三角波信号参数分析仪
三角波信号发生器
绪论波形发生器亦称函数发生器，作为实验用信号源，是现今各类电子电路实验设计应用中必不可少的仪器设备之一。
目前，市场上常见的波形发生器多为纯硬件的搭接而成，且波形种类有限。
而由硬件电路组成的低频信号其性能难以人中意，而且由于低频信号源所需的RC专门大；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，损耗显著更是其致命的弱点。
一旦工作需求功能有增加，那么电路复杂程度会大大增加。
那个地址介绍一个以STC89C52单片机为核心设计的低频函数信号发生器。
信号发生器采纳数字波形合成技术,通过硬件电路和软件程序相结合,可输出自概念波形,如正弦波、方波、锯齿波、三角波、梯形涉及其他任意波形，波形的频率在必然范围内可任意改变。
波形和频率的改变通过软件实现。
本文介绍了波形的生成原理、硬件电路和软件部份的设计原理。
本系统理论能够产生最高频率750HZ的波形。
该信号发生器具有体积小、价钱低、性能稳固、功能齐全的优势。
设计选题及任务设计题目：三角波信号发生器任务与要求：设计一个基于单片机的三角波信号发生器，能够以1KHZ稳固输出三角波信号。
大体要求：1.产生稳固的频率为1KHZ的三角波。
2.三角波信号发生器是在单片机上实现的。
3.扩展要求：自选系统设计一：芯片选择目前市面上常见的单片机有51,avr,pic,freescale等等，相关于其他几款单片机，51单片机具有经常使用，简单易操纵，本钱低，性能稳固，芯片利用率高等优势。
目前生产51单片机芯片的厂商有AT、Philips、Winbond、Intel、Siemens、STC 等。
相关于其他厂商生产的同类型芯片， STC89C52单片机具有电路简单，易操纵，性价比较高等优势。
二：系统概述（1）：系统框图如图1-1所示图1-1 系统流程设计图三：各芯片引脚说明（1）STC89C52引脚图如图2-1所示图2-1 STC89C52引脚图STC89C52RC引脚功能说明VCC（40引脚）：电源电压VSS（20引脚）：接地P0端口（～，39～32引脚）：P0口是一个漏极开路的8位双向I/O口。
频谱分析仪的原理及应用
频谱分析仪的原理及应用（远程互动方式）一、实验目的：1、熟悉远程电子实验系统客户端程序的操作，了解如何控制远地服务器主机，操作与其连接的电子综合实验板和PCI-1200数据采集卡，具体可参照实验操作说明。
2、了解FFT 快速傅立叶变换理论及数字式频谱分析仪的工作原理，同时了解信号波形的数字合成方法以及程控信号源的工作原理。
3、在客户端程序上进行远程实验操作，由程控信号源分别产生正弦波、方波、三角波等几种典型电压波形，并由数字频谱分析仪对这几种典型电压波形进行频谱分析，并对测量结果做记录。
二、实验原理：1、理论概要数字式频谱分析仪是通过A/D 采样器件，将模拟信号转换为数字信号，传给微处理器系统或计算机来处理和显示，与模拟仪器相比，数据的量化更精确，而且很容易实现存储、传输、控制等智能化的功能。
电压测量的分辨率取决于A/D 采样器件的位数，例如12位A/D 采样的分辨率是1/4096。
在对交流信号的测量中，根据奈奎斯特采样定理，采样速率必须是信号频率的两倍以上，采样频率越高，时间轴上的信号分辨力就越高，所获得的信号就越接近原始信号，在频谱上展现的频带就越宽。
本实验系统基于虚拟仪器构建，数字频谱分析仪是通过PCI-1200数据采集卡来实现的。
通过虚拟仪器软件提供的网络通信功能，实现客户端与服务器之间的远程通信。
由客户端程序发出操作请求，由服务器接受并按照要求控制硬件实验系统，然后将采集到的实验数据发给客户端，由客户端程序进行处理。
频谱分析仪是在频域进行信号分析测量的仪器之一，它采用滤波或傅立叶变换的方法，分析信号中所含各个频率份量的幅值、功率、能量和相位关系。
频谱仪按工作原理，大致可分为滤波法和计算法两大类，本实验所用的数字频谱分析仪采用的是计算法。
计算法频谱分析仪的构成如图1所示：图1 计算法频谱分析仪构成方框图数据采集部分由数据采集部分由抗混低通滤波（LP ）、采样保持（S/H ）和模数转换（A/D ）几个部分组成。
频谱分析仪检测电路信号质量
频谱分析仪检测电路信号质量频谱分析仪有许多功能，能察觉元件在电路中的变化，分析其频率响应来说明电路特性；也能测量信号强度，对信号失真有帮助；也能测量频率占有率，防范邻近信号干扰；并且是兼具计频器与功率计的仪器。
日常生活里充斥频谱(Spectrum)的概念，各种不同频率信号以机率分配方式存在。
在一般时域分析(Time-domain Analysis)中，很容易从时间轴上观察到任何信号波形变化事件，只要用示波器测量，就能看出任何具有时间函数的电子信号事件的瞬间物理量。
频谱分析仪的发展起源，从早期通信系统上频率测量开始，为实现以频率为基准点，在频域上检测信号而研发的仪器，广泛用于测量通信系统的各种重要参数，如平均噪声位准(Average Noise Level)、动态范围(Dynamic Range)、频率范围(Frequency Range)等。
此外还可用在时域测量，如测量传输输出功率等。
从功能面看，一般计频器只能测量信号频率，功率计能测量信号功率，频谱分析仪可视为兼具计频器与功率计的测量仪器(表1，*：指模拟解调)。
频谱分析与时域分析相辅相成如要理清信号特性，除使用示波器从时域(Time Domain)观察信号外，需从频率的角度，简称频域(Frequency Domain)去分析信号。
用示波器观察信号无法一窥全貌，只能看到组成后的波形。
法国数学家傅立叶(Jean-Baptiste-Joseph Fourier)认为，任何时域上的电子信号现象，皆由多组适当的频率、振幅与相位的弦波信号(Sine Wave)组成。
因此，任何有适当滤波功能的电子系统，必可将信号波形分解成多个分别不同的弦波或频率，不同弦波则由其所具有的振幅与相位来决定信号特性。
换言之，借由这种组成分析，可将弦波信号由时域转为频域。
对无线射频(RF)与微波信号而言，不加入分析要素时，保留相位信息往往会使转换过程变得复杂，因此要设法隔离相位信息。
三角波线性度测量系统的设计
Luo Chaoyu (Anhui Inhui, 233051)
Absrtact: This design is based on LabVIEW development software as the upper computer, KEYSIGHT 3458A digital table as the lower computer, through LabVIEW to 3458A digital table to send instructions, to achieve automatic test function. In programming, LabVIEW is used to call C program nodes to improve the speed of data processing in LabVIEW software development, and the least square algorithm is used to best fit the collected data. This paper introduces the test method, software design, test and accuracy verification. Data information is sampled by software, which improves the accuracy of measurement. Compared with traditional testing methods, this design has the advantages of simple operation, saving time and high measurement accuracy. Key words: triangular wave; linearity; LabVIEW; 3458A
三角波信号参数分析仪设计报告
【Abstract】 ： Through the max038 chip and some components Peripheral can produce triangle wave whose frequency from 1khz-300khz, duty cycle from 20% - 80% and the amplitude from 0.5V-4V can continuously adjust. Through measuring the pulses of unit time can be tested for their frequency. Triangular wave is sent to differential after the follower and then through the plastic into the RMS detection circuit after the input to the MCU, the rising edge of 1s can be measured to calculate the size of the duty circle.The amplitude of the triangle wave is tested by the AD637’s RMS detection circuit. At the same time, max038 can produce the square wave through the output waveform choose button, the square wave’s amplitude can be tested directly by the AD637 can be RMS detection circuit,and it’s frequency is also obtained through the MCU programming.After testing, measurement error is less than the requirements of the subject,even no significant waveform distortion, fully meet the requirements of the subject. 【Key words】: max038 MCU control ture RMS
制作与调试三角波发生器实验报告
制作与调试三角波发生器实验报告制作与调试三角波发生器实验报告一、实验目的本实验旨在掌握三角波发生器的基本原理，学习并掌握三角波发生器的制作和调试方法，提高学生对电路设计和调试的能力。
二、实验原理三角波发生器是一种基本的信号源，它可以产生一个频率固定、幅度对称、周期为定值的三角波信号。
其基本原理是利用放大器的正反馈作用，在RC积分电路中形成一个稳定振荡回路，从而产生三角波信号。
三、实验器材1. 电源：直流电源（+15V/-15V）2. 示波器：双踪示波器3. 元件：集成运算放大器LM741、电阻、电容等四、实验步骤1. 按照图1所示连接电路。
2. 调整R1和R2两个电阻，使得输出信号频率在1kHz左右。
3. 调整R3和C1两个元件，使得输出信号幅度为正负对称的三角波信号。
4. 将示波器连接到输出端口观察输出信号，并进行必要的微调。
5. 测量并记录各元件的参数，包括电阻值、电容值等。
五、实验注意事项1. 实验过程中要注意安全，避免触电和短路等危险。
2. 在调试时要小心操作，避免对电路产生损坏。
3. 测量元件参数时要使用合适的仪器，并进行正确的操作。
六、实验结果分析通过本实验，我们成功地制作了一个三角波发生器，并调试出了正负对称的三角波信号。
在实验过程中，我们学习了三角波发生器的基本原理和制作方法，并掌握了一些常用的调试技巧。
此外，我们还学会了如何测量和记录各元件的参数，这对于今后进行电路设计和调试都是非常有帮助的。
七、实验总结本次实验使我们深入了解了三角波发生器的基本原理和制作方法，并掌握了一些常用的调试技巧。
通过实践操作，我们不仅提高了自己的动手能力和创新意识，还培养了自己对于电路设计和调试方面的兴趣。
总之，这是一次非常有意义和收获的实验。
三角波信号参数测试仪
ｐｉ ｄ ｓ ｗｔ ｄ ｔ ｅｌｄｔ ｔｎｍ ｔｏ ｃ ｉ ｉｇａ ｌ ｒ ｔ ｗ ｒ ｈｎｌ ； ｅ ｌ ｅ ａｃｌ ｉ ｔ ｖｒ ｌｕ ｅ ｅｔ ｈ ａ ｉ ａ ｐ ａ ｅｅ ｉ ｅ ｄａｈｃｏ ｉ ｈ ｖ ｎ ＇ｒ ｏ ｔ ｏａ ｈ ｓｐ ｃ ｔ ｎ ｌａ ａｅ． Ｉ ｎ
ｎ ｕａ ｗ ｖ ｈ ｅｅａ ｎｈｏｏｓ ｄｕｔ ｌ ｐ ｍ ｔ ｓ ａｄｐｏｉ ｕａ ｅ ｄｔ ｄｔ ａ ｕ ｗ ｖ ． ａｇ ｌ ａｅｗｔ ｓｖｒｌ ｙｃ ｒｎｕｌ ａｊｓ ｂｅ ａａ ｅ ｒ， ｎ ｒｖ ｅ ｎａｃ ｒｔ ｍ ｔｏ ｅ ｔｒ ｇｌ ａｅ ｒ ｉ ｓ ｙ ａ ｒ ｅ ｄａ ｃ ｅ ｈ ｏ ｅ ｔｎ ａ ｃ ｉ ｒ
精 度 为 ｌｒ 的 三 角 波频 率测 量 ； 数 字 峰 值 检 波 的 方 法 实现 了 幅度 测 量 ， 误 差 小 于 ｌ ； 多点 求 均 值 的 方 法 也 降 ０６ 以 其 ％ 以
低 了求 取 斜 率 的误 差 。谊 系统 设 计 为 实验 室 产 生 多参 数 同 时可 调 的 三 角 波及 三 角 波 的精 确 检 测 提 供 可 能 。
Ｑ Ｎ ａ－ ｎ， Ｉ ｈ ｎ‘ Ｊ ｏｒ’ ＷＡ Ｇ Ｙ－ ｉ Ｉ Ｇ Ｈ ｉ ｉ’ Ｙ ＮＺ ｏｇ， Ｉ Ｂ － ， Ｎ ｉｅ ｙ Ａ ｕ ｆ （ ．ｃｏ ｌｆＥｅｔ ｎｃ岫ｒｍ １Ｓ ｈｏ ｌ ｒ ｉ ｏ 越 ｏ ｃｏ ， Ｗｕ ａ ｎｖｒｔ， ｈｎ４ ０ ７ ， ｈｎ ； ｈ ｎＵ ｉ ｓｙ Ｗｕａ ３ ０ ９ Ｃ ／ ｅｉ ａ ２ Ｓｈｏ Ｅ ｃ ｉ ｌ ｎ ｉ ｅｉ ，Ｗｕａ ｎｖｒｔ Ｗｕａ ３ ０ ９ Ｃ ／ａ ． ｏ ｌ ｌ ｔｃ ｇｎ ｒ ｇ ｃ ｆ ｏ ｅ ｒａ Ｅ ｅ ｎ ｈ ｎＵ ｉ ｓｙ ｅ ｉ， ｈｎ４ ０７ ， ｈｎ ）
N9040B UXA 信号分析仪性能介绍
04 | 是德科技 | N9040B UXA X 系列信号分析仪，多点触控 ― 技术资料
频率和时间
频率范围 选件 508 选件 513 选件 526 选件 544 选件 550 频段 0 1 2 3 4 5 6 频率参考 精度 老化率 温度稳定性 全部温度范围 可实现的初始校准精度 频率参考精度示例（标配） 距上次调整之后 1 年 ± [( 距离上一次校准的时间 x 老化率 ) + 温度稳定度 + 校准精度 ] 标配 ±3 x 10-8/ 年 标配 ± 4.5 x 10–9 标配 ± 3.1 x 10-8 = ± (3 x 10–8 + 4.5 x 10–9 + 3.1 x 10–8 = ± 6.6 x 10–8 直流耦合 3 Hz 至 8.4 GHz 3 Hz 至 13.6 GHz 3 Hz 至 26.5 GHz 3 Hz 至 44 GHz 3 Hz 至 50 GHz 本振倍频（N） 1 1 2 2 4 4 8 交流耦合 10 MHz 至 8.4 GHz 10 MHz 至 13.6 GHz 10 MHz 至 26.5 GHz 无 无 频率范围 3 Hz 至 3.6 GHz 3.5 至 8.4 GHz 8.3 至 13.6 GHz 13.5 至 17.1 GHz 17 至 26.5 GHz 26.4 至 34.5 GHz 34.4 至 50 GHz
03 | 是德科技 | N9040B UXA X 系列信号分析仪，多点触控 ― 技术资料
定义与条件
技术指标是指产品保证中所包含的参数性能，除非特别注明，这些技术指标只在 0 ℃ 到 55 ℃ 的完整温度范围内有效。 95% 表示环境温度在 20 ℃ 至 30 ℃ 内时，在 95% 的情况下预计有 95% 的把握能够 达到性能容限范围（约 2 σ）。除了仪器样品的统计观测数据之外，这些值还包括外部 校准参考的不确定度影响。但是不保证所有仪器都能达到这些值。如果仪器生产的统 计观测行为出现重大变化，这些值可能不定期更新。 典型值是指不在产品保证范围之内的其他产品性能信息，是指在 20 ℃ 至 30 ℃ 的温 度范围内 80% 的设备单元可以表现出 95% 的置信度的性能参数。典型性能不包括测 量不确定度。 标称值是指预计的性能，或描述在产品应用中有用但不包含在产品保证范围内的产品 性能。 在下列条件下，分析仪能够达到其技术指标： – 分析仪处于校准周期内。 – 除 Auto Sweep Time（自动扫描时间规则）= Accy（精确）外，分析仪处于自动耦合 控制下。 – 信号频率 <10 MHz 时，应用了直流耦合。 – 如果分析仪曾经在允许的储存温度范围内但超出允许的工作温度范围的环境中存放， 则在启动分析仪之前，必须将其放在允许的工作温度范围环境中至少两小时。 – 如果 Auto Align（自动校准）设置为 Normal（常规），那么分析仪必须开机至少 30 分钟才能够使用；如果 Auto Align（自动校准）设置为 Off（关闭）或 Partial（部分）， 则必须是在足够近的时间内运行过调整，以免出现告警消息。如果 Alert（告警）条 件从“Time and Temperature（时间和温度）”变成禁用的时间长度选择之一，则分 析仪可能达不到技术指标并且不会向用户发出通知。如果 Auto Align（自动校准） 设置为 Light（轻），则性能得不到保证。取决于校准，标称性能会降低为各技术指 标（如幅度裕量）的 1.4 倍。 – 术语 “混频器电平”在本文中用作很多技术指标的条件。该术语是一个概念量词， 定义如下 ： 混频器电平 （dBm） = 射频输入功率电平 （dBm）-（电子 + 机械） 衰减 （dBm） 对于使用选件 H1G 的仪器，所有标准仪器技术指标在 0 至 40 ℃的温度范围内适用， 但在 N9040-90026 文档中注明的技术指标除外。在使用 1 GHz 中频路径时，最大工 作温度范围为 40 ℃。
三角波信号参数分析方案
三角波信号参数分析仪（A题）孟宁、石文斌、张磊图1. 设计示意图本题的核心为：1.三角波产生电路满足条件:要求频率、占空比、幅度连续可调，波形无明显失真。
变化范围要求如下：频率范围1KHz～300KHz；占空比(即图2中AO/AB)范围20％～80％；幅度范围(即图2中OC)0.5V到4V。
并能与三角波测量电路连接后测量参数。
图22.三角波测量在周期信号频率范围为1KHz～300KHz，占空比变化范围为20％～80％，幅度变化范围为0.5V～4V的情况下，能完成以下参数测试：（1）三角波幅度测试：要求测试电路完成三角波幅度的测量并显示出测量结果。
测量误差不大于10%（5%）；（2）三角波频率测试:要求测试电路完成三角波频率的测量并显示出测量结果。
测量误差不大于10%（5%）；（3）三角波斜率测试:要求测试电路完成三角波斜率的测量(即图2中CO/AO)并显示出测量结果。
测量误差不大于10%（5%）；（4）方波频率和幅度测试：要求测试电路完成方波幅度和频率的测量并显示出测量结果。
测量误差不大于10%（5%）。
任务(4)设计显示电路，能够完成波形和测量数据的显示。
注：三角波测量电路与三角波发生电路的连接只允许存在信号线与地线，不允许在两个模块之间存在其他连线。
方案：1. 三角波产生电路(待完善)2.三角波测量采用高速、时钟精准的DSP芯片TMS320LF2407数字信号处理器作为主处理器2.1系统硬件设计系统主要由主处理器（TMS320LF2407）、信号变换电路、键盘显示电路（由HD7279芯片和LED数码管组成）等部分组成，系统结构框图如图3图3测量系统结构框图系统工作原理是：先由信号变换电路对待测信号进行相关变换，当键盘有键按下，主处理器接收到键值，由ＤＳＰ的捕获单元对频率进行测量，之后用其内部Ａ／Ｄ对信号进行采样、处理，完成对被测信号的幅值和斜率的测量，由８位ＬＥＤ数码管显示相应的参数值。
2.1.1信号变换电路设计频率测量时所用TMS320LF2407芯片捕获单元的Sehmitts触发捕捉输入引脚CAPx只能捕捉到输入引脚上的电平跳变信号（上升沿、下降沿、或者上升下降沿），所以在信号测量前端需把输入的三角波信号进行等周期处理，采用过零比较器，使其等效成正方波信号进行有效的触发。
三角波信号参数分析方案
三角波信号参数分析仪（A题）孟宁、石文斌、张磊图1. 设计示意图本题的核心为：1.三角波产生电路满足条件:要求频率、占空比、幅度连续可调，波形无明显失真。
变化范围要求如下：频率范围1KHz～300KHz；占空比(即图2中AO/AB)范围20％～80％；幅度范围(即图2中OC)0.5V到4V。
并能与三角波测量电路连接后测量参数。
图22.三角波测量在周期信号频率范围为1KHz～300KHz，占空比变化范围为20％～80％，幅度变化范围为0.5V～4V的情况下，能完成以下参数测试：（1）三角波幅度测试：要求测试电路完成三角波幅度的测量并显示出测量结果。
测量误差不大于10%（5%）；（2）三角波频率测试:要求测试电路完成三角波频率的测量并显示出测量结果。
测量误差不大于10%（5%）；（3）三角波斜率测试:要求测试电路完成三角波斜率的测量(即图2中CO/AO)并显示出测量结果。
测量误差不大于10%（5%）；（4）方波频率和幅度测试：要求测试电路完成方波幅度和频率的测量并显示出测量结果。
测量误差不大于10%（5%）。
任务(4)设计显示电路，能够完成波形和测量数据的显示。
注：三角波测量电路与三角波发生电路的连接只允许存在信号线与地线，不允许在两个模块之间存在其他连线。
方案：1. 三角波产生电路(待完善)2.三角波测量采用高速、时钟精准的DSP芯片TMS320LF2407数字信号处理器作为主处理器2.1系统硬件设计系统主要由主处理器（TMS320LF2407）、信号变换电路、键盘显示电路（由HD7279芯片和LED数码管组成）等部分组成，系统结构框图如图3图3测量系统结构框图系统工作原理是：先由信号变换电路对待测信号进行相关变换，当键盘有键按下，主处理器接收到键值，由ＤＳＰ的捕获单元对频率进行测量，之后用其内部Ａ／Ｄ对信号进行采样、处理，完成对被测信号的幅值和斜率的测量，由８位ＬＥＤ数码管显示相应的参数值。
2.1.1信号变换电路设计频率测量时所用TMS320LF2407芯片捕获单元的Sehmitts触发捕捉输入引脚CAPx只能捕捉到输入引脚上的电平跳变信号（上升沿、下降沿、或者上升下降沿），所以在信号测量前端需把输入的三角波信号进行等周期处理，采用过零比较器，使其等效成正方波信号进行有效的触发。
正弦波、三角波、方波等多用输入频率检测仪------设计
设计题目设计内容为设计一台能够输入正弦波、三角波、方波等信号的多用输入频率检测仪表。
要求能对10Hz~1MHz信号检测及显示，相对测量精度优于0.01%。
相对测量精度定义：[（实际测量值-理论值）/测量值]*100%要求在测量范围内的任何一个测量点保证万分之一精度！频率跨度大，要求比较高。
题目分析（关键方案论证）一、频率测量及频率计组成原理：常用数字频率测量方法：M法，T法和M/T法。
M法（测周法）通过测量被测信号一个周期时间计时信号的脉冲个数，然后换算出被测信号的频率。
适合于高频信号的测量。
T法（测频法）是在给定的闸门时间内测量被测信号的脉冲个数，进行换算得出被测信号的频率。
适合于低频信号的测量。
M/T法则结合了上面两种的优点，它通过测量被测信号数个周期的时间然后换算得出被测信号的频率可兼顾低频与高频信号的频率测量。
目前还有其他测量方法，如等精度测量，双等精度测量等，但其核心思想都是上述三种方法。
直接测频法是通过测量标准闸门时间内待测信号的脉冲数而计算出待测信号频率的，由于闸门时间通常不是待测信号周期的整数倍，因此存在最大±1的待测信号脉冲误差，只能在信号频率较高时采用；测周法是通过测量待测信号的周期并求其倒数而求得其频率的，在待测信号的一个周期内也存在最大±1的标准信号脉冲误差，只能在信号频率较低时采用。
这两种频率测量方法都存在局限性，并难以实现宽频带、高精度的频率测量。
目前高精度的测频均采用所谓等精度测量方法。
等精度测频的方法是：采用频率准确的高频信号作为标准频率信号，保证测量的闸门时间为被测信号的整数倍，并在闸门时间内对标准信号脉冲和被测信号脉冲同时进行计数，实现整个频率测量范围内的测量精度相等，当标准信号频率很高，闸门时间足够长时，可实现高精度的频率测量。
等精度测频原理示意图如图6-1所示。
测量精度与闸门时间的关系分析如下：闸门控制信号（CL）给出高电平，此时并未开始进行测频计数，而要等到被测信号的上升沿到来时才开始对标准时钟信号和被测信号同时进行测频计数。
简易信号分析仪
E题简易信号分析仪一、任务（1）设计正弦波、三角波、方波测量电路，能够完成正弦波、三角波和方波幅度、频率的测量；（2）设计显示电路，能够完成波形和测量数据的显示；（3）能够测量正弦信号失真度。
二、设计要求1．基本要求在周期信号频率范围为100Hz～20KHz，幅度变化范围为0.5V～4V的情况下，能完成以下参数测试；（1）正弦波频率和幅度测试：要求测试电路完成正弦波幅度的测量并显示出测量结果。
测量误差不大于2%；（2）三角波频率和幅度测试:要求测试电路完成正弦波频率的测量并显示出测量结果。
测量误差不大于5%；（3）方波频率和幅度测试：要求测试电路完成方波幅度和频率的测量并显示出测量结果。
测量误差不大于5%。
2．发挥部分（1）扩大信号输入电压范围（0.05V～5V）并完成基本要求部分的测试；（2）检测输入方波、三角波各频率分量的频率和幅度，各频率分量幅度测量的相对误差的绝对值小于5%；（3）测量被测正弦信号的失真度；（4）其他。
三、设计说明（1）自备系统所需的电源模块；（2）设计报告正文中应包括系统总体框图、核心电路原理图、主要流程图、主要的测试结果。
四、评分标准项目应包括的主要内容或考核要点满分设计报告方案论证比较与选择方案描述8 理论分析与计算放大器设计频率测量方案20幅度测量方案各频率分量幅度测试方案测试方法与数据测试方法；测试仪器；测试数据(着重考查方法和仪器选择的正确性以及数据是否全面、准确)10测试结果分析与设计指标进行比较，分析产生偏差的原因，并提出改进方法 5电路图及设计文件重点考查完整性、规范性7 总分50基本要求完成第（1）项10 完成第（2）项15 完成第（3）项15 总分50发挥部分完成第（1）项10 完成第（2）项20 完成第（3）项10 其他10 总分50。
Agilent 34450A 5.5 位双显示真正三角波多功能收光环检测仪数据手册说明书
Agilent 34450A Multimeter5.5 Digit Dual Display, Benchtop DMMData Sheet► Fast reading speed of up to 190 readings/sec ► 0.015% DCV accuracy► Multiple connectivity options – USB 2.0, Serial Interface (RS-232) and GPIB► 11 measurement functions; DC voltage & current, True RMS AC voltage & current, 2- and 4-wire resistance, frequency, continuity, diode test, capacitance and temperature ► Ultra-bright OLED with dual display capability ► Up to 50,000 memory points for data logging ► Built-in Histogram function► With Fluke 45 and Fluke 8808A code compatibilityAchieve throughput breakthroughTurbo charge your production line with the 34450A digital multimeter. With its fast speed of up to 190 readings per second you can now increase your manufacturing throughput tremendously. Get highly accurate, repeatable and trustworthy measurements with the 0.015% DCV accuracy designed to meet generalindustrial and educational needs.Figure 1. Bright OLED display for excellent viewing experience when making measurements.► FeaturesIntuitive andMultipurpose deviceThe 34450A is an intuitive and easy to use tool that provides a wide range of measurement functions such as DC voltage, DC current, True RMS AC voltage and AC current, 2-wire and 4-wire resistance, frequency, diode test, continuity, capacitance and temperature. Simplify your day-to-day task with up to 50,000 memory points, allowing you to capture and log up to 14 hours of data. Built-in with histogram and basic statistical functions, you can now do simple data analysis within the unit itself. With its ultra-bright OLED dualdisplay, different measurements can be performed ensuring you get the right readings at first glance.More flexibility with multiple connectivityMultiple connectivity options such as USB 2.0, Serial Interface (RS-232) and GPIB port provides greater flexibility to connect DMM to a PC for data access and retrieval for analysis. With the option to connect to a PC, this enables the 34450A to work with Agilent Connectivity software and can be controlled remotely via SCPI commands or Command Expert. The IVI-COM driver is also included to ensure an easy integration with different programming environments.Easy migrationUpgrading your obsoleted DMM is made easy with minimal changes to test program. To ensure both forward and backward compatibility, the 34450A includes SCPI, Fluke 45 or Fluke 8808A commands. Experience a quick, easy and painless migration as it allows you to quickly transfer your existing test programs on theAgilent 34450A.Up to 50,000 memory points for data logging and histogram functionMultiple choices of connectivity and trigger in/out capability for production data analysis Kensington lock to better secure the unitFast 190 readings/sec and 0.015% DCV accuracy to help you achieve throughput breakthrough5.5 digit OLED dual display allows clear and quick view on measurements11 measurement functions; DC voltage & current, True RMS AC voltage & current, frequency, continuity, diode test, capacitance and temperatureBuilt-in Math functionsInput terminalsSpecifi cations are for 90 minutes warm- up time, slowmode, and calibration temperature within 18 °C - 28 °CTable 1. DC Accuracy ± (% of reading + % of range)1. 20% over range on all ranges except 1000 VDC and 10 A range.2. Specifications are for 4-wire Ω or 2-wire Ω using NULL function. If without NULL function, add 0.2 Ω additional error.3. Continuity thresholds is fixed at less than 10 Ω4. Specifications are for the voltage measured at the input terminals only.Table 2. AC Accuracy ± (% of reading + % of range)Notes on Specifications:1. 20% over range on all ranges except ACV 750 V and ACI 10 A2. Specifications are for sine-wave inputs more than the 5 % of range except 750 V range. Input signal must be more than 50 Vrms for 750 V range. Maximum crest factor of 3 at full scale. Input impedance is 1 MΩ in parallel with capacitance less than 120 pF, AC couple with up to 400 DCV3. Additional error to be added as frequency > 30 kHz and signal input < 10% of range. 30 kHz to 100 kHz: 0.003% of full scale per kHz4. For input < 200 V rms5. For input < 300 V rms6. For 1A and 10 A ranges, the frequency is verified for less than 5 kHzTable 3. Frequency Accuracy ± (% of reading + 3 counts)Notes on Specifications:1. The frequency can be measured up to 1 MHz as 0.5 V signal to 100 mV / 1 V ranges.2. 10% of range to full scale input on all ranges except where noted. 100 mV range specifications are for full scale or greater inputs. For inputs from 10 mV to 100 mV, multiply total % of reading error by 10.3. 10% of range to full scale input on all ranges except where noted. 10 mA range specifications are for full scale or greater inputs. For inputs from 1 mA to 10 mA, multiply total % of reading error by 10.Table 4. Frequency resolution1. The frequency can be measured up to 1 MHz as 0.5 V signal to 100 mV / 1 V ranges.Specifi cations are for 90 minutes warm- up time, slow mode, and calibration temperature within 18 °C - 28 °CTemperature and Capacitance SpecificationsTable 5 Temperature and Capacitance Accuracy ± (% of reading + % of range)Notes on Specifications:1. 20% over range on all ranges.Specifi cations are for 90 minutes warm- up time, slow mode, and calibration temperature within 18 °C - 28 °COperating SpecificationsTable 6. Operating Specifications on single display (approximate)Notes on Specifications:1. Time to change from 2-wire resistance to this specified function and to take at least one reading using SCPI “FUNC” and “READ?” commands.2. Time to change from one range to the next higher range and to take at least one reading using SCPI “FUNC” and “READ?” commands.3. Time to automatically change one range and to take at least one reading using SCPI “CONF AUTO” and “READ?” commands.4. Number of measurements using SCPI “READ?”command when front panel display is off using “DISP OFF” command.5. Reading rate depends on signal frequency ≥ 20Hz.Supplemental Measurement Specifications Table 7 .Supplemental measurement specificationsGeneral Characteristics103.8 m Standard shipped accessories:• Test lead set • Power cord • USB interface cable • Quick Start Guide • Product Reference CD• Agilent IO Library Suite CD-ROMUpgradable Options:• 3445GPBU - GPIB connectivity upgrade• 3445MEMU - 50,000 memory points upgrade for data loggingDimensions1134138A Test Lead SetE2308A Thermistor Temperature Probe 34191A 2U Dual flange kit: secures the instrument to the front of the rack. This kit can be used with the 34194A dual lock link kit to mount two half-width, 2U height instruments side-by side.34194A Dual lock link kit: recommended for side-by-side combinations and includes links for instruments of different depths. This kit can be used with the 34191A 2U dual flange kit to mount two half-width, 2U height instruments side-by-side.82350B PCI High-Performance GPIB Interface Card 82357B USB/GPIB Interface High-Speed USB 2.010833A/B/C/D/F/G GPIB Cable in various lengths (0.5 m, 1 m, 2 m, 4 m, 0.5 m, 6 m and 8 m)34190A Rackmount kit:designed for use with only oneinstrument, mounted on either theleft or the right side of the rack.Agilent Optional Accessories:Quality Management System Quality Management Sys ISO 9001:2008DEKRA Certified。
三角波信号参数分析仪
目录一．总体方案 (1)1.总体设计框图2.方案论证与比较二．理论分析与计算 (2)1.频率测量理论误差分析2.三角波斜率变换测量理论以及pwm调制输出四．主要电路设计 (32)1.三角波幅值测量电路2.三角波—方波变换电路3.斜率—脉冲宽度转换电路五．软件设计流程 (14)1.软件流程介绍2.软件流程图六．系统测试与误差分析 (15)1.测量仪器与环境2.测量数据3.误差分析七．经验和心得 (16)八．参考文献 (16)简易三角波信号参数分析仪电子科技大学白云碎了【摘要】本系统采用SOC单片机C8051F020为数据处理核心，以波形变换、PWM 脉冲宽度调制为测量前端处理思想，由三角波波形发生、三角波—方波转换、频率测量、幅度测量、液晶显示部分组成。
系统使用T法并引用等精度的思路来实现对频率的测量。
前端通过比较器构成的峰值检波电路实现对幅度的测量。
斜率的测量则采用将三角波变换为一定占空比的方波，再采用PWM脉冲宽度调制输出一定的电压值，从而将三角波斜率转化为不同的电压值来测量。
整体系统架构集中在单片机和模拟前端上实现了题目要求的各种功能。
【关键词】C8051F020 波形变换等精度测频脉冲宽度调制【Abstract】The system uses a C8051F020 single chip SOC for core data processing to waveform transformation, PWM pulse width modulation for the measurement of front-end thinking, by the occurrence of triangular waveform, the triangular wave - square wave conversion, frequency measurement, magnitude measurement, liquid crystal display components. T system, such as law and invoked the idea of accuracy to achieve the measurement of frequency. Front-end device by comparing the composition of the peak detector circuit of the measurement range. Measurement of the slope of the triangular wave is used to transform the square wave for a certain duty cycle, and then the use of pulse width modulation PWM output a certain voltage value, thus the slope of the triangular wave voltage into a different value to measure. The overall system architecture on the MCU and analog front-end to achieve the title of various functions required by.【Keywords】C8051F020 Waveform Transform equal—precision measurement Pulse width modulation一、总体方案设计1.总体设计框图图1 系统设计框图2.方案论证与比较1)三角波发生方案一：使用模拟运放典型的三角波产生电路原理是将方波电压作为积分运算电路的输入，在积分运算电路的输出就得到三角波电压，在实用电路中，将方波发生电路中的RC充、放电回路用积分运算电路来取代，滞回比较器和积分电路的输出互为另一个电路的输入，滞回比较器输出为方波，经积分运算电路后变换为三角波。
微波信号分析仪的使用方法与频谱解析
微波信号分析仪的使用方法与频谱解析微波信号分析仪是一种用于测量和分析微波频率范围内信号特性的仪器。
它广泛应用于通信、雷达、卫星导航和无线电频谱监测等领域。
本文将介绍微波信号分析仪的基本原理、使用方法以及频谱解析的相关内容。
一、微波信号分析仪的基本原理微波信号分析仪主要通过接收和处理微波信号，提供信号的幅度、相位、频率和谱线等参数。
它的工作原理基于频谱分析，即将信号从时域转换到频域，并对频域信号进行分析。
微波信号分析仪通常由前端混频器、中频系统和数字信号处理单元等部分组成。
它的输入端接收微波信号，并将其经过混频处理生成中频信号。
中频系统对中频信号进行放大、滤波和混频等处理，最后通过数字信号处理单元进行数据处理和分析。
二、微波信号分析仪的使用方法1. 连接和校准在使用微波信号分析仪之前，需要将其正确连接到被测设备或信号源。
确保连接正确后，还需要进行校准操作，以保证测量结果的准确性。
常见的校准方法有零点校准、参考校准和响应校准等。
2. 参数设置在进行信号测量前，需要根据实际需求设置相应的参数。
这些参数包括中心频率、带宽、时间域或频域分辨率等。
根据被测信号的特性和分析目的，选择合适的参数进行设置。
3. 信号采集和显示设置好参数后，可以开始信号采集和显示。
通过微波信号分析仪的控制面板或软件界面，开始采集信号数据。
采集到的数据可以以时间域波形或频谱图形的形式进行显示。
4. 频谱分析频谱分析是微波信号分析仪的核心功能之一。
通过对信号数据进行频谱分析，可以获得信号的频率分量和幅度信息。
常见的频谱分析方法包括傅里叶变换、快速傅里叶变换（FFT）和功率谱密度估计等。
5. 信号处理和分析除了频谱分析外，微波信号分析仪还可以进行其他信号处理和分析操作。
例如，滤波、频偏校正、相位调制和解调等。
通过这些操作，可以进一步提取信号的特定信息，实现更深入的信号分析。
三、频谱解析的相关内容频谱解析是微波信号分析仪的重要应用之一。
根据频谱解析的目的和需求不同，可以采用不同的方法和技术。
5B-3B(V8.3) 说明书X
5B-3B 型（V8.3 版）多参数水质分析仪
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连华科技
LIANHUA TECHNOLOGY
因为专一 所以专业
Therefore,because the single-minded professional
第一节
引
言
尊敬的用户：您好！ 感谢您选用我公司研制生产的碧月牌 5B-3B 型（ V8.3 版）多参数水质分析仪。为确保正确使用仪器， 请在使用前仔细阅读本手册。 化学需氧量（ Chemical Oxygen Demand ）简称 COD 。是在一定的条件下，采用一定的强氧化剂处 理水样时，所消耗的 氧化剂量。它是表示水中还原性物质多少的一个指标。水中的还原性物质有各种有 机物、亚硝酸盐、硫化物、亚铁盐等，但主要的是有机物。因此，化学需氧量（ COD ）又往往作为衡量 水中有机物质含量多少的指标。化学需氧量越大，说明水体受有机物的污染越严重。 本仪器采用一种特制试剂，它含有一种复合催化剂，既加速反应，又对氯离子具有抗干扰作用。水样与特制 试剂在消解器中进行快速氧化还原反应，反应后产生三价铬离子，通过分光光度法测定其浓度，从而得出相应 COD 值。 我公司在二十世纪八十年代初，就发明了快速测定污水中化学需氧量 （COD）的方法---催化快速法。并在 国内首家研制出第一代实验室用 COD 速测仪，用以替代长期以来国内外普遍使用的“两小时回流消解、滴定求 值”的测定方法。使其具备快速、低耗、简便、准确、可靠等特点，将测定 COD 需用三到四个小时的传统方法 变成历史。 我们本着：在严格遵循传统法科学性的基础上，对烦琐的实验步骤进行了合理的优化。通过我公司的多年努 力，目前我公司的测定仪系列产品检测数据，不但与传统法可比，而且大大简化了实验过程和时间。 5B-3B 型（V8.3 版）多参数水质分析仪是我公司的第八代产品，完全依据国家新法规《快速消解分光光度 法(HJ/T 399-2007)》设计制造，适用于国内外众多检测标准。专门根据我国水质情况及国家法规要求而开发的一 款能同时测量 COD、氨氮、总磷、浊度等多种参数的高档测定仪，此仪器性能稳定、准确度高、测量范围宽、 显示清晰、测量迅速、使用简单方便，其配套的高档智能消解器使测试过程更加安全可靠。 5B-3B 型（ V8.3 版）多参数水质分析仪为实验室智能型测定仪，精度高，寿命长，更稳定。在测 COD 之 外，还具有测定氨氮、总磷的功能，并可扩展测定水中大多数污染物，同时支持比色皿(池)和比色管两种比色方 式；兼具智能数据分析功能，图表、列表显示数据，分析一目了然；高清晰度彩色液晶显示屏，中文显示界面， 全中文键盘，人性化操作提示，使用更简单。能够广泛的应用于各种行业（工业废水、城市污水、生活污水及江 湖流域地表水）废水的检测。可适合不同用户的多种需求，可在化工、石油、焦化、造纸、冶金、酿造、医药等 工业废水及各种生活污水监测应用。 连华人将在以后的成长中，凭借雄厚的技术力量和优秀的工作团体，回报广大用户的支持。我们本着以卓越 的科技立足行业、以优质的服务赢得客户、以共同的追求汇聚英才、以完善的管理求得飞跃的宗旨，为创造一个 节能减排的和谐社会贡献自己的力量。
三角波、锯齿波信号线性度的校准技术
信 息 技 术14科技资讯 SC I EN C E & TE C HN O LO G Y I NF O R MA T IO N三角波、锯齿波是函数发生器和任意波形发生器输出的标准信号波形之一。
频率、幅度和失真度是三角波和锯齿波信号的主要技术指标,三项指标中,失真度更能表征三角波、锯齿波的波形质量。
通常,用三角波、锯齿波信号沿线性度来表征其波形的失真度(在以下叙述中皆称线性度)。
三角波、锯齿波的频率和幅度属于比较常规的指标,且易于进行测量和校准。
线性度的常用计量/校准的方法是用高采样速率取样电压测量功能的测量仪器,采集测量三角波/锯齿波信号沿电压值,再运用最小二乘评价法求得。
目前还没有能直接测量线性度参量值的仪器,因此,在检定/校准工作中,三角波、锯齿波的线性度总是被缺检的一个项目。
经过多种方案研究比较和实验验证,得到一个相对简单且易于实现的校准方法,解决了三角波、锯齿波信号沿线性度的测试问题。
下面将这项校准技术分三个方面作以介绍。
1 三角波、斜波信号沿线性度最小二乘评价法1.1 线性度的表征和定义:三角波、斜波信号沿线性度是用沿的10%,20%,…,90%处的实测电压值,和一定的拟合直线或理想直线为基准计算出来对应点的理想电压值的偏差来表征的。
在计量领域里,通常采用最小二乘法做直线的拟合,这种方法拟合精度最高。
拟合直线方程为:D t G y (1)t 和 y 为变量, G 与 D 为未知常量,其中: t —数轴(或时间轴)上采样时刻, y —采样点对应电压值,G —斜率(直流增益),D —截距(直流偏移)。
三角波(或斜波)上升(或下降)沿线性度计算公式如下:DOI:10.16661/ki.1672-3791.2015.23.014三角波、锯齿波信号线性度的校准技术孙艳峰 黄继国 李璟(南京电子技术研究所 江苏南京 210039)摘 要:为了更好地理解三角波、锯齿波的线性度含义,解决三角波、锯齿波信号线性度的检定/校准问题,该研究对三角波、锯齿波信号沿的线性度最小二乘评价方法和示波器校准三角波、锯齿波信号沿的方法进行了详细地叙述,并对线性度的测量不确定度做了分析,给出了不确定度的评定方法。
三角波发生器的安装、调试与维修
三角波发生器的安装、调试与维修1. 介绍三角波发生器是一种生成三角波形信号的电子仪器，广泛应用于电子测量、通信、自动控制等领域。
本文将介绍三角波发生器的安装、调试与维修。
2. 安装2.1 选型在选型上，需要考虑三角波发生器的频率范围、稳定性、输出电平等参数。
具体的选型建议可以参考厂家提供的产品手册或者询问经验丰富的工程师。
2.2 安装位置三角波发生器一般需要和其他设备配合使用，因此安装位置需要考虑周围设备的布局和连接方式。
同时需要考虑到电源的接口和地线的接法，确保接线正确可靠。
2.3 电源连接在连接电源之前，需要检查设备的电源标志和额定电压是否匹配。
在插头和插座接触的表面上，应保持干净，并应使用合适的电源线。
2.4 输出连接输出连接需要考虑输出信号的电平和电流大小，应选择合适的连接方式。
在连接前，需要先检查设备的输出端口，选择对应的连接器，并检查是否正确插入。
3. 调试3.1 检测输出在调试前，需要先检查三角波发生器是否正常工作。
首先将输出接口与示波器连接，观察输出信号是否为三角波形。
如果出现问题，可以检查电源、连接器和电路等是否正常。
3.2 调整输出如果输出信号不稳定或偏离设定值，可以通过调整设备内部电路来实现。
具体的调节方法可以参考产品手册或者向厂家咨询。
3.3 联调其他设备三角波发生器一般需要和其他设备配合使用，因此在调试时需要注意与其他设备的联调。
需要检查各个设备之间的连接是否正确，并调整各个设备的参数，使其正常工作。
4. 维修4.1 故障诊断在使用三角波发生器时，可能会出现故障，比如输出信号不稳定、频率偏高、电路部件损坏等。
在出现故障时，需要对设备进行故障诊断，找出故障原因。
4.2 维修方法一般情况下，故障原因可能是电路部件损坏，需要进行更换或修复。
如果不熟悉电路维修，可以向经验丰富的工程师寻求帮助。
在维修过程中需要注意安全，避免电击等危险。
4.3 维护保养为了保证三角波发生器长期稳定工作，需要进行定期维护保养。
方波三角波发生电路的参数灵敏度分析与优化设计
方波三角波发生电路的参数灵敏度分析与优化设计方波和三角波是常见的波形，在电路设计中，我们经常需要生成这两种波形。
发生电路是一种电路结构，可以用来产生方波或三角波。
本文将对方波和三角波发生电路进行参数灵敏度分析和优化设计。
首先，我们需要了解方波和三角波的特性及其应用。
方波是一种特殊的周期信号，其波形为由高低电平构成的矩形波形。
方波常用于数字电路和通信系统中，如脉冲调幅调制（PAM）和脉冲编码调制（PCM）等。
三角波是一种连续的波形，其波形呈现线性上升和线性下降的特点。
三角波在音频、音乐合成、模拟电路测试和带通滤波器等领域得到广泛应用。
接下来，我们进行方波发生电路的参数灵敏度分析。
方波发生电路一般由振荡器和比较器组成。
其中振荡器用来产生基本频率的交流信号，比较器将振荡器输出的信号与参考电平进行比较，形成方波信号。
在方波发生电路中，主要的参数包括振荡器的频率、振荡器的幅值、比较器的阈值等。
首先，我们分析振荡器频率对方波形成的影响。
振荡器频率决定了方波的周期，频率越高，周期越短。
通过改变振荡器的频率，可以调整方波的频率。
频率的灵敏度主要取决于振荡器的工作原理和参数。
其次，振荡器的幅值对方波形成的影响也很重要。
振荡器的幅值决定了方波的高电平和低电平的幅值大小。
通过改变振荡器的幅值，可以调整方波的幅值。
幅值的灵敏度与振荡器的放大倍数和供电电压等参数有关。
最后，比较器的阈值对方波形成的影响也不容忽视。
比较器的阈值决定了方波波形的上升沿和下降沿的位置。
通过改变比较器的阈值，可以调整方波的占空比。
阈值的灵敏度与比较器的工作原理和参数有关。
针对方波发生电路的参数灵敏度分析，我们可以采取以下步骤进行优化设计。
首先，选择合适的振荡器类型。
不同类型的振荡器具有不同的工作特性和参数灵敏度。
根据需求和设计要求，选择适当的振荡器类型。
其次，优化振荡器的参数。
振荡器的频率和幅值是方波生成的关键参数。
通过调整振荡器的参数，可以达到期望的方波频率和幅值。
三角波电流 测量方法
三角波电流测量方法
三角波电流测量是一种常用的电流测量方法，它可以通过产生一个周期性变化的电流信号来实现对电流的测量。
以下是关于三角波电流测量方法的10条描述：
1. 三角波电流测量是一种基于周期性变化的电流信号的测量方法，通过测量波形的特征参数来获取电流值。
2. 三角波电流的产生可以通过电子设备如函数发生器、可编程电流源等来实现，产生的电流信号呈周期性变化，类似于一个三角波形。
3. 三角波电流测量方法通常采用尺度变换电路，通过将被测电流与一个已知的参考电流进行比较来完成测量。
4. 尺度变换电路中，常用的比较方法是利用一个差动放大器，将被测电流和参考电流分别输入放大器的两个输入端，通过放大器输出的差值来确定被测电流的大小。
5. 三角波电流测量方法可以实现高精度的电流测量，因为它可以消除电流波动等因素对测量结果的影响。
6. 在三角波电流测量中，参考电流的选取对测量结果有很大影响，通常需要选择一个合适的参考电流值来使测量结果更加准确。
7. 三角波电流测量方法可以通过调整三角波的周期和幅值来适应不同电流范围的测量需求。
8. 三角波电流测量方法可以通过对三角波电流进行采样和数字化处理来实现自动化测量，提高测量的精度和效率。
9. 三角波电流测量方法还可以结合相应的测量电路和测量仪表，实现对电流的实时监测和数据记录。
10. 三角波电流测量方法在电力系统、电子设备测试等领域有广泛应用，可以满足对电流进行准确测量的需求。
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目录一．总体方案 (1)1.总体设计框图2.方案论证与比较二．理论分析与计算 (2)1.频率测量理论误差分析2.三角波斜率变换测量理论以及pwm调制输出四．主要电路设计 (32)1.三角波幅值测量电路2.三角波—方波变换电路3.斜率—脉冲宽度转换电路五．软件设计流程 (14)1.软件流程介绍2.软件流程图六．系统测试与误差分析 (15)1.测量仪器与环境2.测量数据3.误差分析七．经验和心得 (16)八．参考文献 (16)简易三角波信号参数分析仪电子科技大学白云碎了【摘要】本系统采用SOC单片机C8051F020为数据处理核心，以波形变换、PWM 脉冲宽度调制为测量前端处理思想，由三角波波形发生、三角波—方波转换、频率测量、幅度测量、液晶显示部分组成。
系统使用T法并引用等精度的思路来实现对频率的测量。
前端通过比较器构成的峰值检波电路实现对幅度的测量。
斜率的测量则采用将三角波变换为一定占空比的方波，再采用PWM脉冲宽度调制输出一定的电压值，从而将三角波斜率转化为不同的电压值来测量。
整体系统架构集中在单片机和模拟前端上实现了题目要求的各种功能。
【关键词】C8051F020 波形变换等精度测频脉冲宽度调制【Abstract】The system uses a C8051F020 single chip SOC for core data processing to waveform transformation, PWM pulse width modulation for the measurement of front-end thinking, by the occurrence of triangular waveform, the triangular wave - square wave conversion, frequency measurement, magnitude measurement, liquid crystal display components. T system, such as law and invoked the idea of accuracy to achieve the measurement of frequency. Front-end device by comparing the composition of the peak detector circuit of the measurement range. Measurement of the slope of the triangular wave is used to transform the square wave for a certain duty cycle, and then the use of pulse width modulation PWM output a certain voltage value, thus the slope of the triangular wave voltage into a different value to measure. The overall system architecture on the MCU and analog front-end to achieve the title of various functions required by.【Keywords】C8051F020 Waveform Transform equal—precision measurement Pulse width modulation一、总体方案设计1.总体设计框图图1 系统设计框图2.方案论证与比较1)三角波发生方案一：使用模拟运放典型的三角波产生电路原理是将方波电压作为积分运算电路的输入，在积分运算电路的输出就得到三角波电压，在实用电路中，将方波发生电路中的RC充、放电回路用积分运算电路来取代，滞回比较器和积分电路的输出互为另一个电路的输入，滞回比较器输出为方波，经积分运算电路后变换为三角波。
方案二：使用MAX038MAX038 是一种高频精密函数发生器 ,它可以使用最少外部元件而产生三角波、正弦波、方波。
占空比和频率独立可调，输出频率范围为 0. 1Hz～20MHz ，占空比调节范围为10%～90%。
由于本题目三角波的频率动态范围较大（1K～300K），如果用方案一则对积分器要求较高，频率稳定度很难做高且电路较复杂工作量大。
2)频率测量方案一：使用FPGA进行计频，使用等精度测频的思路，来进行频率测量，这种方式测量频率准确。
不过对于此题的指标来说，使用FPGA使得系统构架整体在数字电路上实现，系统更庞大昂贵，没有必要。
方案二：利用T法测频的思想，使用单位时间内数脉冲数方法，并且时间间隔以信号下降沿触发中断来实现，这种方式运用了等精度测量的思想，并且实现简单，很容易移植在各种单片机上。
3)幅度测量方案一：使用高速比较器结合峰值检波的方式来得到三角波分峰值，利用C8051单片机的内部AD直接测量。
方案二：使用FPGA结合内部AD进行采集三角波信号，然后通过最小二乘拟合计算来恢复三角波的波形，来计算三角波的幅值。
4)斜率测量方案一：采用高速AD高速采样方式或者低速AD等效采样的方式来对三角波进行波形采样，然后使用最小二乘法进行波形恢复，高速AD可以使用FPGA来控制。
这种方式比较直接简单，但是高速AD价格比较高，等效采样的精确不利于提高系统总体性价比。
方案二：使用PWM解调的思路，先将三角波整形为方波，后面使用低通滤波器解调出一定幅度的直流波形，对直流的幅度进行测量即可得到三角波的斜率。
最终选择方案：本题如果使用FPGA可以达到比较优异的指标，然而电子设计大赛贵在对基本电路的认识和理解，FPGA和高速AD也会使得系统整体造价上升。
故综上，我们选择使用传统的单片机+模拟电路的信号变换的手段，而且也能很好地达到题目要求指标。
所以选择利用单片机测量频率，峰值检波获得三角波的幅值，斜率测量则利用三角波斜率到方波占空比的变换，再利用PWM调制的思路，利用低通滤波器来获得定量的直流电压，最后使用单片机一定计算来得到三角波斜率。
三角波发生模块由于是一个测试的前端，用芯片MAX038即可方便实现。
二、理论分析与计算1.频率测量单片机T 法测频：测量固定数目脉冲的时间，将脉冲数处以时间即为所测频率。
为了防止漏掉脉冲，系统吸收了等精度测频的思想，以脉冲下降沿触发从而计数脉冲以消去第一个脉冲的不确定起始时间。
测量N 个脉冲数以后触发计数器停止工作。
频率计算公式推导：T pulse m V N F =（1）T NT F T V = （2） 式中：T V 为计时器T 的定时时间，pulse N 为测量得到的脉冲数，m F 为测量对象的频率，N T 为程序中定时器的定时全局变量，T F 为定时器的记时频率。
记时频率为系统时钟在本程序中即等于外部晶振频率。
在本系统中，使用的晶振为22.1184MHz ，误差范围在50PPM —100PPM 之间，若不采用等精度测量的思路（会漏掉一个脉冲数），则忽略晶振误差（在此我们一个测量周期的脉冲数为1000来算），最大理论误差:%10.0%1001000/11000/1999/1=⨯-（3）在此若用脉冲触发来开始计数，则误差主要来源为单片机程序中不可避免的程序操作时延和中断时延造成，如果忽略这部分误差，系统测频的误差为晶振误差（按最大100⨯106-）引起。
为了抵消这部分操作延时，在程序中进行了补偿。
也就是说单片机T 法测频的最大理论误差（忽略中断程序延时）为：1000⨯610 22.11841⨯⨯（100⨯106-）/1000≈0.00045%（4） 这个误差完全可以忽略，所以误差来源基本上时操作延时误差和计算时的截断误差。
操作延时在汇编中进行观察，并在程序的计数时间中进行补偿，可以基本抵消。
最后程序测试单脉冲测量在0.1%以下，已经满足题目要求。
三、主要电路设计1.三角波幅度测量电路峰值检测电路（PKD ，Peak Detector ）的作用是对输入信号的峰值进行提取，产生输出Vo = Vpeak ，为了实现这样的目标，电路输出值会一直保持，直到一个新的更大的峰值出现或电路复位。
本题的峰值检测电路如图2：图2 三角波峰值检测电路3.三角波斜率测量的波形变换此模块的主要功能是将三角波的占空比转换成方波的占空比，其原理是利用已检测出来的峰值经过电位器分压（分压比4/5左右）后，与输入三角波进行比较，产生正峰值脉冲，同理将三角波峰值反向后与输入三角波进行比较，则产生负峰值脉，在讲两个峰值脉冲相或，产生峰值脉冲，最后通过D触发器产生与三角波占空比相同的方波，电路图如图1：图3 三角波斜率—方波占空比变换电路信号流图如图4：图4 信号流图4.PWM脉冲调制电路PWM脉冲调制电路是将方波占空比转化成直流电平，便于测量。
电路图如图3，串联电感L1和并联电容C1形成一个低通滤波器该滤波器用来恢复方波的直流放量，二极管D1用来一直有电感产生的瞬时负电压，称这个二极管为捕捉器二极管或续流二极管。
图6 低通滤波电路四、软件流程开始测量频率按键状态改变？改变测量模式测量电压测量占空比显示数据检查按键，改变按键状态图6 软件流程图五、系统测试与误差分析1.测试仪器与环境Textronics 示波器一台F40DDS信号源一台SP1643B信号源一台地点：电子科技大学科研A3042.测量数据三角波幅度测量：在题目要求的各个方面系统都达到了很好的指标。
扩展功能实现：1.正弦波幅度，频率测量，图像显示结果以及波形；2.方波幅度，频率，占空比测量，图像显示结果以及波形；结果及误差分析六、设计经验与体会本次比赛是我们参加全国电子设计大赛的预赛，给了我们很多启示。
更让我们体会了一个团队合作的重要性。
谢谢创新中心老师对我们的无私辅导，感谢学校的支持。
参考文献：1.C8051F系列单片机开发与C语言编程童长飞北京航空航天大学出版社2.。