多功能波形发生器
多种波形发生器实验分析报告
多种波形发生器实验分析报告目录一、实验概述 (2)1. 实验目的 (2)2. 实验设备与材料 (3)3. 实验原理 (4)二、实验内容与步骤 (5)1. 波形发生器设计与搭建 (6)1.1 设计要求与方案选择 (7)1.2 波形发生器硬件搭建 (9)1.3 波形发生器软件编程 (10)2. 多种波形合成与输出 (12)2.1 合成波形的设计与实现 (12)2.2 波形输出设置与调整 (13)2.3 实时监控与数据分析 (15)3. 实验测试与结果分析 (16)3.1 测试环境搭建与准备 (17)3.2 实验数据采集与处理 (18)3.3 结果分析与讨论 (19)三、实验结果与讨论 (20)1. 实验结果展示 (21)2. 结果分析 (22)2.1 各波形参数对比分析 (23)2.2 性能评估与优化建议 (24)3. 问题与改进措施 (25)四、实验总结与展望 (26)1. 实验成果总结 (27)2. 存在问题与不足 (28)3. 后续研究方向与展望 (29)一、实验概述本次实验旨在研究和分析多种波形发生器的性能特点，包括产生信号的频率、幅度、波形稳定性等方面。
实验中采用了多种类型的波形发生器，如正弦波、方波、三角波、梯形波等，并对其输出波形进行了详细的测量和分析。
实验过程中，我们首先对各种波形发生器的基本功能进行了测试，确保其能够正常工作。
我们对不同波形发生器产生的波形进行了对比分析，重点关注了波形的频率、幅度和波形稳定性等关键指标。
我们还对波形发生器的输出信号进行了频谱分析和噪声测试，以评估其性能表现。
通过本次实验，我们获得了丰富的实验数据和经验，为进一步优化波形发生器的设计提供了有力支持。
实验结果也为我们了解各种波形发生器在实际应用中的性能表现提供了重要参考。
1. 实验目的本次实验的主要目的是深入研究和理解多种波形发生器的原理及其在实际应用中的表现。
通过搭建实验平台，我们能够模拟和观察不同波形（如正弦波、方波、三角波等）的产生与特性，进而探究其各自的优缺点以及在不同场景下的适用性。
(毕业论文)555制作多波形发生器
第1章引言1.1本课题的研究现状信号源作为一种基本电子设备无论是在教学、科研还是在军事技术中，都有着广泛的使用。
因此，从理论到工程对信号的发生进行深入研究，不论是从教学科研角度，还是从社会实际应用角度出发都有着积极的意义。
随着科学技术的发展和测量技术的进步，对信号源的要求越来越高，普通的信号发生器已无法满足目前日益发展的数字技术领域科研和教学的需要信号发生器既可以构成独立的信号源，也可以是高性能网络分析仪、频谱仪及其它自动测试设备的组成部分。
信号发生器的关键技术是多种高性能仪器的支撑技术，因为它能够提供高质量的精密信号源及扫频源，可使相应系统的检测过程大大简化，降低检测费用并极大地提高检测精度。
美国安捷伦生产的33250A 型函数/任意波形发生器可以产生稳定、精确和低失真的任意波形，其输出频率范围为1μHz～80MHz，而输出幅度为10mVpp～10Vpp；该公司生产的8648D射频信号发生器的频率覆盖范围更可高达9kHz～4GHz。
国产SG1060数字合成信号发生器能双通道同时输出高分辨率、高精度、高可靠性的各种波形，频率覆盖范围为1μHz～60MHz；国产S1000型数字合成扫频信号发生器通过采用新技术、新器件实现高精度、宽频带的扫频源，同时应用DDS和锁相技术，使频率范围从1MHz～1024MHz能精确地分辨到100Hz，它既是一台高精度的扫频源，同时也是一台高精度的标准信号发生器。
还有很多其它类型的信号发生器，他们各有各的优点，但是信号发生器总的趋势将向着宽频率覆盖、高频率精度、多功能、多用途、自动化和智能化方向发展。
1.2选题目的及意义信号发生器是一种经常使用的设备，由纯粹物理器件构成的传统的设计方法存在许多弊端，如：体积较大、重量较沉、移动不够方便、信号失真较大、波形种类过于单一、波形形状调节过于死板，无法满足用户对精度、便携性、稳定性等的要求，研究设计出一种具有频率稳定、准确、波形质量好、输出频率范围宽、便携性好等特点的波形发生器具有较好的市场前景，以满足军事和民用领域对信号源的要求。
基于FPGA的实用多功能信号发生器的设计与制作
基于FPGA的实用多功能信号发生器的设计与制作基于FPGA的实用多功能信号发生器的设计与制作摘要多功能信号发生器已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信号发生器的研究背景和DDS的理论。
然后详尽地叙述了利用Verilog HDL描述DDS模块的设计过程，以及设计过程中应注意的问题。
文中详细地介绍了多种信号的发生理论、实现方法、实现过程、部分Verilog HDL代码以及利用Modelsim仿真的结果。
文中还介绍了Altera公司的DE2多媒体开发平台的部分功能及使用，并最终利用DE2平台完成了多功能信号发生器的大部分功能。
包括由LCD显示和按键输入构成的人机界面和多种信号的发生。
数字模拟转换器是BURR-BROWN 公司生产的DAC902。
该信号发生器能输出8种不同的信号，并且能对输出信号的频率、相位以及调制信号的频率进行修改设定。
关键词：信号发生器；DDS；FPGA；DE2Practical FPGA-based multi function signal generatordesign and productionAbstractMulti function signal generator has become the most widely used in modern testing field of general instrument, and has represented one of the development direction of the source. Direct digital frequency synthesis (DDS) is a totaly digital frequency synthesis technology, which been put forward in the early 1970s. Using a look-up table method to synthetic waveform, it can satisfy any requirement of waveform produce. Due to the field programmable gates array (FPGA) with high integrity, high speed, and large storage properties, it can realize the DDS technology effectively, increase signal generator’s performance and reduce production costs.Firstly, this article introduced the function signal generator of the research background and DDS theory. Then, it described how to design a DDS module by Verilog HDL, and introduced various signal occurs theory, method and the implementation process, Verilog HDL code and simulation results.This paper also introduces the function of DE2 multimedia development platform, and completed most of the functions of multi-function signal generator on DE2 platform finally. Including the occurrence of multiple signal and the man-machine interface which composed by LCD display and key input. Digital-to-analog converters is DAC902, which produced by company BURR-BROWN.This signal generator can output eight different kinds of signals, and the frequency of the output signal, phase and modulation frequency signal also can be modifyed.Key Words: Signal generator; DDS; FPGA; DE2目录论文总页数：34页1 引言 (1)1.1课题背景 (1)1.2国内外波形发生器的发展现状 (1)1.3本文研究的主要内容 (2)2 信号发生器原理 (2)2.1直接数字频率合成技术的基本原理 (2)2.2相位偏移控制 (3)2.3多种信号的发生 (3)2.3.1方波的发生 (3)2.3.2三角波发生 (4)2.2.3锯齿波发生 (4)2.3.4 PWM信号发生 (4)2.3.5 SPWM信号发生 (5)2.3.6 AM信号发生 (5)2.3.7 FM信号发生 (6)2.4DDS的特点 (7)2.4.1 DDS 的优点 (7)2.4.2 DDS 系统的缺点 (7)3 系统整体设计 (8)3.1硬件部分 (8)3.1.1 DE2实验板 (8)3.1.2 LCD模块 (9)3.1.2 DAC902 (11)3.2基于VERILOG的FPGA设计 (12)3.3软件工具 (12)3.3.1 Modelsim (12)3.3.2 Quartus (12)3.4系统设计 (13)3.4.1 系统初始化模块 (13)3.4.2按键模块和LCD模块 (13)3.4.3 RAM模块 (14)3.4.4数据转换模块 (15)3.4.5 DAC驱动模块 (15)3.4.6系统的运行 (15)4 VERILOG HDL代码实现与仿真 (15)4.1信号发生器模块 (15)4.1.1频率控制字和相位累加器 (15)4.1.2 相位偏移控制 (16)4.1.3正弦波发生模块 (17)4.1.4 方波发生模块 (17)4.1.5 三角波发生模块 (18)4.1.6 锯齿波发生模块 (18)4.1.7 PWM信号发生模块 (19)4.1.8 SPWM信号发生模块 (19)4.1.9 AM信号发生模块 (20)4.1.10 FM信号发生模块 (21)4.2按键输入模块 (22)4.3LCD显示模块 (23)4.4RAM模块 (24)4.5数据转换模块 (25)5 系统测试 (26)5.1控制及显示部分测试 (27)5.2输出频率测试 (27)5.3信号发生测试 (28)5.3.1 正弦波、方波、三角波、锯齿波测试 (28)5.3.2 PWM信号测试 (29)5.3.3 SPWM信号测试 (29)5.3.4 AM信号测试 (29)5.3.5 FM信号测试 (30)结论 (31)参考文献 (32)致谢...................................................... 错误!未定义书签。
SDG6000X系列双通道脉冲 任意波形发生器数据手册说明书
8 1 0 2 -册手据数SDG6000X 脉冲/任意波形发生器产品综述SDG6000X 系列双通道脉冲/任意波形发生器，最大带宽500MHz，具备2.4GSa/s 采样率和16bit 垂直分辨率的优异采样系统指标，在传统的DDS 技术基础上，采用了创新的TrueArb 和EasyPulse 技术，克服了DDS 技术的先天缺陷，能够为用户提供高保真、低抖动的高速任意波和脉冲信号。
此外，SDG6000X 还具备噪声发生、IQ 信号发生、PRBS 码型发生和各种复杂信号生成的能力，是一款高端多功能波形生成设备，能满足更广泛的应用需求。
特性与优点双通道， 最大输出频率500MHz， 最大输出幅度20Vpp，在80dB 的动态范围内提供高保真的信号优异的采样系统指标：2.4GSa/s 采样率和16-bit 垂直分辨率，最大限度地在时间和幅度上还原波形细节兼具多种信号发生功能，适应广泛的应用需求丰富的模拟和数字调制功能：AM、DSB-AM、FM、PM、FSK、ASK、PSK 和Sweep 功能与Burst 功能谐波输出功能双通道波形合并功能通道间耦合、复制和跟踪功能196 种内建任意波硬件频率计功能丰富的通信接口： 标配USB Host, USB Device （USBTMC）, LAN（VXI-11, Socket, Telnet），选配GPIB 4.3英寸 TFT-LCD 触摸显示屏，方便用户操作SDG6000X 脉冲/任意波形发生器连续波脉冲最高500MHz 的连续波输出可调节的沿上升沿、下降沿可分别设置，调节步进小至100ps；最小值1ns，可在任意频率下获得低抖动DDS 方法输出方波/脉冲时，如果采样率和输出频率不成整数倍关系，将产生一个采样周期的抖动。
SDG6000X 采用的EasyPulse 技术，能够克服DDS 的这个缺陷，产生低抖动的方波/脉冲信号可调节的脉宽脉宽能够以100ps 的步进精细调节；最小脉宽3.3ns，可在任意频率下获得设计特色SDG6000X 脉冲/任意波形发生器噪声任意波任意波形编辑软件EasyWaveEasyWave 提供功能强大的任意波编辑功能，支持手动、直线、坐标、方程式绘图等多种绘图方式，方便、快捷地生成任意波形逐点输出TrueArb 技术实现了任意波形的逐点输出，不会错过任何波形的细节；零阶保持和线性内插两种内插模式可选最高带宽500 MHz 高斯白噪声，重复周期大于100年，带宽可调低抖动同EasyPulse 一样，TrueArb 技术有效克服了DDS 产生一个采样周期抖动的缺陷，能产生低抖动的任意波SDG6000X 可在内部将宽带噪声叠加到其它波形上，用于模拟最常见的真实信号采用了创新的TrueArb 技术，在输出任意波时，不仅具备传统DDS 技术的所有优点，而且克服了其可能增加抖动和失真的严重缺陷，因为TrueArb 技术会逐点输出存储器中任意波形的每一个波形数据点，不会遗漏或重复任何点，可精确地生成低抖动的任意波形SDG6000X 脉冲/任意波形发生器IQ信号 （选件）可生成常用的 ASK, FSK, PSK, QAM 等调制类型的IQ 信号。
DG4000系列函数 任意波形发生器说明书
北京普源精电科技有限公司RIGOLTECHNOLOGIES, INC.最高输出频率：200MHz， 160MHz，100MHz，60MHz 500MSa/s采样率，14bits垂直分辨率 标配等性能双通道 2ppm高频率稳定度 低相噪至-115dBc/Hz丰富的模拟调制和数字调制功能 内置150种任意波形内置7位/秒，200MHz带宽的频率计 标配多至16次的谐波发生器功能 功能强大的上位机软件标配接口：USB Host & Device，LAN 7英寸高清屏（800 × 480）系列DG4000系列是集函数发生器，任意波形发生器，脉冲发生器，谐波发生器，模拟/数字调制器，频率计等功能于一身的多功能信号发生器。
该系列的所有型号皆具有2个功能完全相同的通道，通道间相位可调。
产品概述设备尺寸：宽 × 高 × 深 = 313mm × 160.7mm × 116.7mm 重量：3.2kg（不含包装）功能界面标配相同功能的双通道，通道间相位精确可调标配可编辑任意波功能，内置有150种任意波形多种扫频模式高达16次的谐波输出功能频率计统计分析功能界面丰富的模拟调制和数字调制功能噪声发生功能和突发模式功能标配高分辨率的频率计功能技术参数除非另有说明，所有技术规格在以下两个条件成立时均能得到保证。
信号发生器处于校准周期内并执行过自校准。
信号发生器在规定的操作温度（18℃至28℃）下连续运行30分钟以上。
除标有“典型”字样的规格以外，所用规格都有保证。
上升/下降时间典型（1Vpp）<8ns典型（1Vpp）<10ns典型（1Vpp）<12ns过冲典型（100kHz，1Vpp）<3%占空比≤10MHz：20.0%至80.0%10MHz至40MHz：40.0%至60.0% >40MHz：50.0%（固定）不对称性周期的1% + 5ns抖动（rms）典型（1MHz，1Vpp，50Ω）≤5MHz：2ppm + 500ps>5MHz：500ps锯齿波线性度≤峰值输出的1%（典型，1kHz，1VPP，对称性100%）对称性0%至100%脉冲波周期25ns 至1000000s 40ns 至1000000s 66.7ns 至1000000s 脉宽≥10ns ≥12ns ≥18ns 上升/下降沿≥5ns≥7ns≥11ns过冲典型（1Vpp）<3%抖动（rms）典型（1Vpp）≤5MHz：2ppm + 500ps >5MHz：500ps 任意波波形长度16k 点垂直分辨率14bits 采样率500MSa/s 最小上升/下降时间典型（1Vpp）<5ns抖动（rms）典型（1Vpp）≤5MHz：2ppm + 500ps >5MHz：500ps 插值方式关闭、线性编辑方式点编辑、块编辑谐波输出谐波次数≤16次谐波类型偶次谐波、奇次谐波、顺序谐波、自定义谐波幅度各次谐波幅度均可设置谐波相位各次谐波相位均可设置振幅（以50Ω端接）范围≤20MHz：1mVpp 至10Vpp≤70MHz：1mVpp 至5Vpp≤120MHz：1mVpp 至2.5Vpp≤200MHz：1mVpp 至1Vpp ≤20MHz：1mVpp 至10Vpp≤70MHz：1mVpp 至5Vpp≤120MHz：1mVpp 至2.5Vpp≤160MHz：1mVpp 至1Vpp≤20MHz：1mVpp 至10Vpp≤70MHz：1mVpp 至5Vpp≤100MHz：1mVpp 至2.5Vpp≤20MHz：1mVpp 至10Vpp ≤60MHz：1mVpp 至5Vpp准确度典型（1kHz 正弦，0V 偏移，>10mVpp，自动）±设置值的1%±2mVpp平坦度典型（相对于1kHz 正弦波，500mVpp，50Ω）≤10MHz：±0.1dB ≤60MHz：±0.2dB ≤100MHz：±0.4dB ≤160MHz：±0.8dB ≤200MHz：±1dB ≤10MHz：±0.1dB ≤60MHz：±0.2dB ≤100MHz：±0.4dB ≤160MHz：±0.8dB≤10MHz：±0.1dB ≤60MHz：±0.2dB ≤100MHz：±0.4dB≤10MHz：±0.1dB ≤60MHz：±0.2dB单位Vpp、Vrms、dBm 分辨率1mV 或3位偏移（以50Ω端接）范围±5Vpk ac + dc准确度±（设置值的1% + 5mV + 振幅的0.5%）波形输出输出阻抗50Ω（典型）保护短路保护，过载自动禁用波形输出载波正弦波，方波，锯齿波，任意波（DC除外）调制源内部/外部调制波正弦波，方波，锯齿波，噪声，任意波调制深度0%至120%调制频率2mHz至50kHzFM载波正弦波，方波，锯齿波，任意波（DC除外）调制源内部/外部调制波正弦波，方波，锯齿波，噪声，任意波调制频率2mHz至50kHzPM载波正弦波，方波，锯齿波，任意波（DC除外）调制源内部/外部调制波正弦波，方波，锯齿波，噪声，任意波相偏0°至360°调制频率2mHz至50kHzASK载波正弦波，方波，锯齿波，任意波（DC除外）调制源内部/外部调制波50%占空比的方波键控频率2mHz至1MHzFSK载波正弦波，方波，锯齿波，任意波（DC除外）调制源内部/外部调制波50%占空比的方波键控频率2mHz至1MHz3FSK载波正弦波，方波，锯齿波，任意波（DC除外）调制源内部调制波50%占空比的方波键控频率2mHz至1MHz4FSK载波正弦波，方波，锯齿波，任意波（DC除外）调制源内部调制波50%占空比的方波键控频率2mHz至1MHzPSK载波正弦波，方波，锯齿波，任意波（DC除外）调制源内部/外部调制波50%占空比的方波键控频率2mHz至1MHzBPSK载波正弦波，方波，锯齿波，任意波(DC 除外)调制源内部调制波正弦波，方波，锯齿波，噪声，任意波键控频率2mHz至1MHzQPSK载波正弦波，方波，锯齿波，任意波(DC 除外)调制源内部调制波正弦波，方波，锯齿波，噪声，任意波键控频率2mHz至1MHzOSK载波正弦波调制源内部/外部振荡时间8ns至499.75μs键控频率2mHz至1MHzPWM载波脉冲波调制源内部/外部调制波正弦波，方波，锯齿波，噪声，任意波宽度偏差脉冲宽度的0%至100%调制频率2mHz至50kHz外调输入最大输入范围75mVRMS至±2.5Vac + dc输入带宽5MHz输入阻抗1kΩ触发输入电平TTL-兼容斜率上升或下降（可选）脉冲宽度>50ns反应时间扫频：<100ns（典型）脉冲串：<300ns（典型）触发输出电平TTL-兼容脉冲宽度>60ns（典型）最大频率1MHz电源电源电压100V至240V，45Hz至440Hz功耗小于50W保险丝250V，T2A显示类型7寸TFT LCD分辨率800水平 × RGB × 480垂直分辨率色彩16M色环境温度范围操作：10℃至40℃非操作：-20℃至60℃冷却方法风扇强制冷却湿度范围小于35℃：≤90%相对湿度35℃至40℃：≤60%相对湿度海拔高度操作：3000米以下非操作：15000米以下机械规格尺寸（宽 × 高 × 深）313mm × 160.7mm × 116.7mm重量不含包装：3.2kg 含包装：4.5kg接口USB Host，USB Device，LAN IP防护IP2X校准周期建议校准间隔为一年版权所有 仿冒必究 2015年11月版RIGOL ® 是北京普源精电科技有限公司的英文名称和注册商标。
波形发生器课程设计
教师批阅波形发生器设计摘要波形发生器是一种常用的信号源，广泛地应用于电子电路、自动控制系统和教学实验等领域。
函数信号发生器是一种能够产生多种波形，函数信号发生器是一种能够产生多种波形，如三角波、如三角波、锯齿波、矩形波（含方波）、正弦波的电路。
函数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。
通过对函数波形发生器的原理以及构成分析，可设计一个能变换出三角波、正弦波、方波的函数波形发生器。
目前使用的信号发生器大部分是函数信号发生器，且特殊波形发生器的价格昂贵。
所以本设计使用的是DAC0832芯片构成的发生器，可产生三角波、方波、正弦波等多种特殊波形和任意波形，波形的频率可用程序控制改变。
在单片机上加外围器件距阵式键盘，通过键盘控制波形频率的增减以及波形的选择，并用了LCD 显示频率大小。
在单片机的输出端口接DAC0832进行D/A 转换，再通过运放进行波形调整，最后输出波形接在示波器上显示。
本设计具有线路简单、结构紧凑、价格低廉、性能优越等优点。
波器上显示。
本设计具有线路简单、结构紧凑、价格低廉、性能优越等优点。
本设计制作的波形发生器，可以输出多种标准波形，如方波、正弦波、三角波、锯齿波等，还可以输出任意波形，如用鼠标创建的一个周期的非规则波形或用函数描述的波形等，输出的波形的频率、幅度均可调，且能脱机输出。
设计的人机界面不但清晰美观，而且操作方便。
人机界面不但清晰美观，而且操作方便。
关键词：波形发生器；：波形发生器；DAC0832DAC0832DAC0832；；单片机；波形调整教师批阅目录一、设计目的及意义 ............................................................................. - 3 -1.1设计目的 ........................................................................................ - 3 -1.2设计意义 ........................................................................................ - 3 -二、方案论证 ......................................................................................... - 4 -2.1设计要求 ........................................................................................ - 4 -2.2方案论证 ........................................................................................ - 4 -三、硬件电路设计 ................................................................................. - 5 -3.1设计思路、元件选型设计思路、元件选型 .................................................................... - 5 -3.2原理图 ............................................................................................ - 5 -3.3主要芯片介绍主要芯片介绍 ................................................................................ - 6 -3.4硬件连线图 .................................................................................. - 10 -四、软件设计 ....................................................................................... - 10 -4.1锯齿波的产生过程锯齿波的产生过程 ...................................................................... - 11 -4.2三角波产生过程三角波产生过程 .......................................................................... - 13 -4.3 方波的产生过程 ......................................................................... - 14 -4.4 正弦波的产生过程 ..................................................................... - 16 -4.5通过开关实现波形切换和调频、调幅通过开关实现波形切换和调频、调幅 ...................................... - 18 -五、调试与仿真 ................................................................................... - 20 -5.1仿真结果 ...................................................................................... - 21 -六、总结 ............................................................................................... - 22 -七、参考文献： ................................................................................... - 23 -教师批阅一、设计目的及意义1.1设计目的（1）利用所学微机的理论知识进行软硬件整体设计，锻炼学生理论联系实际、提高我们的综合应用能力。
波形发生器文献综述
波形发生器1.波形发生器的背景波形发生器又称振荡器，是一种不需要输入信号而能产生各种周期性波形输出的电子装置。
按照产生的波形来分，有正弦波发生器和非正弦波发生器两大类。
非正弦波发生器又包括方波、三角波、锯齿波等。
波形发生器的应用范围很广，几乎覆盖了所有行业。
凡是需要使用其他标准信号源所不能提供的激励信号的应用，都可能是任意波形发生器的用武之地：在通信、测量和遥控等许多技术领域有着广泛的应用；在现代社会中，自动化技术已经渗透到社会生活的各个领域中；在超声波测量技术中，超声换能器（发射换能器和接受换能器）是超声波检测技术的核心部件；高精度、宽频率范围、高稳定性的激励源对于发射换能器及超声检测系统性能的改善和提高起着至关重要的作用。
传统的波形发生器通常由晶体管、运放IC等分离元件制成。
与此相比，基于集成芯片的波形发生器具有高频信号输出、波形稳定、控制简便等特点。
其中，信号发生器是自动化领域中的一个典型应用。
因为现代的自动化控制中基本都会利用信号来控制设备的工作。
设计师和测试工程师在设计验证中为了模拟最坏情况，会频繁地使用任意波形发生器。
在为了确定和验证性能极限时而降低额定或加重信号时，任意波形发生器是一款理想的工具。
它还被用来确定不可接受的噪声水平、定时问题、信号电平异常、带宽损耗、谐波失真，以及各种相关问题。
利用信号的产生进行仪器的控制已经是自动控制中的一个重要的手段，那么一个幅度、频率、占空比以及波形可调的信号发生器的设计和完成更具有使用价值。
只要将这个信号发生器设计的基本思路掌握，不但可以融会贯通所学的专业知识可以在以后工作中利用到，作为用来控制其他设备或设计的一个参考。
随着集成电路的迅速发展，用集成电路可以很方便的构成各种信号波形发生器，信号发生器可以提供理想的波形，同时满足模拟信号和数字信号要求。
采用采样技术，构建和改变几乎可以想到的任意形状的波形，数字信号发生器的功能是在满足计算机总线需要和类似应用而优化的。
多波形信号发生器设计
多波形信号发生器设计一、简介设计一个能够产生多个信号输出的信号发生器，要求输出波形分别为方波、三角波、正弦波。
特别适合电子爱好者或学生用示波器来做观察信号波形实验。
该信号发生器电路简单、成本低廉、调整方便。
它是基于ne555计时器接成振荡器工作形式和电容积分而产生的波形。
其工作频率为1KHz左右，调节滑动变阻器可改变振荡器的频率。
波形发生器是信号源的一种，主要给被测电路提供所需要的己知信号(各种波形)，然后用其它仪表测量感兴趣的参数。
可见信号源在各种实验应用和试验测试处理中，它的应用非常广泛。
它不是测量仪器，而是根据使用者的要求，作为激励源，仿真各种测试信号，提供给被测电路，以满足测量或各种实际需要。
目前我国己经开始研制波形发生器，并取得了可喜的成果。
但总的来说,我国波形发生器还没有形成真正的产业。
就目前国内的成熟产品来看,多为一些PC仪器插卡，独立的仪器和VXI系统的模块很少，并且我国目前在波形发生器的种类和性能都与国外同类产品存在较大的差距，因此加紧对这类产品的研制显得迫在眉睫。
二、设计目的1、掌握方波—三角波——正弦波函数发生器的原理及设计方法。
2、掌握ne555计时器工作原理和各种电子器件的简单认识。
3、能够独立的进行电路板焊接和电路检查与故障排除。
4、学会用示波器来观察发生器的波形输出并作出判断。
三、硬件介绍及其原理1、元件列表ne555是一种应用特别广泛作用很大的的集成电路，属于小规模集成电路，在很多电子产品中都有应用。
ne555的作用是用内部的定时器来构成时基电路，给其他的电路提供时序脉冲。
ne555时基电路有两种封装形式有，一是dip双列直插8脚封装，另一种是sop-8小型（smd）封装形式。
其他ha17555、lm555、ca555分属不同的公司生产的产品。
内部结构和工作原理都相同。
ne555的内部结构可等效成23个晶体三极管.17个电阻.两个二极管.组成了比较器.RS触发器.等多组单元电路.特别是由三只精度较高5k 电阻构成了一个电阻分压器.为上.下比较器提供基准电压.所以称之为555.ne555属于cmos工艺制造.NE555引脚图介绍如下1地GND2触发3输出4复位5控制电压6门限(阈值）7放电8电源电压Vcc应用十分广泛.下面是一个简单的ne555电路应用内部结构几种工作形式第1种（图1）是人工启动单稳，又因为定时电阻定时电容位置不同而分为2个不同的单元，并分别以1.1.1和1.1.2为代号。
eda-信号发生器三角波正弦波方波
1 引言简易多功能信号发生器是信号发生器的一种，在生产实践和科研领域中有着广泛的应用。
信号源主要给被测电路提供所需要的已知信号（各种波形）,然后用其它仪表测量感兴趣的参数。
可见信号源在电子实验和测试处理中，并不测量任何参数，而是根据使用者的要求,仿真各种测试信号，提供给被测电路，以达到测试的需要。
信号发生器是电子测量领域中最基本、应用最广泛的一类电子仪器。
它可以产生多种波形信号，如正弦波,三角波和方波等,因而广泛用于通信、雷达、导航、宇航等领域。
在本设计中它能够产生多种波形，如正弦波，三角波和方波等，并能实现对各种波频率和幅度的改变.正因为其在生活中应用的重要性，人们它做了大量的研究,总结出了许多实现方式。
可以基于FPGA 、VHDL、单片机、DOS技能、数字电路等多种方法实现.本设计是采用VHDL来实现的简易多功能信号发生器。
它能产生正弦波，三角波和方波.且对各种波形的要求如下：(1）设计任意信号发生器,使之能够生成正弦波、三角波和方波；（2）电路的外部频率为40MHz，要求信号发生器可产生0—1KHz、1KHz～10KHz、10KHz~1MHz 三档频率的信号；（3）要求具有波形选择和频率选择的功能；（4）在同一频率档内，可实现频率的加减；(5）要求显示波形的同时能够进行频率的调节；（6）要求能够显示波形：A--正弦波；B—-三角波；C——方波；（7）要求能够显示频率值；(8）可用示波器进行波形的观测.2 设计流程2。
1设计思想及流程图本次课程设计按模块式实现，据任务书要求，设计总共分三大步骤完成：（1）产生波形（三种波形：方波、三角波、正弦波）信号；（2）频率控制；（3)显示频率值。
利用VHDL编程，依据基本数字电路模块原理进行整合。
系统各部分所需工作时钟信号由输入系统时钟信号经分频得到，系统时钟输入端应满足输入脉冲信号的要求。
频率控制模块有多个可选频率，最终送至脉冲发生模块输出脉冲信号，同时将信号的频率输出至数码管显示当前信号的频率值，达到设计课题所要求的输出波形频率可调功能。
555多路波形发生器的系统功能及设计原理 -回复
555多路波形发生器的系统功能及设计原理-回复波形发生器是电子技术领域中常见的一种测试和信号处理设备。
而555多路波形发生器则是根据555定时器的工作原理设计出的一种具有多路波形输出功能的设备。
本文将详细介绍555多路波形发生器的系统功能和设计原理。
一、系统功能：555多路波形发生器是一种可以同时生成多个不同波形的设备。
它的系统功能主要包括以下几个方面：1. 多路波形输出功能：555多路波形发生器通常具有多个独立的波形输出通道，可以同时输出多个不同波形，如正弦波、方波、锯齿波等。
每个通道可以独立设置频率、幅度、相位等参数。
2. 调节参数功能：555多路波形发生器通过一些调节按钮或旋钮，可以实现对波形的频率、幅度、相位等参数的调节，用户可以根据需要灵活地改变波形的特性。
3. 波形模拟功能：555多路波形发生器通常还具有波形模拟功能，可以模拟各种实际应用场景下的波形信号，如音频信号、视频信号等。
4. 同步输出功能：555多路波形发生器可以将多个输出通道的波形信号进行同步，保证它们在时间上的一致性，适用于一些对波形同步要求较高的应用。
5. 外部控制功能：555多路波形发生器通常还具备外部控制功能，可以通过外部信号或触发器对其进行控制，从而实现更复杂、更高级的波形变换或合成。
二、设计原理：555多路波形发生器的设计基于555定时器的工作原理。
555定时器是一种经典的集成电路器件，具有稳定的工作性能和广泛的应用领域。
下面将介绍555多路波形发生器的设计原理的基本步骤：1. 选取合适的外部元件：555定时器需要搭配外部元件才能实现波形的生成。
在设计555多路波形发生器时，首先需要选择合适的外部元件，如电容、电阻等，以满足所需波形的频率、幅度等特性。
2. 连接电路图：根据所选外部元件的特性和波形发生的要求，通过连接适当的电路图，将555定时器与外部元件相连。
根据所需生成的多个波形通道，可以设置相应的电路分支。
单片机原理及应用实践论文
单片机原理及应用实践论文成员：李浩 0811*******倪丹军0811******* 徐倩0811*******实验一 I/O口测试程序将ledP04 和ledP05 分别定义给P0.4 和P0.5，用1和0分别表示灯的亮灭，通过程序改变灯的电平值变换再延时最终得到实验现象为P0.4和P0.5引脚连接的51RXD和51TXD交替闪烁。
实验二定时器与PCA（1）、程序中将定时器2的高低8位字节重定义成一个16位的变量，每50ms 产生一次中断，并使LED（P0.4 位）状态翻转，从而使得相应LED 灯每100ms 产生一次闪烁。
改变程序，由定时器产生100ms重载，开启相应中断，使LED 每隔500ms 产生一次翻转，从而得到每1s产生一次闪烁。
（2）、程序中通过设定PCA定时器/计数器参数,根据公式修改占空比，使得PWM占空比逐渐增大到100%，随后改变方向减小到0%，以此变化反复循环.实验现象是波形来回缩进放大往返。
实验三 DAC与ADC的配置410的DAC0是电流模式的，需接上一个电阻（3K）使输出得到电压，然后就可以测量对应端口（P0.0口）的电压值。
ADC0实验则是将DAC0实验的输出电压值通过杜邦线引到其输入脚（P0.1）进行测试，通过在keil中设断点观察测量值，再进行比较。
实验四 SMBUS总线操作实验中采用虚拟时序完成IIC 总线操作，并对AT24C02 实现成功读写,实验现象是test_data输入8个字节,在keil的观察窗口中可以看到save_buf存入当页的8个字节, save_buf2存入前一页,当页及后一页24个字节。
实验五液晶显示程序中分字符显示和图片显示两个部分，其中图片是通过取模获取点阵，字符显示在显示位置是根据字符长度设置的。
字符显示，我们可以在液晶屏幕上看到“臣亮言先帝创业未，半而中道崩殂今天，下三分益州疲敝此，诚危急存亡之秋也”四句话；图片显示，我们可以在液晶屏幕上看到一个樱桃小丸子的头像图案。
SIGLENT SDG7000A系列双通道任意波形发生器数据手册说明书
数据手册DS0207A_C01A产品综述SDG7000A 系列双通道任意波形发生器，最大带宽1 GHz，具备5 GSa/s数-模采样率和14-bit 垂直分辨率，能够产生最高2.5 GSa/s采样率的逐点任意波和最大500 MSymbol/s的矢量信号，同时还具备连续波、脉冲信号、噪声、PRBS码型和16-bit数字总线等多种信号生成的能力，并提供调制、扫频、脉冲串和双通道复制、相加、互相调制等复杂信号的生成能力，是一款高端多功能波形发生器。
其输出支持差分/单端切换，最大可提供±24 V的输出范围，并且在高频输出下仍然能保证较大的幅度，可在一定应用范围内节省外接功放，满足更广泛的需求。
特性与优点⏹双通道差分/单端模拟输出，16-bit LVDS/LVTTL数字总线输出⏹ 5 GSa/s数-模转换器采样率，14-bit垂直分辨率⏹最高输出频率1 GHz⏹可输出0.01 Sa/s ~ 2.5 GSa/s采样率的逐点任意波，最大存储深度512 Mpts，提供分段编辑和播放的功能⏹可输出最高500 MSymbol/s符号率的矢量信号⏹可输出最小脉宽1 ns，最小沿500 ps的低抖动脉冲，上升/下降沿独立精细可调，脉宽精细可调⏹可输出1 mHz ~ 1 GHz带宽的高斯噪声⏹可输出最高312.5 Mbps的PRBS码型⏹数字总线可输出最高1 Gbps的数字信号⏹提供多种模拟/数字调制，提供扫频和脉冲串功能⏹增强的双通道操作功能：通道间跟踪、耦合和复制功能；双通道叠加功能；支持通道间互为调制源⏹24 Vpp模拟输出能力叠加±12 V直流偏置，最大可提供±24V（48 V）的输出范围⏹硬件频率计功能⏹5英寸电容式触摸显示屏，分辨率800x480；支持外接鼠标和键盘操作；内建的WebServer 支持通过网页控制仪器⏹丰富的接口：USB Host、USB Device (USBTMC)、LAN（VXI-11/Telnet/Socket）、外调制/频率计输入、参考时钟输入、参考时钟输出、Marker输出、Trigger In/Out等⏹支持SCPI 远程控制命令，良好适配各种自动化集成测试系统SDG7000A任意波形发生器数据手册型号和主要参数SDG7000A任意波形发生器数据手册设计特色多功能信号发生器SDG7000A是一款集多种信号发生器功能于一体的产品。
总结波形发生器的特点
总结波形发生器的特点引言波形发生器是一种能够产生不同类型波形的仪器，广泛应用于电子实验室、通信系统、音频设备等领域。
本文将总结波形发生器的特点，并对其常见的几种类型进行介绍。
1. 波形发生器的基本特点波形发生器作为一种实验仪器，在实际应用中具有以下几个基本特点： - 多功能性：波形发生器可以产生多种不同类型的波形，例如正弦波、方波、三角波、锯齿波等。
- 可调性：用户可以通过波形发生器的参数调节功能，如频率、幅值、相位等，来产生不同的波形输出。
- 稳定性：波形发生器的输出波形要求稳定可靠，能够在长时间运行中保持较好的频率精度和波形形状。
- 精度高：波形发生器的频率精度和幅度精度要求较高，可以达到更精确的信号要求。
- 易于调节：波形发生器通常具有友好的用户交互界面，使得用户可以方便地进行参数调节和波形选择。
2. 常见的波形发生器类型2.1 函数发生器函数发生器是一种常见的波形发生器类型，它能够产生多种不同类型的波形，并具有较高的频率和幅度精度。
函数发生器通常具备以下特点： - 多种波形类型：函数发生器可以产生正弦波、方波、三角波、锯齿波等多种波形。
- 广泛的频率范围：函数发生器可以覆盖广泛的频率范围，从几赫兹到数兆赫兹。
- 较高的频率精度：函数发生器的频率精度通常可以达到0.1%以下。
- 较高的幅度精度：函数发生器的幅度精度通常可以达到0.1%以下。
2.2 直流偏置发生器直流偏置发生器是一种特殊类型的波形发生器，可以为信号添加直流偏置，产生直流偏置信号。
直流偏置发生器的特点如下： - 能够产生带有直流偏置的波形：直流偏置发生器可以将各种波形信号添加直流偏置，产生直流偏置波形信号。
- 具有调节直流偏置的功能：直流偏置发生器通常具有调节直流偏置电压的功能，用户可以根据实际需求进行调节。
2.3 数字波形发生器数字波形发生器是一种使用数字信号处理技术产生波形的设备，可以产生复杂的数字信号波形。
多功能函数／任意波形发生器
立 ，通道 间相位 精确 可调 ，这 极大 地扩 展 了该 款 产品 的
应 用 领 域 ；任 意 波 支 持 最 大 １ ８ Ｐｔ 的 波 形 长 度 ，能 方 ２Ｍ ｓ 便 地 实 现 复 杂 波 形 的 再 现 ；提 供 齐 全 的 模 拟 调 制 方 式 和 数 字 调 制 方 式 ，从 而 实 现 对 各 种 通 信 接 收 机 的 测 试 ； 多
超快Ｃ Ｖ － 测量模块
４ ２ 一ＰＭ Ｕ超 快Ｉ ｖＮ试模 块进 一步 丰富 了４ ０ 一 ２５ — ２０ ＳＣＳ 导体 特征分 析 系统的 可选 仪 器系列 。它 在４ ０ 半 ２０ ＳＣＳ已有 的测试 环境 中集成 了超快 的 电压波 形发生 和 电 流／ 电压测量 功能 ，实现 了业界极宽 的 电压 、电流和上升 ／ 下降／ 冲时 间动 态量程 ，大 大提高 了系统 对新材料 、 脉 器件和 工艺 进行 特征分 析的 能 力 。同样重要 的是 ，利 用
形 更新 速率 解决了两个可能导致工程师错失关键信息的常 见 问题 ：深 存储器开 启时 控制无响应 ，以及无法观察被测 信号变化 的传统 体系结构 。 此外 ，该 示波 器还 与多种 可选软 件选 件 ，从 而缩短
调试 周期。
Ａｇ ｌ ｎ ｃ ｎ ｌ ｇ ｅ ｉｅ ｔ Ｔｅ ｈ ｏ ｏ ｉ ｓ
４ ２ － Ｕ可 以 像 进 行 直 流 测 量 那 样 ，轻 松 实 现 超 快 的 ２ ５ ＰＭ
多制式广播电视测试仪
广 播 电 视 测 试 全 制 式 仪Ｒ＆Ｓ ＦＥ Ｓ Ｅ１０ ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ设 备 Ｓ ／ Ｆ ０ －
即可支 持所有 主要 的广播 电视标 准 ，并提 供噪 声测试和
波形发生器(实验重点)
充电过程发生在恒定电流下，而放电 过程发生在恒定电压下，从而形成锯 齿波。
03
波形发生器的实验重点
波形发生器的调整与校准
调整信号源
校准频率
根据实验需求，选择合 适的信号源，如正弦波、
方波、三角波等。
确保波形发生器的输出 频率准确，以满足实验
要求。
调整幅度和偏置
根据实验需要，调整输 出信号的幅度和偏置参
在实验过程中，应注意观察和记录波 形的变化，如波形失真、噪声等。
将波形发生器的输出信号连接到示波 器上，调整示波器的垂直灵敏度和扫 描速度，以便观察和记录波形。
在操作过程中，应避免随意更改实验 参数或断开连接线，以免对实验结果 造成影响或损坏设备。
实验结果分析与总结
01
根据实验记录的数据和波形，分 析不同波形在不同频率和幅度下 的变化规律和特点。
数。
校准相位
确保输出信号的相位准 确，以满足实验要求。
波形发生器的输出信号质量分析
01
02
03
04
信号稳定性
分析输出信号的稳定性，确保 信号在长时间内保持稳定。
信号失真度
测量输出信号的失真度，以确 保信号质量符合实验要求。
信号噪声水平
评估输出信号的噪声水平，以 确保信号纯净度。
信号线性度
分析输出信号的线性度，以确 保信号在幅度变化时保持线性
方波发生器的工作原理
方波发生器利用比较器或门电 路产生方波信号，其输出信号 的占空比为50%。
当输入信号在阈值上下波动时， 比较器会输出高电平或低电平 信号，从而形成方波。
方波发生器的输出频率取决于 电路的反馈系数和阈值电压。
三角波发生器的工作原理
三角波发生器通常由RC电路和 比较器组成，其输出信号是介于
基于FPGA和Quartus_II设计的智能函数发生器_毕业设计论文 精品推荐
课程设计题目基于FPGA和Quartus II设计的智能函数发生器所在院(系)物理与电信工程学院基于FPGA和Quartus II设计的智能函数发生器[摘要] 信号发生器又称信号源或振荡器，在生产实践和科技领域中有着广泛的应用。
它能够产生多种波形，如三角波、锯齿波、矩形波（含方波）、正弦波等，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。
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、频率或高或低的信号发生器。
本设计采用FPGA来设计制作多功能信号发生器。
该信号发生器可以产生锯齿波、三角波、方波等波形。
[关键词]信号发生器；VHDL；FPGA；三角波；方波；锯齿波。
目录1.引言 (1)2.FPGA简介 (1)2.1VHDL和V ERILOG简介 (3)2.2设计工具简介 (3)3.系统设计 (3)3.1VHDL程序语言基本设计 (3)3.2波形发生器设计 (4)3.3程序设计原理框图 (4)4 系统的软件设计与仿真 (6)4.1系统仿真时序图 (6)4.2RTL仿真硬件图 (7)5总结体会与展望 (8)参考文献 (9)附录A 设计原理图 (11)附录B 系统仿真图 (11)附录C 源程序清单 (12)1.引言20世纪90年代，国际上电子和计算机技术较先进的国家，一直在积极探索新的电子电路设计方法。
电子设计自动化（EDA）工具给电子设计带来了巨大的变革，特别是可编程逻辑器件和硬件描述语言的出现和发展，解决了用传统的方法设计较大系统工程时的诸多不便，成为电子电路设计人员最得力的助手。
随着计算机和EDA技术的发展，基于FPGA的电子设计则是目前发展较为迅速的一个领域，而且广泛应用于计算机、通信等各个领域。
MAX038波形发生器
梧州学院毕业设计（论文）基于单片机的函数信号发生器的设计与实现系部：计算机与电子信息工程系专业：电子信息工程__________班别：05电本1班____________姓名： ______________________学号：0500604135____________指导老师(签名)：日期：年月摘要信号发生器又称为信号源和振荡器，在生产实际中有着广泛的应用。
本设计由单片机控制函数信号发生芯,以及外围器件来完成，系统能够产生正弦波、方波、三角波。
在设计中利用数/模(D/A)转换芯片MAX531输出模拟电压信号来进行频率的调节,还有占空比的调节,由于MAX038函数信号发生芯片产生的频率是通过选段来实现的,选段范围kHz~MHz的范围，芯片通过外部的电容充放电的时间长短来决定频率的范围，经典的选段是通过手动开关来选择，本设计通过单片机接通继电器选择不同的电容值而产生不一样的振荡频率，选定基频以后是对频率的调节。
调节MAX038的FADJ端的电压来实现频率的细微调节。
关键词：函数信号发生单片机控制Abstractsignal generator have another name is source of signal and oscillator,The signal generator is widely use in the life and produce.This design base on the singal chip (AT89S52) to control signal generator chip and suburbs device .This system can generator sine ,square ,triangle ,etc waveforms. In this design use the digital/analog device MAX531 output the analog voltage to adjust frequency, and duty.The frequency of the signal generator chip MAX038 be control of capacitance according to the time of electrily .divide kHz MHz .Typic of the choose frequency section use the botton .In this design,use Relay switch to choose .After choose frequency section adjust the MAX038 FADJ pin’s voltage to accurate frequnency adjust . Key words :signal generator singal chip control目录第一章绪论1.1 单片机发展概述 (6)1.2 单片机的性能特点 (6)1.3 单片机应用系统的结构及构成方式 (6)1.4 信号发生器综述 (7)1.5 论文的主要研究内容 (8)第二章系统的总体方案选取2.1系统问题定义 (10)2.2 系统可行性研究 (10)2.2.1 元器件的选择及其可行性讨论 (10)2.3 系统需求分析 (11)2.3.1 系统功能要求 (11)2.3.2 系统性能要求 (11)2.4系统总体结构框图设计 (11)第三章系统的硬件设计3.1 硬件总体设计 (12)3.2 系统部件设计 (13)3.2.1 电源设计 (13)3.2.2 显示器接口设计 (14)3.2.3 键盘接口设计 (16)3.2.4 数模转换电路的连接 (17)3.2.5 电容频段的选择设计 (18)3.2.6 函数信号发生芯片 (18)第四章系统软件的设计4.1 软件的总体设计 (23)4.2 软件的功能简介与设计 (24)第五章系统测试报告5.1 测试数据 (26)5.2 测试总结 (26)第六章结束语致谢 (27)参考文献 (28)附录 (29)第一章绪论1.1 单片机发展概述近十几年来，单片机在生产过程控制、自动检测、数据采集与处理、科技计算、商业管理和办公室自动化等方面获得了广泛的应用。
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目录1．设计选题及任务 (2)2．相关背景以及现状的介绍 (2)2.1研究背景 (2)2.2 国内外现状 (3)3．系统概述及硬件简介 (4)4.相关原理的概述 (5)4.1 DAC单元 (5)4.2 LCD单元 (7)4.3 DDS单元 (9)4.3.1 DDS原理分析 (9)4.3.2 DDS基本结构 (10)4.3.3 DDS原理 (11)4.3.4 DDS技术特点 (15)5.波形发生器的软件设计 (17)5.1 软件设计的原理 (17)5.2 Matlab产生波形数据 (19)6.波形的生成结果 (21)1．设计选题及任务设计题目：多功能波形发生器任务与要求：设计一个由Tiva c lanuchpad控制的波形发生器。
运用其控制产生多种波形，这些波形包括方波、三角波、锯齿波、正弦波。
然后在LCD上显示波形的菜单，通过菜单能够选择不同的波形。
基本要求：1. 产生方波、三角波、锯齿波、正弦波2.在LCD上显示波形的菜单3.通过菜单来实现对波形的选择。
2．相关背景以及现状的介绍2.1研究背景任意波形发生器是一种能产生任意波形的信号源，它是近年来发展起来的一种信号发生器。
区别于早先的函数波形发生器，任意波形发生器使用到了微处理器及数模转换器等数字器件。
它不仅能完成函数波形发生器的功能产生正弦、三角、锯齿等基本波形，还提供了方便的波形设置方法以便产生用户所需要的任意波形。
随着科技研究的不断深入和领域扩展，要求用电信号模拟的信号更加复杂、多样。
例如，通信的每一步发展，都要求不同的测试信号；而生物学上的研究，也常常需要使用神经信号和脑波信号等各种特别的电信号；材料科学、生命科学等诸多领域，都要求用任意波形发生器产生复杂的信号。
另外，现代科技要求信号更加准确、逼真，而不仅仅满足于大体合适。
因此，在不少测试方案和自动化系统的组成中，在信号源部分已明确指定为任意波形发生器。
在电类和非电类的应用中，对这类仪器的需要都日益迫切。
任意波形发生器目前主要有两种实现方法:一种是传统的任意波形发生器,但是由于采用的是模拟和模数混合的方法,限制了其频率稳定度,并且系统比较复杂。
另一种是基于直接数字频率合成(DDS) 技术的任意波形发生器,采用这种技术的AWG 具有很高的频率分辨率和快速的输出频率转换能力,并且输出频率范围宽。
2.2 国内外现状目前，市场上常见的任意波形发生器主要有普源RIGOL、优利德。
从功能上看，普源的任意波形发生器比较完善，但价格偏高。
其他厂家的任意波形发生器虽然也可以产生任意波形，但波形来源往往是较简单的波形合成，并不是真正意义上的“任意”波形。
如今，虽然国内外的任意波形发生器研究上已经趋于完善，但实际运用上还存在不尽人意的地方。
例如：有的可视化界面仅能显示文字数据，不能直接显示输出波形；有的任意波形数据的产生只能连接上位机获取；任意波形编辑功能不够全面，仅能满足特定的场合。
即使有较完善功能的任意波形发生器，但其高昂的价格却让人望而止步。
当然，在高校中对于各种任意波形发生器的研制也有不少，例如东莞理工学院的可视化多功能DDS 任意信号源，但其可视化也是建立在用Delphi来开发图形上位机软件的基础上的。
3．系统概述及硬件简介随着科技的发展和现代科研的需要，信号发生器已经成为了很多行业进行研究测试不可或缺的工具，但目前使用波形发生器大部分体积大，可靠性差，准确度低。
因此为了实验研究方便，研制一种体积小、可靠性强、准确性高的波形发生器显得尤为重要。
图3.1.14.相关原理的概述4.1 DAC单元DAC(Digital to Analog Conventer)数模转换器可以把处理器运算处理后输出的数字信号转换成模拟信号，完成对数字信号的复原工作。
DA 转换，即把数字信号转换为模拟信号输出。
简单的说，就是把数字信号按照一定的参考电压转换成电压值输出。
例如，12 位分辨率时，数据0XFFF 值对应满程参考电压，那么0x7FF 就会输出半程参考电压。
TM4C123G的DAC7512 模块的控制位较多，可以满足多种输出需求TM4C123G没有自带的DAC（模数转换器），DY-Tiva-PB板上扩展了一片DAC，并可用于任意波形发生器（AWG）。
采用TI的12位DAC器件DAC7512，实现DAC及任意波形的产生。
产生的信号可以在AWG端子上通过示波器观看，还可以通过PE2的ADC读入CPU，经过处理后显示在LCD上。
DAC7512是一种低功耗、单电源、12位缓冲电压输出的数字到模拟转换器（DAC）。
其内置的精密输出放大器允许轨到轨输出，接口为通用的三线串行SPI，兼容QSPI和DSP接口，时钟速率达30MHz。
DAC7512集成了上电复位电路，确保DAC的输出0V时还能保持数据，直到下一个有效的数据下进来。
DAC7512的主要特点：(1)微功耗,5V时工作电流消耗为135uA（DAC7512）；(2)在掉电模式时，如果采用5V电源供电，其电流消耗为135nA，而采用3V供电时，其电流消耗仅为50nA；(3)供电电压范围为+2.7V～+5.5V；(4)上电输出复位后输出为0V；(5)具有三种关断工作模式可供选择,5V电压下功耗仅为0.7mW；(6)带有低功耗施密特输入串行接口；(7)内置满幅输出缓冲放大器；(8)具有SYNC中断保护机制。
DAC单元的原理图如图4.1.1所示。
4.1.1单元原理图其中，VOUT——模拟电压输出GND——接地VDD——电源DIN——串行数据输入SCLK——串行时钟输入SYNC——电平触发输入4.2 LCD单元TM4C123G芯片没有专用的LCD接口，但是芯片的速度较快，自身功能比较强大，所以先择一个点阵的LCD是最好的，可以显示任意的文字和图形。
同时由于TM4C123G LP上的I/O资源很有限，并口的LCD会占用很多I/O资源，所以选择一个串口的LCD是最合适的。
DY-Tiva-PB口袋板上选择了一个128x64点阵的串行接口LCD。
背光通过PA5来控制。
LCD显示单元PCB板上的位置如图4.2.2所示。
图4.2.2 LCD显示单元的原理图12864 点阵液晶显示模块（LCM）就是由128*64 个液晶显示点组成的一个128 列*64 行的阵列。
每个显示点对应一位二进制数，1 表示亮，0 表示灭。
存储这些点阵信息的RAM 称为显示数据存储器。
要显示某个图形或汉字就是将相应的点阵信息写入到相应的存储单元中。
图形或汉字的点阵信息由自己设计，问题的关键就是显示点在液晶屏上的位置（行和列）与其在存储器中的地址之间的关系。
每屏有一个512*8 bits 显示数据RAM。
左右半屏驱动电路及存储器分别由片选信号CS1 和CS2 选择。
显示点在128*64 液晶屏上的位置由行号（line,0~63）与列号（column,0~63）确定。
512*8 bits RAM 中某个存储单元的地址由页地址（Xpage,0~7）和列地址（Yaddress,0~63）确定。
每个存储单元存储8 个液晶点的显示信息。
为了使液晶点位置信息与存储地址的对应关系更直观关，将128*64 液晶屏从上至下8 等分为8个显示块，每块包括8 行*64 列个点阵。
每列中的8 行点阵信息构成一个8bits 二进制数，存储在一个存储单元中。
（注意：二进制的高低有效位顺序与行号对应关系因不同商家而不同）存放一个显示块的RAM 区称为存储页。
即128*64 液晶屏的点阵信息存储在8 个存储页中，每页64 个字节，每个字节存储一列(8 行)点阵信息。
因此存储单元地址包括页地址（Xpage,0~7）和列地址（Yaddress,0~63）。
例如点亮128*64 的屏中（20，30）位置上的液晶点，因列地址30 小于64，该点在左半屏第29 列，所以CS1 有效；行地址20 除以8 取整得2，取余得4，该点在RAM 中页地址为2，在字节中的序号为4；所以将二进制数据00010000（也可能是00001000，高低顺序取决于制造商）写入Xpage=2，Yaddress=29 的存储单元中即点亮（20，30）上的液晶点。
字模虽然也是一组数字，但它的意义却与数字的意义有了根本的变化，它是用数字的各位信息来记载英文或汉字的形状，如英文的'A'在字模的记载方式如图所示：4.2.3“A”字模图在数字电路中，所有的数据都是以0 和1 保存的，对LCD 控制器进行不同的数据操作，可以得到不同的结果。
对于显示英文操作，由于英文字母种类很少，只需要8 位（一字节）即可。
而对于中文，常用却有6000 以上，于是我们的DOS 前辈想了一个办法，就是将ASCII 表的高128 个很少用到的数值以两个为一组来表示汉字，即汉字的内码。
而剩下的低128 位则留给英文字符使用，即英文的内码。
4.3 DDS单元4.3.1 DDS原理分析1973年，J.Tiemey和 C.M.Tader等人在《A Digital Frequency Synthesizer》一文中首次提出了DDS的概念，但限于当时的技术条件，DDS 并没有引起人们的足够重视。
上世纪90年代以来，随着数字集成电路和微电子技术的发展，DDS技术的优越性才日益体现出来。
4.3.2 DDS基本结构DDS与大多数的数字信号处理技术一样，它的基础仍然是奈圭斯特采样定理。
奈圭斯特采样定理是任何模拟信号进行数字化处理的基础，它描述的是一个带限的模拟信号经抽样变成离散值后可不可以由这些离散值恢复原始模拟信号的问题。
奈圭斯特采样定理告诉我们，当抽样频率大于或者等于模拟信号最高频率的两倍时，可以由抽样得到的离散信号无失真地恢复出原始模拟信号。
只不过在DDS技术中，这个过程被颠倒过来了。
DDS不是对模拟信号进行抽样，而是一个假定抽样过程已经发生且抽样值已经量化完成，如何通过某种方法把已经量化的数值重建原始信号的问题。
DDS电路一般由参考时钟、相位累加器、波形存储器、D/A转换器（DAC）和低通滤波器（LPF）组成。
其结构框图如图4.3.1所示。
o图4.3.1 DDS基本结构框图其中，f为参考时钟频率，K为频率控制字，N为相位累加器位数，A为c波形存储器位数，D为波形存储器的数据位字长和D/A转换器位数。
DDS系统中的参考时钟通常由一个高稳定度的晶体振荡器来产生，用来作为整个系统各个组成部分的同步时钟。
频率控制字（Frequency Control Word，FCW）实际上是二进制编码的相位增量值，它作为相位累加器的输入累加值。
相位累加器由加法器和寄存器级联构成，它将寄存器的输出反馈到加法器的输入端实现累加的功能。
在每一个时钟脉冲f，相位累加器把频率字K累加一次，c累加器的输出相应增加一个步长的相位增量，由此可以看出，相位累加器的输出数据实质上是以K为步长的线性递增序列（在相位累加器产生溢出以前），它反映了合成信号的相位信息。