低频信号发生器原理
基于DDS的基本原理设计的低频信号发生器
基于DDS的基本原理设计的低频信号发生器基于DDS（Direct Digital Synthesis，直接数字合成）的低频信号发生器是一种高精度、灵活性高的信号发生器，可以产生各种低频信号。
本文将从DDS的基本原理、低频信号发生器的设计和实现等方面展开论述。
一、DDS的基本原理DDS是一种通过数字计算产生连续、离散或混合信号的方法。
它将频率和相位信息编码为数字信号，通过数字计算来生成输出信号。
DDS的基本原理如下：1.预存储波形数据：DDS使用查表法将波形数据存储在一个固定的存储器中，例如RAM或ROM中。
每个存储地址对应一个波形振幅值。
2.相位累加器：DDS通过一个相位累加器来产生实时的相位信息。
相位累加器是一个计数器，每个时钟周期增加一个固定的值，该值称为相位增量。
相位累加器产生的相位信息表示了所需输出的信号的相位。
3.数字到模拟转换：相位累加器输出的相位信息经过数字到模拟转换，即将相位信息转换为模拟信号。
这一步可以通过查表法，将相位信息作为地址，从查表的波形存储器中读取波形振幅值，然后通过D/A转换器将波形振幅值转换为模拟信号。
二、低频信号发生器的设计1.频率控制：低频信号发生器需要具备广泛的频率覆盖范围，并能够精确地调节频率。
为了实现这一点，可以使用一个可编程的数字控制单元，比如微控制器或FPGA来控制DDS的相位增量。
通过改变相位增量的大小，可以控制DDS的输出频率。
2.模拟输出滤波：DDS输出的信号是由一串数字零、一和正负极性组成的脉冲串，需要通过模拟输出滤波器进行滤波，以获取平滑的模拟输出信号。
滤波器可以选择低通滤波器或带通滤波器，以滤除高频噪声和杂散成分。
3.波形选择：DDS可以通过选择合适的波形数据来生成多种形状的输出波形，包括正弦、方波、锯齿波等。
在波形存储器中存储不同的波形数据，并通过用户界面或外部接口控制波形的选择。
三、低频信号发生器的实现低频信号发生器的实现可以采用数字电路、模拟电路或数字电路与模拟电路的组合。
低频信号发生器实习报告
实习报告：低频信号发生器的设计与实现一、实习背景随着现代电子技术的快速发展，信号发生器在科研、生产和教学等领域发挥着越来越重要的作用。
低频信号发生器作为一种基础电子测试仪器，能够产生各种低频电信号，用于测试电子电路的性能、调试和校准等。
本次实习旨在了解低频信号发生器的基本原理，掌握其设计和实现方法，并在此基础上，自行设计并制作一款低频信号发生器。
二、实习内容1. 了解低频信号发生器的基本原理低频信号发生器主要基于模拟电子技术和数字电子技术实现。
其基本原理包括正弦波振荡、幅度调制、频率调制等。
通过调整振荡器、放大器、滤波器等电路参数，可以产生不同频率、幅度和波形的信号。
2. 学习低频信号发生器的设计方法在本次实习中，我们学习了基于单片机和DAC0832数模转换器的低频信号发生器设计方法。
单片机和DAC0832数模转换器协同工作，通过软件编程和查表方法，实现波形信号的生成。
采样点越密，信号失真度越小。
程序设定寄存器T0作定时器，T1作计数器，以控制信号的频率和相位。
3. 进行Proteus计算机软件仿真为了验证设计的正确性和可行性，我们使用Proteus软件对低频信号发生器进行了仿真。
通过调整仿真参数，观察不同波形信号的输出，确保信号发生器能够正常工作。
4. 实际制作与调试根据设计方案，我们购买了所需的元器件，并进行焊接、组装和调试。
在实际制作过程中，我们遇到了一些问题，如电路故障、参数设置不当等。
通过请教老师和查阅资料，我们逐步解决了这些问题，最终成功制作出一款低频信号发生器。
三、实习心得通过本次实习，我对低频信号发生器的设计和实现有了更深入的了解。
在实际制作过程中，我学会了如何解决电路故障和调整参数，提高了自己的动手能力和解决问题的能力。
同时，我也认识到团队合作的重要性，与同学们共同解决难题，共同完成实习任务。
总之，本次实习使我受益匪浅，不仅提高了自己的专业技能，还培养了团队合作精神。
在今后的学习和工作中，我将继续努力，不断拓展自己的知识面和技能，为我国的电子科技事业贡献自己的力量。
信号发生器的工原理及分类及技术交流
信号发生器的工原理及分类及技术交流信号发生器的工原理及分类信号发生器可能不是行业内的就不是了解这个设备，它又称信号源或振荡器，广泛用于通信、广播、电视系统等行业中。
可用于测试或检修各种电子仪器设备中的低频放大器的频率特性、增益、通频带，也可用作高频信号发生器的外调制信号源。
本文就带大家了解一下这个信号源的原理及分类。
信号发生器的工作原理：信号发生器的紧要由频率产生单元、调制单元、缓冲放大单元、衰减输出单元、显示单元、掌控单元构成。
信号发生器原理是指能供应各种频率、波形和输出电平电信号，常用作测试的信号源或激励源的设备。
低频信号发生器原理指系统包括主振级、主振输出调整电位器、电压放大器、输出衰减器、功率放大器、阻抗变换器（输出变压器）和指示电压表。
主振级产生低频正弦振荡信号，经电压放大器放大，达到电压输出幅度的要求，经输出衰减器可直接输出电压，用主振输出调整电位器调整输出电压的大小。
信号发生器的分类：信号发生器紧要分为正弦信号发生器、高频信号发生器以及微波信号发生器。
1、正弦信号紧要用于测量电路和系统的频率特性、非线性失真、增益及灵敏度等。
按频率覆盖范围分为低频信号发生器、高频信号发生器和微波信号发生器；按输出电平可调整范围和稳定度分为简易信号发生器（即信号源）、标准信号发生器（输出功率能精准地衰减到—100分贝毫瓦以下）和功率信号发生器（输出功率达数十毫瓦以上）；按频率更改的方式分为调谐式信号发生器、扫频式信号发生器、程控式信号发生器和频率合成式信号发生器等。
低频信号发生器：包括音频（200～20000赫）和视频（1赫～0兆赫）范围的正弦波发生器。
主振级一般用RC式振荡器，也可用差频振荡器。
为便于测试系统的频率特性，要求输出幅频特性平和波形失真小。
2、高频信号发生器频率为100千赫～30兆赫的高频、30～300兆赫的甚高频信号发生器。
一般接受LC调谐式振荡器，频率可由调谐电容器的度盘刻度读出。
紧要用途是测量各种接收机的技术指标。
低频函数信号发生器讲解学习
浙江大学 蔡忠法
电子系统综合设计
模拟电路的实现方案，是指全部采用模拟电 路的方式，以实现信号产生电路的所有功能。由 于教学安排及课程进度的限制，本实验的信号产 生电路，推荐采用全模拟电路的实现方案。
➢ 模拟电路实现信号产生电路的多种方式
对于信号产生电路的模拟电路实现方案，也 有几种电路方式可供选择。如用正弦波发生器产 生正弦波信号，然后用过零比较器产生方波，再 经过积分电路产生三角波，电路框图如图所示。
vO1 1R R32V2R R32VZ
电子系统综合设计
浙江大学 蔡忠法
若VΘ2>0，则三角波上移； 若VΘ2<0，则三角波下移。
其上幅度为：
1
R2 R3
V2
R2 R3
VZ
其下幅度为：
1
R2 R3
V2
R2 R3
VZ
而三角波的峰峰值为：
VO1(PP)
2 R2 R3
VZ
电子系统综合设计
浙江大学 蔡忠法
方
波
这种电路在一定的频率范围内，具有良好 的三角波和方波信号。而正弦波信号的波形质 量，与函数转换电路的形式有关，这将在后面 的单元电路分析中详细介绍。
该电路方式是本实验信号产生部分的推 荐方案。
浙江大学 蔡忠法
电子系统综合设计
根据实验任务中对输出电压、输出电流及 输出功率的要求，原则上在输出级只需采用不 同的负反馈方式便可。即要求电压输出时，采 用电压负反馈；要求电流输出时，采用电流负 反馈。这将在单元电路分析中进行详细介绍。
元 电
路路
元器件
浙江大学 蔡忠法
电子系统综合设计
电子系统设计过程：
方案论证 总体设计 软硬件设计 组装调试 产品定型
低频功率信号发生电路
低频功率信号发生电路一、介绍低频功率信号发生电路是一种用于产生低频率功率信号的电路。
低频信号通常指的是频率低于1 MHz的信号，这些信号常用于音频放大器、音频合成器、心电图、生物电信号处理等应用中。
低频功率信号发生电路的设计和优化是这些应用中的关键部分。
二、基本原理低频功率信号发生电路的基本原理是通过合理的电路设计和元器件选择，将输入的信号放大并产生输出信号。
为了实现低频信号的放大，电路通常采用功率放大器的形式。
2.1 信号放大信号放大是低频功率信号发生电路的主要功能之一。
通过放大电路，可以将输入的微弱信号放大到足够的幅度，以满足后续电路或设备的要求。
2.2 输出驱动输出驱动是指将放大后的信号正确地传送到负载上。
输出驱动电路通常要求具备较大的输出功率、低失真和良好的电流驱动能力。
2.3 能源管理能源管理是低频功率信号发生电路中的重要方面。
通过合理的能源管理，可以有效地利用能源并提高电路的效率。
三、常用电路设计3.1 放大电路设计放大电路设计是低频功率信号发生电路中的关键环节。
常用的放大电路包括共射极放大电路、共集电极放大电路和共基极放大电路等。
不同的放大电路具有不同的特点和适用范围，需要根据具体应用进行选择。
3.2 输出驱动电路设计输出驱动电路设计主要解决如何将放大后的信号有效地传送到负载上。
常用的输出驱动电路包括电流驱动电路、阻抗匹配电路和负载补偿电路等。
3.3 能源管理能源管理是低频功率信号发生电路中的重要环节。
通过合理的能源管理设计，可以提高电路的效率并延长电池寿命。
常用的能源管理技术包括功率放大器级联设计、功率反馈设计和功耗优化设计等。
3.4 反馈电路设计反馈电路是低频功率信号发生电路中常用的技术之一。
通过反馈电路可以实现信号的放大稳定性和失真的控制。
常用的反馈电路有电压反馈电路、电流反馈电路和功率反馈电路等。
四、性能指标和优化4.1 增益增益是低频功率信号发生电路的重要性能指标之一。
增益表示电路输出信号相对于输入信号的放大倍数，常用单位为分贝（dB）。
低频函数信号发生器设计
低频函数信号发生器设计一、引言低频信号在电子工程中有着广泛的应用。
低频信号可以用于音频放大器、振荡电路、传感器等各种电子设备中。
而低频信号发生器则是产生低频信号的一种电子设备。
本文将介绍低频函数信号发生器的设计。
二、低频函数信号发生器的原理1.时钟电路：时钟电路是低频函数信号发生器中的一个重要组成部分。
时钟电路负责提供一个稳定的时钟信号，用于产生低频信号。
可以使用晶体振荡器或RC振荡器作为时钟电路的基础。
2.可调电压控制振荡器：可调电压控制振荡器是低频函数信号发生器中的核心组成部分。
它能够通过改变电压来控制输出频率。
根据不同的需要，可以设计不同的电压控制振荡器，如正弦波振荡器、方波振荡器等。
3.高精度电压参考电路：高精度电压参考电路是为了保证低频函数信号发生器的输出信号精度。
一般来说，高精度电压参考电路采用稳压二极管电路或者基准电压源电路。
4.滤波电路：滤波电路负责将振荡器输出的波形进行滤波，减少噪音和杂散信号。
常用的滤波电路有RC滤波电路、LC滤波电路等。
5.调幅电路：调幅电路可以用于调整低频信号的幅度，以满足不同应用的需求。
常见的调幅电路有放大器电路、差分电路等。
三、低频函数信号发生器的设计步骤1.确定输出信号的频率范围和精度要求。
根据不同的应用需求，确定低频函数信号发生器的频率范围和精度要求，以此确定时钟电路和可调电压控制振荡器的设计参数。
2.设计时钟电路。
根据频率范围和精度要求，设计稳定的时钟电路。
可以选择晶体振荡器或RC振荡器，根据具体情况进行电路设计。
3.设计可调电压控制振荡器。
根据频率范围和精度要求，设计可调电压控制振荡器。
可以采用不同的电压控制振荡器电路，如正弦波振荡器、方波振荡器等。
4.设计高精度电压参考电路。
根据设计要求，选择合适的高精度电压参考电路。
常见的稳压二极管电路和基准电压源电路可以用于高精度电压参考电路的设计。
5.设计滤波电路。
选择合适的滤波电路来滤除振荡器输出的噪音和杂散信号。
低频信号发生器电路图
低频信号发生器电路图
低频信号发生器电路图
低频信号发生器于测量放大电路的灵敏度、频率响应、频率补偿、音调控制，也于低频放大器的修理，是十分有用的测量仪器。
它还作数字钟的信号源。
根据
使用
，信号发生器输出八个固定的频率，开关任意选择，电压输出幅度分0~0.1V，0~1V两挡连续可调。
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电路原理如图。
集成电路CD4060是带有振荡器的十四级分频器。
晶体SJT产生30720Hz的微弱信号频率，与Cl及CD4060内部反相器构成晶体振荡。
Rl用以提供反馈回路，仅在晶体的基频上产生振荡，振荡中心频率为30720Hz。
微调电容Cl可使频率精确调谐在中心频率上。
SA置于CD4060的13脚。
30720Hz经CD4060九级(512次)分频后，由13脚输出高精度60Hz信号频率，经电容C3耦合到运放器741的2脚进行信号放大，然后从741的6脚输出。
调节电位器RP 时，XSl插口输出0~1V，XS2插口输出0~0.1V的低频信号。
其中，C2、C5为电源滤波电容。
C3、C6为741的输入、输出耦合电容。
R5、C4为高频补偿电路。
R2、R4构成分压衰减电路。
R6为反馈电阻用以提高电路的稳定度。
CD4060各脚的输出频率:3脚为2Hz，2脚为4Hz，13脚为60Hz，14脚为l20Hz，6脚为240Hz，4脚为480Hz，5脚为960Hz，7脚为l920Hz。
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低频函数信号发生器
一、设计内容：设计一个低频函数信号发生 器 二、性能与技术指标 1. 同时输出三种波形：方波、三角波、正弦 波 2. 频率范围：10Hz ～10kHz 3 3. 频率稳定度: f f0 10 日
这种电路在一定的频率范围内，具有良好的三 角波和方波信号。而正弦波信号的波形质量，与 函数转换电路的形式有关，这将在后面的单元电 路分析中详细介绍。
滞回比较器又称施密特触发器迟滞比较器。 这种比较器的特点是当输入信号ui逐渐增大或 逐渐减小时，它有两个阈值，且不相等，其 传输特性具有“滞回”曲线的形状。滞回比 较器也有反相输入和同相输入两种方式作三角波使用。使iC 恒定的办法有多种，其实质都是利用恒流源电 路取代图中的R，便可获得较为理想的三角波波 形。
总结
这一次的实验，应该说任务，的确是很难，因为函数信号 发生器这东西真的不是仅仅靠学生一个月左右就能完成的作品，
虽然任务艰巨，但是我们也学到了很多。对于电路，放大器还
有一些其他元件的工作原理都有了很深的理解。我们也自学了 很多软件，ad软件都是自己自学，大家都很努力也都很充实。
虽然最后没有什么实际的成果也没有做出实物，但是毕竟尽了
运算法的转换原理是，把展开成幂级数形
式：
x x x sin x x 3! 5! 7!
由上述关系容易看出，取幂级数的前几项 （根据转换精度的要求），可以通过对线性 （三角波）变化量x的运算来近似表示成 sinx， 但要求三角波的幅度<π/2。
3
5
7
因为我们并没有很准确的能够把所有元器件 都搞齐，所以我们只能把搞出一个大致的电 路板，并不能显示实物。这也是局限所 在。。。
通过之前的原理说明，我们大概知道
基于DDS的基本原理设计的低频信号发生器
基于DDS的基本原理设计的低频信号发生器低频信号发生器是一种能够产生低频电信号的设备，广泛应用于电子、通信、声学等领域的实验、测试和调试中。
在设计低频信号发生器时，基于DDS（Direct Digital Synthesis，直接数字合成）的原理，可以有效地生成稳定、精确的低频信号。
DDS基本原理：DDS是一种采用数字技术直接产生波形信号的技术，其基本原理是利用数字计算机和其它逻辑电路将高稳定度的时钟信号分频，通过DAC（数字模拟转换器）输出相应的模拟信号。
具体步骤如下：1.频率和相位累加器：DDS中的关键元件是频率和相位累加器。
频率累加器根据输入的控制字频率，以固定的速度递增或递减，并产生一个周期范围内的数字相位输出。
相位累加器则将相位信息输出给DAC。
2.正弦波表：DDS中会预先存储一个周期范围内的正弦波表。
相位输出经过插值之后，会得到一个数值，然后该数值通过正弦波表查表，得到该相位上的正弦波取样值。
3.插值滤波器：DDS通常采用插值滤波器对正弦波表输出进行低通滤波，以去除高频噪声成分。
1.选择合适的时钟源和DDS芯片：首先需要选择一个高稳定度的时钟源，如TCXO（温度补偿型晶体振荡器）。
然后选择合适的DDS芯片，如AD9850或AD9833，这些芯片已经有成熟的设计方案和丰富的技术资料。
2.建立控制电路：根据DDS芯片的规格书和应用电路设计指南，使用微控制器或PLC实现控制电路。
该电路应能够控制频率、相位和幅度等参数，并能与外部设备进行交互。
3.数字信号处理：在设计中，需要进行一系列的数字信号处理，包括频率累加器和相位累加器的递增或递减实现，正弦波表查表的插值运算，以及插值滤波器的设计和滤波处理等。
4.输出电路设计：输出电路应采用高精度DAC进行数字模拟转换，并根据设计要求进行滤波和放大等处理，以产生稳定、精确的低频信号。
5.整体系统测试与调试：完成设计后，需要对整个系统进行全面测试和调试，包括频率范围测试、频率精度测试、稳定度测试、波形畸变测试等。
低频信号发生器的工作原理
低频信号发生器的工作原理低频信号发生器是一种用于产生低频信号的设备，其工作原理主要基于振荡电路的原理。
振荡电路是一种能够产生连续变化的正弦波信号的电路，低频信号发生器就是利用振荡电路来产生低频信号的设备。
低频信号发生器的工作原理可以分为以下几个方面来解释：1. 振荡电路的概念在低频信号发生器中，振荡电路是其核心部件。
振荡电路是一种能够产生周期性变化的电压或电流的电路，其主要由一个放大元件（如三极管、场效应管等）、反馈网络和一个能量储存元件（如电感、电容）组成。
当电压或电流在振荡电路中被反馈并且增强时，能够产生连续变化的正弦波信号。
2. 负反馈原理低频信号发生器的振荡电路采用了负反馈原理。
负反馈是指将一部分输出信号反馈到输入端，以抑制电路中的非线性失真和稳定输出信号的变化。
在低频信号发生器中，通过正确设计反馈网络，能够使得振荡电路产生稳定、纯净的低频正弦波信号。
3. 控制元件低频信号发生器中的振荡电路通常会加入控制元件，如可变电阻、可变电容等。
这些控制元件能够通过调节电阻值或电容值来改变振荡电路的频率、幅度等参数，从而实现对低频信号的精确调节和控制。
4. 输出驱动电路除了振荡电路外，低频信号发生器还需要配备输出驱动电路。
输出驱动电路可以将振荡电路产生的低频信号放大并输出到外部设备，如示波器、扬声器、其他测量设备等。
输出驱动电路通常包括放大器、隔直电路等部分，以保证低频信号的准确输出。
低频信号发生器的工作原理主要是依托振荡电路的原理，并结合负反馈、控制元件和输出驱动电路等部分共同实现对低频信号的产生和输出。
这些原理的相互作用使得低频信号发生器能够产生稳定、精确的低频信号，广泛应用于各种仪器仪表、声音设备、通信设备等领域。
新型低频信号发生器的设计原理
科技论坛新型低频信号发生器的设计原理孔凡君（哈尔滨技师学院，150000）引言目前常用的信号发生器大部分由模拟电路构成，通过RC振荡电路产生信号源，输出波形种类固定单一。
当输出频率在几百到几千Hz 范围内，波形较好；但当它使用在低频时，输出波形不稳定，也不精确，应用范围十分有限。
现介绍一种用单片机构成的信号发生器，可自定义输出任意波形，产生的波形信号频率范围是0.001-800H z，输出的模拟信号电压范围为-10～10V。
输出信号的幅值具有一定的调节范围。
该信号发生器与传统的信号发生器相比有如下特点：超低频性能好，最低可达到0.01Hz，且在超低频时精度高，失真度小，性能稳定；采用数字波形合成技术，可输出自定义的任意波形，满足在不同场合的需求；电路结构简单，体积小，适合携带。
1工作原理信号发生器开始上电后，先自动进行复位清零，然后处于等待工作状态。
信号发生器工作原理如图1所示。
通过键盘设置的频率值和波形，输入单片机内，通过LED同步显示。
单片机按一定算法得到的任意波形的偏移码表存放在外部数据存储器(RAM)，通过直接数字波形合成技术，再由D/A转换电路滤波、功率放大后，输出所需信号波形。
调幅电路调整输出信号的幅值。
信号发生器复位后，停止输出信号，复位清零，然后再次进入等待工作状态[1]。
2任意波形产生原理系统采用数字波形合成技术产生任意波形，其基本原理是设法将任意波形的采样点的值依次通过数模转换器转换成模拟量输出。
具体原理如下:首先自定义一个周期波形函数，其值按等距采样N个点，然后进行离散化取值。
采样后，得到该波形一个周期内N点的波形数据，把它们按D/A位数进行取整转换，合成偏移码表存放在单片机数据存储器(RAM)中，根据波形时间参数值，依次取每个点的偏移码通过I/O输出给D/A转换器。
如此循环取值，便可以得到连续的波形信号。
2.1波形数据的算法系统对于简单波形，可以直接计算得到波形数据，以自定义一个正弦波为例，波形偏移码的计算公式为(1)式中:n的取值范围为；D(n)为偏移码，即正弦波单位周期内第n点对应的参数值。
低频信号发生器及其应用
第三章低频信号发生器及其应用凡是产生测试信号的仪器，统称为信号源，也称为信号发生器，它用于产生被测电路所需特定参数的电测试信号。
在测试、研究或调整电子电路及设备时，为测定电路的一些电参量，如测量频率响应、噪声系数，为电压表定度等，都要求提供符合所定技术条件的电信号，以模拟在实际工作中使用的待测设备的激励信号。
当要求进行系统的稳态特性测量时，需使用振幅、频率已知的正弦信号源。
当测试系统的瞬态特性时，又需使用前沿时间、脉冲宽度和重复周期已知的矩形脉冲源。
并且要求信号源输出信号的参数，如频率、波形、输出电压或功率等，能在一定范围内进行精确调整，有很好的稳定性，有输出指示。
信号源可以根据输出波形的不同，划分为正弦波信号发生器、矩形脉冲信号发生器、函数信号发生器和随机信号发生器等四大类。
正弦信号是使用最广泛的测试信号。
这是因为产生正弦信号的方法比较简单，而且用正弦信号测量比较方便。
正弦信号源又可以根据工作频率范围的不同划分为若干种。
一、低频信号发生器的工作原理低频信号发生器用来产生频率为20Hz～200kHz的正弦信号。
除具有电压输出外，有的还有功率输出。
所以用途十分广泛，可用于测试或检修各种电子仪器设备中的低频放大器的频率特性、增益、通频带，也可用作高频信号发生器的外调制信号源。
另外，在校准电子电压表时，它可提供交流信号电压。
（一）低频信号发生器的原理方框图低频信号发生器的原理方框图如图3-1所示。
包括主振级、主振输出调节电位器、电压放大器、输出衰减器、功率放大器、阻抗变换器（输出变压器）和指示电压表。
图3-1 低频信号发生器原理方框图主振级产生低频正弦振荡信号，经电压放大器放大，达到电压输出幅度的要求，经输出衰减器可直接输出电压，用主振输出调节电位器调节输出电压的大小。
电压输出端的负载能力很弱，只能供给电压，故为电压输出。
振荡信号再经功率放大器放大后，才能输出较大的功率。
阻抗变换器用来匹配不同的负载阻抗，以便获得最大的功率输出。
低频发生器的原理
低频发生器的原理
低频发生器是一种电子设备，它能够产生低频信号。
其工作原理主要涉及以下几个方面：
1. 振荡电路：低频发生器中的振荡电路是关键部分，它负责产生稳定的振荡信号。
常见的振荡电路包括RC振荡电路、LC 振荡电路和晶体振荡电路等。
振荡电路中的元件，如电容器和电感器，与电阻器相互结合，形成一个反馈回路。
在这个回路中，能量不断循环流动，从而产生频率稳定的振荡信号。
2. 频率控制：低频发生器通常需要能够调节输出信号的频率。
为了实现这一点，可以在振荡电路中引入一个可变元件，例如可变电容器或可变电感器。
通过改变这些元件的值，可以改变振荡电路的特性，从而调节输出信号的频率。
3. 放大电路：为了增大输出信号的幅度，低频发生器通常会使用放大电路。
放大电路可以将来自振荡电路的微弱信号放大到适合实际应用的水平。
常见的放大电路包括晶体管放大电路和运放放大电路等。
4. 滤波电路：为了滤除振荡电路中产生的高频噪声，低频发生器通常会在输出信号上使用滤波电路。
滤波电路可以通过选择合适的滤波元件，例如电容器和电感器，将高频成分滤除，使输出信号更加纯净。
综上所述，低频发生器通过振荡电路产生稳定的振荡信号，然
后经过放大、频率控制和滤波等处理，最终输出所需的低频信号。
低频函数信号发生器
滞回比较器又称施密特触发器迟滞比较器。
这种比较器的特点是当输入信号ui逐渐增大或 逐渐减小时，它有两个阈值，且不相等，其 传输特性具有“滞回”曲线的形状。滞回比 较器也有反相输入和同相输入两种方式。
线性度非常差，显然不能当作三角波使用。使iC
恒定的办法有多种，其实质都是利用恒流源电
路取代图中的R，便可获得较为理想的三角波波
2
R2 R3
VZ
由上可知，当R2/R3的比值调好后，三角波 的峰峰值已经确定，调节VΘ2的大小可使三角波 上下平移。
因此，当由于失调等原因引起三角波零 位偏移（上下不对称）时，可通过改变VΘ2的大 小进行调整。
函数转换是指：把某种函数关系转换成另 一种函数关系，能完成这种转换功能的电子电 路就称为函数转换电路。常用的函数转换电路， 如半波、全波整流电路，就是把正弦波形转换 成半波和全波波形的函数转换电路。本实验需 要讨论的是，把三角电压波形转换成正弦电压 波形的正弦函数转换电路。
3! 5! 7!
由上述关系容易看出，取幂级数的前几项 （根据转换精度的要求），可以通过对线性 （三角波）变化量x的运算来近似表示成 sinx， 但要求三角波的幅度<π/2。
因为我们并没有很准确的能够把所有元器件 都搞齐，所以我们只能把搞出一个大致的电 路板，并不能显示实物。这也是局限所 在。。。
通过之前的原理说明，我们大概知道 了波形的发生电路还有转换电路，所 以根据电路图我们用multisim进行了 仿真，并且运用ad（altium designer）进行了pcb板的制作
低频信号发生器原理
低频信号发生器的设计摘要:直接数字合成(DDS)是一种重要的频率合成技术,具有分辨率高、频率变换快优点,在雷达及通信等领域有着广泛的应用前景。
文中介绍了一种高性能DDS芯片AD9850的基本原理和工作特点,阐述了如何利用此芯片设计一种频率在0—50kHz内变化、相位正交的信号源,给出了AD9850芯片和MCS51单片机的硬件接口和软件流程。
关键词:直接数字频率合成信号源AD9850芯片概述:随着数字技术的飞速发展,高精度大动态范围数字/模拟(D,A)转换器的出现和广泛应用,用数字控制方法从一个标准参考频率源产生多个频率信号的技术,即直接数字合成(DDS)异军突起。
其主要优点有:(1)频率转换快:DDS频率转换时间短,一般在纳秒级;(2)分辨率高:大多数DDS可提供的频率分辨率在1 Hz 数量级,许多可达0.001 Hz;(3)频率合成范围宽;(4)相位噪声低,信号纯度高;(5)可控制相位:DDS 可方便地控制输出信号的相位,在频率变换时也能保持相位联系;(6)生成的正弦/余弦信号正交特性好等。
因此,利用DDS技术特别容易产生频率快速转换、分辨率高、相位可控的信号,这在电子测量、雷达系统、调频通信、电子对抗等领域具有十分广泛的应用前景。
1. 低频信号发生器的组成图2.7为低频信号发生器组成框图。
它主要包括主振器、电压放大器、输出衰减器、功率放大器、阻抗变换器和指示电压表等。
(1)主振器RC文氏桥式振荡器具有输出波形失真小、振幅稳定、频率调节方便和频率可调范围宽等特点,故被普遍应用于低频信号发生器主振器中。
主振器产生与低频信号发生器频率一致的低频正弦信号。
文氏桥式振荡器每个波段的频率覆盖系数(即最高频率与最低频率之比)为10,因此,要覆盖1Hz~1MHz的频率范围,至少需要五个波段。
为了在不分波段的情况下得到很宽的频率覆盖范围,有时采用差频式低频振荡器,图2.8为其组成框图。
假设f2=3.4MHz,f1可调范围为3.3997MHz~5.1MHz,则振荡器输出差频信号频率范围为300Hz (3.4MHz-3.3997MHz)~1.7MHz(5.1 MHz-3.4 MHz)。
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低频信号发生器的设计摘要：直接数字合成(DDS)是一种重要的频率合成技术，具有分辨率高、频率变换快优点，在雷达及通信等领域有着广泛的应用前景。
文中介绍了一种高性能DDS芯片AD9850的基本原理和工作特点，阐述了如何利用此芯片设计一种频率在0—50kHz内变化、相位正交的信号源，给出了AD9850芯片和MCS51单片机的硬件接口和软件流程。
关键词：直接数字频率合成信号源AD9850芯片概述：随着数字技术的飞速发展，高精度大动态范围数字／模拟(D，A)转换器的出现和广泛应用，用数字控制方法从一个标准参考频率源产生多个频率信号的技术，即直接数字合成(DDS)异军突起。
其主要优点有：(1)频率转换快：DDS频率转换时间短，一般在纳秒级；(2)分辨率高：大多数DDS可提供的频率分辨率在1 Hz 数量级，许多可达0．001 Hz；(3)频率合成范围宽；(4)相位噪声低，信号纯度高；(5)可控制相位：DDS可方便地控制输出信号的相位，在频率变换时也能保持相位联系；(6)生成的正弦／余弦信号正交特性好等。
因此，利用DDS技术特别容易产生频率快速转换、分辨率高、相位可控的信号，这在电子测量、雷达系统、调频通信、电子对抗等领域具有十分广泛的应用前景。
1. 低频信号发生器的组成图2.7为低频信号发生器组成框图。
它主要包括主振器、电压放大器、输出衰减器、功率放大器、阻抗变换器和指示电压表等。
（1）主振器RC文氏桥式振荡器具有输出波形失真小、振幅稳定、频率调节方便和频率可调范围宽等特点，故被普遍应用于低频信号发生器主振器中。
主振器产生与低频信号发生器频率一致的低频正弦信号。
文氏桥式振荡器每个波段的频率覆盖系数（即最高频率与最低频率之比）为10，因此，要覆盖1Hz～1MHz的频率范围，至少需要五个波段。
为了在不分波段的情况下得到很宽的频率覆盖范围，有时采用差频式低频振荡器，图2.8为其组成框图。
假设f2=3.4MHz，f1可调范围为3.3997MHz～5.1MHz，则振荡器输出差频信号频率范围为300Hz （3.4MHz-3.3997MHz）～1.7MHz（5.1 MHz-3.4 MHz）。
差频式振荡器的缺点是对两个振荡器的频率稳定性要求很高，两个振荡器应远离整流管、功率管等发热元件，彼此分开，并良好屏蔽。
（2）电压放大器电压放大器兼有缓冲与电压放大的作用。
缓冲是为了使后级电路不影响主振器的工作，一般采用射极跟随器或运放组成的电压跟随器。
放大是为了使信号发生器的输出电压达到预定技术指标。
为了使主振输出调节电位器的阻值变化不影响电压放大倍数，要求电压放大器的输入阻抗较高。
为了在调节输出衰减器时，不影响电压放大器，要求电压放大器的输出阻抗低，有一定的带负载能力。
为了适应信号发生器宽频带等的要求，电压放大器应具有宽的频带、小的谐波失真和稳定的工作性能。
（3）输出衰减器输出衰减器用于改变信号发生器的输出电压或功率，分为连续调节和步进调节。
连续调节由电位器实现，步进调节由步进衰减器实现。
图2.9为常用输出衰减器原理图，图中电位器RP为连续调节器（细调），电阻R1～R8与开关S构成步进衰减器，开关S为步进调节器（粗调）。
调节RP或变换开关S的挡（4）功率放大器及阻抗变换器功率放大器用来对衰减器输出的电压信号进行功率放大，使信号发生器达到额定功率输出。
为了能实现与不同负载匹配，功率放大器之后与阻抗变换器相接，这样可以得到失真小的波形和最大的功率输出。
阻抗变换器只有在要求功率输出时才使用，电压输出时只需衰减器。
阻抗变换器即匹配输出变压器，输出频率为5Hz～5kHz时使用低频匹配变压器，以减少低频损耗，输出频率为5kHz～1MHz时使用高频匹配变压器。
输出阻抗利用波段开关改变输出变压器次级圈数来改变。
2. 工作原理及结构函数信号发生器产生信号的方法有三种：一种是由施密特电路产生方波，然后经变换得到三角波和正弦波形；第二种是先产生正弦波再得到方波和三角波；第三种是先产生三角波再变换为方波和正弦波。
在此主要介绍第一种方法，即脉冲式函数信号发生器3. 低频信号发生器的主要工作特性目前，低频信号发生器的主要工作特性如下：①频率范围一般为20Hz～1MHz，且连续可调。
②频率准确度±（1～3）%。
③频率稳定度一般为（0.1～0.4）%/小时。
④输出电压0～10V连续可调。
⑤输出功率0.5～5W连续可调。
⑥非线性失真范围（0.1～1）%。
⑦输出阻抗50Ω、75Ω、150Ω、600Ω、5kΩ等几种。
⑧输出形式平衡输出与不平衡输出。
4. 低频信号发生器的使用低频信号发生器型号很多，但它们的使用方法基本类似（1）了解面板结构使用仪器之前，应结合面板文字符号及技术说明书对各开关旋钮的功能及使用方法进行耐心细致的分析了解，切忌盲目猜测。
信号发生器面板上有关部分通常按其功能分区布置，一般包括：波形选择开关、输出频率调谐部分（包括波段、粗调、微调等）、幅度调节旋钮（包括粗调、细调）、阻抗变换开关、指示电压表及其量程选择、电源开关及电源指示、输出接线柱等。
5. AD9850 芯片介绍AD9850是AD公司生产的最高时钟为125 MHz、采用先进的CMOS技术的直接频率合成器，主要由可编程DDS系统、高性能模数变换器(DAC)和高速比较器3部分构成，能实现全数字编程控制的频率合成，并具有时钟产生功能。
AD9850的DDS系统包括相位累加器和正弦查找表，其中相位累加器由一个加法器和一个32位相位寄存器组成，相位寄存器的输出与外部相位控制字(5位)相加后作为正弦查找表的地址。
正弦查找表实际上是一个相位／幅度转换表，它包含一个正弦波周期的数字幅度信息，每一个地址对应正弦波中0。
一360。
范围的一个相位点。
查找表把输入地址的相位信息映射成正弦波幅度信号，然后驱动10bit的DA变换器，输出2个互补的电流，其幅度可通过外接电阻进行调节。
AD9850还包括—个高速比较器，将DA变换器的输出经外部低通滤波器后接到此比较器上即可产生一个抖动很小的方波，这使得AD9850可以方便地用作时钟发生器。
AD9850包含40位频率／相位控制字，可通过并行或串行方式送人器件：并行方式指连续输入5次，每次同时输入8位(1个字节)；串行方式则是在—个管脚完成40位串行数据流的输入。
这40位控制字中有32位用于频率控制，5位用于相位控制，1位用于掉电(powerdown)控制，2位用于选择工作方式。
在并行输入方式下，通过8位总线D0一D7将外部控制字输入到寄存器，在W—CLK(字输入时钟)的上升沿装入第一个字节，并把指针指向下一个输入寄存器，连续5个W—CLK的上升沿读入5个字节数据到输入寄存器后，W—CLK 的边沿就不再起作用。
然后在rQ—UD(频率更新时钟)上升沿到来时将这40位数据从输入寄存器装入到频率／相位寄存器，这时DDS输出频率和相位更新一次，同时把地址指针复位到第一个输入寄存器以等待下一次的频率／相位控制字输入。
6 硬件设计要产生两路相位正交、频率可由外部控制的正弦信号，必须通过单片机编程来完成外部输入的频率数据(3个字节)与DDS38芯片(AD9850)内部频率相位控制字(5个字节)间的转换。
单片机8051与AD9850芯片的接口既可采用并行方式，也可采用串行方式，本设计采用的是8位并行接口方式。
由于需要产生VQ两路正弦信号，因此使用了2片AD9850芯片，这两路的频率相同，相位差90。
单片机8051的P1口(P1．0一P1．7脚)用作外部控制字输入，通过中断1和中断0读入外部频率数据，连续读3次，对应频率值的二进制数；单片机的P0口(P0．0一P0．7脚)用作频率／相位控制字输出，通过8位缓冲器74LS244作数据缓冲后加到2片AD9850芯片的8位控制字输入端(DO—D7脚)，同时产生相应的DDS时序控制信号(一路复位reset1、二路复位reset2、一路字输入时钟W1、二路字输入时钟W2、一路频率更新时钟FU1、二路频率更新时钟FU2)加到AD9850芯片的对应管脚。
AD9850的外部参考时钟信号(dk4Om)频率为40 MHz，由晶体振荡器产生。
单片机8051的复位信号(reset)、中断0和中断1控制信号(intO、int1)由外部控制系统给出，从而实现两路相位正交、频率可控的正弦信号。
该DDS信号源的硬件接口电路如图1所图1 DDS信号源硬件接口电路7. 软件控制此程序的功能就是要将外部输入的频率数据按照一定协议和算法变换成DDS芯片(AD9850)所能接受的格式，并送出相应的频率相位控制信号，从而使AD9850能产生两路相位正交、频率可控的正弦信号。
下面给出程序设计输入、输出、变换算法。
(1) 输入数据同步：上升沿时读人1个字节的频率数据，作为intl中断输入；数据写入：上升沿时频率更新1次，作为intO中断输入；8位数据：输入的频率字节。
分3次输入，如图2所示。
(2)输出单片机控制程序将产生下述输出信号加到DDS芯片(AD9850)的对应脚：reset1：一路DDS复位(一路AD9850第22脚)；reset7．：二路DDS复位(-路AD9850第22脚)；w1：一路数据同步(一路AD9850第7脚)；w2：二路数据同步(二路AD9850第7脚)；ful：一路数据写入(一路AD9850第8脚)；fu2：二路数据写入(二路AD9850第8脚)；P0口(P0．0一P0．7)：8位频率／相位数据输出(AD9850的DO—D7脚)。
(3)算法：程序中单片机输入频率数据F(3个字节)与输出频率数据△P(4个字节)间的变换算法见式(2)其中CLKIN为外部参考时钟(40 M Hz)。
(4)程序流程：整个程序由主程序、中断0子程序、中断1子程序三部分构成。
流程图略。
8 结论对设计的信号源在不同频率下的输出波形进行了测试，结果完全能达到所要求的性能指标。
而且AD9850工作可靠，对参考时钟波形要求不高，输出信号稳定且信噪比高，是一种性价比很高的芯片，正广泛应用于电子测量、跳频通信、雷达系统等领域。
9 致谢通过对低频信号发生器的设计，我深刻认识到了“理论联系实际”的这句话的重要性与真实性。
而且通过对此课程的设计，我不但知道了以前不知道的理论知识，而且也巩固了以前知道的知识。
最重要的是在实践中理解了书本上的知识，明白了学以致用的真谛。
也明白老师为什么要求我们做好这个课程设计的原因。
他是为了教会我们如何运用所学的知识去解决实际的问题，提高我们的动手能力。
在整个设计到电路的焊接以及调试过程中，我个人感觉调试部分是最难的，因为你理论计算的值在实际当中并不一定是最佳参数，我们必须通过观察效果来改变参数的数值以期达到最好。
而参数的调试是一个经验的积累过程，没有经验是不可能在短时间内将其完成的，而这个可能也是老师要求我们加以提高的一个重要方面吧参考文献：【1】高卫东．等．AD9850 DDS芯片信号源的研制【J】．实验室研究与探索，2000，(5)．【2】石雄．等．DDS芯片AD9850的工作原理及其与单片机的接口【J】．国外电子元器件，2001。