了老师,通过老师的检查发现原来是自己不小心将运放给烧坏了,换上好的运放后终于出现了三角波形。

这是我懂得了任何细节都不应该放过,同时在进行电路测试时一定要细心不要接错了电源线导致片子被烧坏。

在每个模块都输出了基本波形后,我发现波形都不太好看,我就通过并联电容的方法来使波形更平滑,毛刺大大减少。

电路基本达到要求但是总体效果不太好,在方波转换成正弦波的时候出现了非线性失真,在输出端加入一个滤波电容后波形得到了很大改善。

通过对信号发生器的设计,我学到了很多的知识,一方面,我掌握了常用器件的识别和测试方法,以及如何提高电路的性能等。

另一方面,我深刻认识到了“理论联系实际”这句话的重要性和真实性。

总结此次设计,在我的努力下,基本完成了正弦波、方波、三角波电路的设计与实现,并实现幅值和频率的可调,收获颇多。

同时学会了基本电路功能和理论计算,查找相关资料,进行分析。

通过对此设计的投入,我不但知道了以前不知道的理论知识,而且也巩固了以前所学的知识,明白了学以致用的真谛。

附录1元器件清单表设计选题:信号发生器的设计实现姓名学号班级*** *** *** 元器件名称型号数量NE555CD4518MF10CCNLM324插座(DIP:8、14、16、20)W104W202电容103电容104电容10μF排针排线万用板1111各1112724针1根1参考资料1.《模拟电子技术基础》童诗白。

高等教育出版社。

2.《模拟电子技术基础与课程设计》李万臣。

哈尔滨工程大学出版社。

3.《实用电子系统设计基础》姜威。

北京理工大学出版社。

4.《电子线路设计实验测试》罗杰,谢自美。

电子工业出版社。

5.《电子线路设计·实验·测试(第二版)》谢自美。

华中科技大学出版社。

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