数控正弦函数信号发生器设计电路

可变256分频
基准电路
锁相环电路
256分频
正弦函数表
输出
D/AII
幅度开关
D/A I
2、频率控制电路
频率控制电路含时基电路，频率开关和PLL压控振荡器，如图3所示。若输出正弦信号频率 要求为10Hz～1.25KHz，则模256计数器输入时钟信号的频率范围为2.56KHz ～320KHz， 即：第一部分电路产生的方波频率范围的下限应小于2.56KHz，上限应为320KHz。就是 PLL锁相环要输出上述频率。
•
（2）脉冲波信号源
•
① 信号频率：10Hz～1.25kHz步进调整，步长为5Hz
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② 脉冲占空比：2%～98%步进可调，步长为2%
•
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• （3）三角波及锯齿波
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① 信号频率：10Hz～1.25kHz步进调整，步长为5Hz
• 2．发挥部分
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（1）正弦波和脉冲波频率步长改为1Hz。
•
（2）正弦波和脉冲波幅度可步进调整，调整范围为100mV～3V，步长为100mV。
2.1时基电路的设计
• 首先选择4060振荡及分频芯片加上3.2768MHz晶体经过8位分频产生12.8KHz方波信号，再10分 频产生1.28KHz给PLL(锁相环)作为基准时钟。利用PLL倍频功能产生2.56KHz至320KHz频率方 波。（N=2-255)
时基电路
CD4060是14位二进制计数器，3.2768M/2^8=12.8K 4518是BCD码计数器，12.8K/10=1.28K
i=int(m); if (m-1>=0.5) print(“﹪5x”,i+1); else print (“﹪5x”,i); } }
（3）输出数据作为EEPROM里面输入的正弦函数表：
（3）三角波函数表的算法设计：
用C语言进行如下编程： #include<stdio.h> void main() { int i; int rom_triangle[256]; int hex[256][2]; for(i=0;i<128;i++) { rom_triangle[i]=2*i; hex[i+128][1]= rom_triangle[i]/16;
3、电气指标 ① 输出信号波形：正弦波、锯齿波、三角波和方波 。
② 输出信号频率范围：10Hz～1.25KHz ÷
③ 输出信号最大电压：5V（峰峰值）。 ④ 输出频率最小步长：5Hz。 ⑤ 幅度选择档位：64档。
4、设计条件 电源条件：±5V。
5、元件清单
1
DAC0832
2
8位D/A
2
MC4046
由数字合成的信号源较传统的振荡器有很多优点。首先，它的输出频率可以方便的进行控制，通过 改变读取信号的速度，也可以通过改变样点的读取，实现调频，扫频和数字控制。再者，这种信号 源可以由计算机控制，组合成多种波形的函数信号发生器，另外较传统的模拟型便于集成化，可靠 性可以更高，频率变化范围更宽。
三、课题技术指标
1. 评分项目：预习报告、装配水平、调测水平、完成指标、报告。 2. 成绩分档：优秀、良好、中等、及格、不及格、不及格必须重修，没有补考。
二、 课题介绍
2.1 设计课题名称 数控正弦函数发生器
2.2 课题简介 数字信号源是目前发展较快的领域， 用途很广。利用存储器EPROM里的正弦函数发生器。这种
hex[i][0]= rom_sawtooth[i]-16*hex[i][1]; } for(i=0;i<256;i++) {
{ case 0:printf(“0”);break; case 1:printf(“1”);break; case 2:printf(“2”);break; case 3:printf(“3”);break; case 4:printf(“4”);break; case 5:printf(“5”);break; case 6:printf(“6”);break; case 7:printf(“7”);break; case 8:printf(“8”);break; case 9:printf(“9”);break; case 10:printf(“A”);break; case 11:printf(“B”);break; case 12:printf(“C”);break; case 13:printf(“D”);break; case 14:printf(“E”);break; case 15:printf(“F”);break; } printf(“ ”);
1
锁相电路
3
28C46B
1
EEPROM存储器
4
CD4040
1
12位二进制计数器
5
CD4060
1
14位二进制分频/振荡器
6
TL084
1
运算放大器
7
CD4029
2
4 位二进制
8
CD4518
1
双BCD同步加计数器
9
8路开关
2
双制直插式微型开关
10
RT电阻
7容
2
10pF涤纶电容
12 3.2768M晶振
教学目的:
1.提高模拟电路、数字电路理论和实验的综合能力。
2.掌握综合型电子电路的设计、装配和调测方法。
3.掌握电子元器件资料和电路资料的检索方法。
4.提高设计报告的撰写能力。
5.全面培养学生科技工作素质。
教学进程：
1. 设计要求和提示（在实验室教师授课，半天）查阅资料、设计电路（同学独立完成，1天半）。 2. 讲述装配方法和调测要求（2学时）。 3. 调测（第一周星期三至第二周星期三）。 4. 验收（第一周星期三至第二周星期四）。 5. 撰写报告（第二周星期五）、讲评、收尾。
写报告
星期三 29日
星期 四 30日
星期 五 31日
星期 一 3日
星期 二 4日
星期 三5日
星期 四 6日
星期 五 7日
①实验时间为8:00~11:30,下午13:~16:55; ②教师每天点名; ③27日下午和28日全天为查资料时间,可不在实验室,其他正课时间必须在实验室,未经请假不到实验 室者,按旷课论处,旷课超过3天，将取消课程设计资格.; ④课程设计期间学生请假离宁,需由辅导员批准,任课教师无权批准;⑤课程设计结束后3天内由各班 学习委员将课程设计报告收齐，交指导教师。
教学方法：
1. 教法： ① 在实验室集中，分3次讲解。 * 电路设计提示。 * 装配要求、调测方法。 * 实验报告撰写要求。 ② 辅导实验、最后逐一验收。
2. 学习方法： *认真自学《电子电路课程设计》相关章节。 * 独立完成设计。 *独立装配、调测、撰写设计报告 。
课程纪律：
1. 缺少实验达三分之一以上无成绩，必须重修。 2. 设计报告必须手写，不得用打印机打印。 3. 预习报告和设计报告抄袭他人者，报告成绩按0分论处。 4. 迟到、早退3次成绩降档。 成绩评定：
3.1 技术指标 1、整体功能要求 数控函数发生器的功能是用数字电路产生正弦波、方波、三角波和锯齿波信号，输出信号的频率和
电压的幅度均由数字式开关控制，并用一个自复开关进行选择4个发光二极管，指示波形种类。 事先对一个波形进行取样，把各个样点的取样值存入存储器构成函数表（可以存入一个周期的完整
信号，也可以存入半个周期或1/4个周期）。通过数字频率控制电路对函数表的读取，再把读取的取样 值取出还原成原始的波形信号，这就构成了信号发生器的基本设计原理。
case 0:printf(“0”);break; case 1:printf(“1”);break; case 2:printf(“2”);break; case 3:printf(“3”);break; case 4:printf(“4”);break; case 5:printf(“5”);break; case 6:printf(“6”);break; case 7:printf(“7”);break; case 8:printf(“8”);break; case 9:printf(“9”);break; case 10:printf(“A”);break; case 11:printf(“B”);break; case 12:printf(“C”);break; case 13:printf(“D”);break; case 14:printf(“E”);break; case 15:printf(“F”);break; } switch(hex[i][0])
1
13
CL电容
2
100pF涤纶电容
其他阻、容元件自选。
四、系统设计
1、工作原理
基准频率：时基电路以３.2768MHz的晶振分频产生12.8Khz频率，由12.8Khz十分频产生 1.28Khz频率，再经过256个地址计数器的分频得到5Hz频率。是否有其他方法，请同学们自 己在设计时可以考虑下。
地址计数器产生256个地址依次从存储器中取出正弦信号的样值。该样值经D/A（Ⅱ）变换， 输出一正弦波。幅度开关控制衰减电路使幅度变化。放大电路可满足输出信号的幅度及输出阻 抗的要求。
2、系统结构要求
数控信号发生器的结构如图1所示，其中波形发生器采用数字电路产生正弦波、方波、三角波和 锯齿波信号，频率选择开关用于选择输出信号的频率，幅度选择开关用于选择输出信号电压幅度，频 率选择开关和幅度选择开关均应采用数字电路。
通过频率控制开关改变频率控制电路的输出频率，由此改变计数器（地址发生器）的循环计数速度， 进而改变从存储器取出的速度，经D/A变换后输出正弦波信号，再由幅度控制开关控制输出信号的电 压幅度。
•
（3）正弦波和脉冲波频率可自动步进，步长为1Hz。