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基于MAX038的数字函数信号发生器设计

基于MAX038的数字函数信号发生器设计
基于MAX038的数字函数信号发生器设计

数字信号发生器课程设计

数字信号发生器的设计 摘要 信号发生器也叫做振荡器或是信号源,在现在的科技生产实践中有着广泛而重要的应用。现在的特殊波形发生器在价格上不够经济,有些昂贵。而基于AT89C51单片机的函数信号发生器可以满足此要求。根据傅里叶变换,各种波形均可以用三角函数的相关式子表示出来。函数信号发生器能够产生多种波形,如三角波、锯齿波、矩形波、方波和正弦波。 本文通过在单片机的外围加上键盘,控制波形的种类和输出频率的大小,加上LED 显示出相应信息。单片机输出为数字信号,于是在输出端用DAC0832进行D/A转换,再通过两级运放对波形进行调整。最终在示波器上显示出来。 关键词:信号发生器, AT89C51,D/A转换,波形调整

目录 1 绪论 (1) 1.1 课题研究背景 (1) 1.2波形介绍 (1) 2系统设计 (3) 2.1方案选择 (3) 2.2框图设计 (3) 2.3单片机模块 (4) 2.4按键控制与显示电路设计 (6) 2.5 D/A转换电路 (7) 2.6 显示电路 (9) 2.7 放大电路设计 (12) 2.8整体的电路原理图 (13) 2.9元件清单 (13) 3软件设计 (15) 3.1程序流程图 (15) 3.2程序代码 (15) 4系统仿真及调试 (18) 4.1系统仿真图 (18) 4.2系统调试 (19) 总结 (21) 致谢 (22) 参考文献 (23)

1绪论 1.1课题研究背景 随着经济与科技不断发展,相应的测试仪器与手段也有了许多改善与提高,但是对之要求也不断提高。波形发生器的信号已知,使用者然后根据具体的要求,将其作为激励源,测得感兴趣的参数。信号源仿真各种测试信号,给待测电路,从而满足现实需求。信号发生器在仿真实验占有重要地位,对于测试仪器来说也同样不可缺少。因此对相关信号发生器的研究开发有着一定的意义。 传统的信号发生器电路复杂,控制灵活度不够,成本也相对较高。虽然我国所研制的波形发生器在一定程度上已有了一些成果,但与国外技术确实还存在一定差距,因此很有必要提高相关方面的研究。 利用单片机的控制灵活性,外设处理能力强等特点,实现频率与幅度可调的多种波形,这就克服了传统的缺点,具有良好的实用性。同时根据程序的易控制性,可以容易实现各种较复杂的调频调幅功能。 1.2波形介绍 正弦波,正弦信号可用如下形式表示 f (t)=A sin(ωt+θ) (1) 其中,A 为振幅,ω是角频率,θ为初相位。正弦函数为一周期信号如下图1所示: 图1正弦波 ·方波 方波函数是我们常用且所熟知的简单波形函数,做脉冲等,其表示形式如下:

(数字信号发生器+电子琴)实验报告

实验一数字信号发生器和电子琴制作 一、实验目的 1.熟悉matlab的软件环境,掌握信号处理的方法,能在matlab的环境下完成对 信号的基本处理; 2.学会使用matlab的GUI控件编辑图形用户界面; 3.了解matlab中一些常用函数的使用及常用运算符,并能使用函数完成基本的 信号处理; 二、实验仪器 计算机一台,matlab R2009b软件。 三、实验原理 1.数字信号发生器 MATLAB是矩阵实验室(Matrix Laboratory)的简称,用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境,主要包括MATLAB 和Simulink两大部分。 已知的常用正弦波、方波及三角波,可以通过matlab自带的函数实现,通过改变函数的幅值、相位和频率可以得到不同的信号。 正弦信号:y=A*sin(2*pi*f*t); 方波信号:y=A*square(2*f*pi*x+c); 三角波信号:y=A*sawtooth(2*pi*f*x+c); 2. 电子琴 电子琴的每个音阶均对应一个特定频率的信号,通过调用数字信号发生器产生一系列指定的频率的声音,从而达到虚拟的电子琴的功能。界面中包含1、2、…、7共 7 个琴键,鼠标按下时即发声,松开时发声停止。同时能够产生正弦波、方波、三角波等常见的波形的数字信号,然后将数字信号写入声卡的缓冲区,最后由声卡播放出相应的声音。 已知音乐的七个音阶的主频率分别是131Hz、147Hz、165Hz、175Hz、196Hz、220Hz和247Hz,分别构造正弦波、方波和三角波,可以组成简单的电子琴。

四、实验内容 1.数字信号发生器的制作 (1)搭建GUI界面 图形用户界面(Graphical User Interface,简称GUI,又称图形用户接口)是指采用图形方式显示的计算机操作用户界面。与早期计算机使用的命令行界面相比,图形界面对于用户来说在视觉上更易于接受。 Matlab环境下的图形用户界面(GUI)是由窗口、光标、按键、菜单、文字说明等对象(Objects)构成的一个用户界面。用户通过一定的方法(如鼠标或键盘)选择、激活这些图形对象,使计算机产生某种动作或变化,比如实现计算、绘图等。MATLAB的用户,在指令窗中运行demo 打开那图形界面后,只要用鼠标进行选择和点击,就可产生丰富的内容。 利用GUI控件中自带的按钮,根据需要组成如下图1所示的数字信号发生器的Gui界面。 图1 数字信号发生器的GUI界面

函数信号发生器设计方案

函数信号发生器的设 计与制作 目录 一.设计任务概述 二.方案论证与比较 三.系统工作原理与分析 四.函数信号发生器各组成部分的工作原理 五.元器件清单 六.总结 七.参考文献

函数信号发生器的设计与制 一.设计任务概述 (1)该发生器能自动产生正弦波、三角波、方波。 (2)函数发生器以集成运放和晶体管为核心进行设计 (3)指标: 输出波形:正弦波、三角波、方波 频率范围:1Hz~10Hz,10Hz~100Hz 输出电压:方波VP-P≤24V,三角波VP-P=8V,正弦波VP-P>1V; 二、方案论证与比较 2.1·系统功能分析 本设计的核心问题是信号的控制问题,其中包括信号频率、信号种类以及信号强度的控制。在设计的过程中,我们综合考虑了以下三种实现方案: 2.2·方案论证 方案一∶采用传统的直接频率合成器。这种方法能实现快速频率变换,具有低相位噪声以及所有方法中最高的工作频率。但由于采用大量的倍频、分频、混频和滤波环节,导致直接频率合成器的结构复杂、体积庞大、成本高,而且容易产生过多的杂散分量,难以达到较高的频谱纯度。 方案二∶采用锁相环式频率合成器。利用锁相环,将压控振荡器(VCO)的输出频率锁定在所需要频率上。这种频率合成器具有很好的窄带跟踪特性,可以很好地选择所需要频率信号,抑制杂散分量,并且避免了量的滤波器,有利于集成化和小型化。但由于锁相环本身是一个惰性环节,锁定时间较长,故频率转换时间较长。而且,由模拟方法合成的正弦波的参数,如幅度、频率相信都很难控制。 方案三:采用8038单片压控函数发生器,8038可同时产生正弦波、方波和三角波。改变8038的调制电压,可以实现数控调节,其振荡范围为0.001Hz~300K 方案四:采用分立元件设计出能够产生3种常用实验波形的信号发生器,并确定了各元件的参数,通过调整和模拟输出,该电路可产生频率低于1-10Hz的3种信号输出,具有原理简单、结构清晰、费用低廉的优点。该电路已经用于实际电路的实验操作。 三、系统工作原理与分析 采用由集成运算放大器与场效应管共同组成的方波—三角波—正弦波函数发生器的设计方法,先通过比较器产生方波,再通过积分器产生三角波,最后通过场效应管正弦波转换电路形成正弦波,波形转换原理图如下:

基于MATLAB的数字信号发生器报告

基于MATLAB的数字信号发生器设计报告 摘要:数字信号发生器是基于软硬件实现的一种波形发生仪器。在工工程实践中需要检测和分析的各种复杂信号均可分解成各简单信号之和,而这些简单信号皆可由数字信号发生器模拟产生,因此它在工程分析和实验教学有着广泛的应用。MATLAB是一个数据分析和处理功能十分强大的工程实用软件,他的数据采集工具箱为实现数据的输入和输出提供了十分方便的函数和命令,在数字信号处理方面方便实用。本文介绍了使用MATLAB建立一个简单数字信号发生器的基本流程,并详细叙述了简单波形(正弦波、方波、三角波、锯齿波、白噪声)信号的具体实现方法。 关键字:MATLAB ,数字信号发生器 1概述 随着计算机软硬件技术的发展,越来越多现实物品的功能能够由计算机实现。信号发生器原本是模拟电子技术发展的产物,到后来的数字信号发生器也是通过硬件实现的,本文将给出通过计算机软件实现的数字信号发生器。 信号发生器是一种常用的信号源,广泛应用于电子技术实验、自控系统和科学研究等领域。传统的台式仪器如任意函数发生器等加工工艺复杂、价格高、仪器面板单调、数据存储、处理不方便。以Matlab

和LabVlEW 为代表的软件的出现,轻松地用虚拟仪器技术解决了这些问题。 Matlab 是一个数据分析和处理功能十分强大的工程实用软件,他的数据采集工具箱(data acquisition toolbox )为实现数据的输入和输出提供了十分方便的函数和命令,利用这些函数和命令可以很容易地实现对外部物理世界的信号输出和输入。根据声卡输出信号的原理,采用Matlab 软件编程,可以方便地输出所需要的正弦波、三角波、方波等多种信号,有效地实现信号发生器的基本功能。 2 设计原理 要设计的数字信号有正弦信号、方波信号、三角波、锯齿波、白噪声、脉冲信号。其中,前五种波形都可以利用MATLAB 提供的函数实现,并根据输入的幅值、相位、频率等信息进行调整。脉冲信号由自己编写程序实现,并以定义的时间节点控制脉冲出现的时刻。 2.1 正弦信号的实现 正弦波信号的数学表达式如2.1, ()sin 2y A ft πφ=+ 2.1 其中:A 为幅值; f 为频率; φ为相位。 在MATLAB 中,相应的数字信号可以由下式2.2计算,

四位数字显示函数信号发生器的设计和制作

《综合电子技术》 课程设计指导书 四位数字显示函数信号发生器 的设计和制作 汤栋王尧编 三江大学 电气工程与自动化学院 二OO七年十二月

、设计目的

在《模拟电子技术》和《数字电子技术》课程学习和实验的基础上 ,通过《综合 电子技术》课程设计,使学生在电子技术基础知识和设计、调试能力方面达到以下要 求: 1. 进一步加深理解电子线路基本功能单元的工作原理及其电路设计、参数选择方 法; 2. 学会绘制电路原理图、接线图,学会正确安装、调试并排除常见故障; 3. 熟悉示波器、信号发生器、稳压电源及晶体管毫伏表的正确使用,重点要求学会 使用示波器观测信号波形、幅值。 二、 设计任务 设计一个能输出正弦波、锯齿波、矩形波等信号频率,并能数字显示(四位)频率的 多波形函数发生器。 三、 技术指标 该波形发生器的主要技术指标如下: 1. 可输出正弦波、锯齿波(含三角波)、矩形波(含方波)等波形; 2. 输出信号频率范围:1HZ~9999H 并能四位数码显示。 四、 系统框图和各功能单元介绍及要求 1. 系统框图:本设计为一具有四位数字显示频率的函数发生器,其系统框图如下: 图一系统框图 2. 各单元电路及要求: 1) 电源部分 设计一组土 1.2V ?土 20V 可调直流稳压电源 2) 信号源部分 正弦波信号源: 叵洼稳压电煩 士 I2V 正弦信号濒 T 柜形渡墙号腫T *输出,正弦疲 f\f\

输出正弦电压频率f o=1KHZ f o=1OKHZ M档; 输出正弦电压V O(有效值)0.5V?5V可调;输出直流偏移电压范围:O?± 3V; 矩形波信号源 输出矩形波电压频率:1KHZ、10KHZ两档;输出矩形波电压幅值: ± 5V;输出矩形波电压直流偏移电压范围: 0 ?± 3V; 锯齿波信号源 锯齿波频率:1KHZ、10KHZ两档;锯齿波电压幅值:± 4V;可输出正反向锯齿波及三角波; 3)秒信号源:产生周期为一秒的方波信号,作为测控时基信号。 4)控制单位:产生一系列顺序脉冲,用作计数,保持,显示和复位控制,使频率计按时序 正常工作。 5)偏移放大、整形电路:将输入正弦波、三角波等被测信号变换为方波脉冲序列,以便测 量其频率。 6)计数闸门:用于产生一秒钟内的被测信号脉冲个数,便于后面电路计数显示。 7)计数、译码、驱动和显示电路:在控制电路产生的顺序脉冲控制下,周期性地计数和显 示被测信号频率。 3. 选做部分 1 )频率显示时间延长; 2)加秒信号输出功能; 3)溢出指示。 五、设计要求 1.选择各部分电路结构,按上列指示要求,设计计算有关电路各参数,并最终选出元器件;2.画出各部分电路原理图及接线图,列出各电路元器件的明细表。(注意电路图中各元器件统一编号); 3.在原理图上标明各级电路预期的输出波形及测量值,并在接线图上选定测试点; 六、调试要求 1.列出各部分电路调试过程并自拟数据表格和所需测试的有关波形,做详细记录。 2.记录调试过程中出现的故障,经过分析并提出解决的办法。

基于DDS的数字移相信号发生器

EDA课程设计 课题名称_ 基于DDS的数字移相信号发生器 专业_ 电子信息工程____ _ _ 班级_____ _________ __ __ 学号_ 姓名_ __ __ 成绩_____ ____________ _ 指导教师___ _ ___ ___ 2014年 5 月7日

一、课程设计目的 (3) 二、设计任务 (3) 三、工作原理及模块分析 (3) 1、频率预置与调节电路 (4) 2、累加器 (4) 3、波形存储器 (4) 4、D/A转换器 (5) 四、相关程序 (5) 1、加法器 (5) (1)ADD10 (5) (2)ADD32 (7) 2、寄存器 (8) (1)REG10B (8) (2)REG32B (10) 3、ROM (11) 4、主程序 (13) 五、仿真结果: (16) 六、引脚配置和下载 (17) 七、实验心得 (18)

一、课程设计目的 1、进一步熟悉Quartus Ⅱ的软件使用方法; 2、熟悉利用VHDL设计数字系统并学习LPM_ADD_SUB、LPM ROM、LPM_FF 的使用方法; 3、学习FPGA硬件资源的使用和控制方法; 4、掌握DDS基本原理,学习利用此原理进行信号发生器的设计 二、设计任务 完成10位输出数据宽度的频率可调的移相正弦信号发生器,通过按键调节频率和初始相位,实现相位和频率可调的正弦信号发生器 三、工作原理及模块分析 直接数字频率合成器(DDS)是通信系统中常用到的部件,利用DDS可以制成很有用的信号源。与模拟式的频率锁相环PLL相比,它有许多优点,突出为(1)频率的切换迅速;(2)频率稳定度高。 一个直接数字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。DDS的原理框图如下所示: 频率预置与调节电路 累加器 累加器波形存储器 波形存储器D/A转换器 D/A转换器低通滤波器 低通滤波器K N位 N位 fc S(n) D位 S(t) 图1直接数字频率合成器原理图 其中K为频率控制字,fc为时钟频率,N为相位累加器的字长,D为ROM 数据位及D/A转换器的字长。相位累加器在时钟fc的控制下以步长K作为累加,输出N位二进制码作为波形ROM的地址,对波形ROM进行寻址,波形ROM输出的幅码S(n)经D/A转换器变成梯形波S(t),再经低通滤波器平滑后就可以得到合成的信号波形了。合成的信号波形形状取决于波形ROM中存放的幅码,因此用DDS可以产生任意波形。本设计中直接利用D/A转换器得到输出波形,省略了低通滤波器这一环节。

函数信号发生器的设计与制作

函数信号发生器的设计、和装配实习 一.设计制作要求: 掌握方波一三角波一正弦波函数发生器的设计方法和测试技术。学会由分立器件和集成电路组成的多级电子电路小系统的布线方法。掌握安装、焊接和调试电路的技能。掌握在装配过程中可能发生的故障进行维修的基本方法。 二.方波一三角波一正弦波函数发生器设计要求 函数发生器能自动产生正弦波、三角波、方波及锯齿波、阶梯波等电压波形。其电路中使用的器件可以是分立器件,也可以是集成电路(如单片集成电路函数发生器ICL8038)。本次电子工艺实习,主要介绍由集成运算放大器和晶体管差分放大器组成的方波一三角波一正弦波函数信号发生器的设计和制作方法。 产生正弦波、方波、三角波的方案有多 种: 1:如先产生正弦波,然后通过整 形电路将正弦波变换成方波,再由积分 电路将方波变成三角波。 2:先产生三角波一方波,再将三 角波变成正弦波或将方波变成正弦波。 3 3:本次电路设计,则采用的图1函数发生器组成框图 是先产生方波一三角波,再将三角波变换成正弦波的电路设计方法。此钟方法的电路组成框图。如图1所示:可见,它主要由:电压比较器、积分器和差分放大器等三部分构成。 为了使大家能较快地进入设计和制做状态,节省时间,在此,重新复习电压比较器、积分器和差分放大器的基本构成和工作原理: ,并判所谓比较器,是一种用来比较输入信号v1和参考电压V REF 断出其中哪个大,在输出端显示出比较结果的电路。 在《电子技术基础》一书的9.4—非正弦波信号产生电路的9.4.1中,专门讲述了: A:单门限电压比较器、B:过零比较器 C:迟滞比较器的电路结构和工作原理。 一、单门限电压比较器 所谓单门限电压比较器,是指比较器的输入端只有一个门限电压。

函数信号发生器使用说明(超级详细)

函数信号发生器使用说明 1-1 SG1651A函数信号发生器使用说明 一、概述 本仪器是一台具有高度稳定性、多功能等特点的函数信号发生器。能直接产生正弦波、三角波、方波、斜波、脉冲波,波形对称可调并具有反向输出,直流电平可连续调节。TTL可与主信号做同步输出。还具有VCF输入控制功能。频率计可做内部频率显示,也可外测1Hz~的信号频率,电压用LED显示。 二、使用说明 面板标志说明及功能见表1和图1 图1 表1 序 面板标志名称作用号 1电源电源开关按下开关,电源接通,电源指示灯亮 2 1、输出波形选择 波形波形选择 2、与1 3、19配合使用可得到正负相锯齿波和脉

DC1641数字函数信号发生器使用说明 一、概述 DC1641使用LCD显示、微处理器(CPU)控制的函数信号发生器,是一种小型的、由集成电路、单片机与半导体管构成的便携式通用函数信号发生器,其函数信号有正弦波、三角波、方波、锯齿波、脉冲五种不同的波形。信号频率可调范围从~2MHz,分七个档级,频率段、频率值、波形选择均由LCD显示。信号的最大幅度可达20Vp-p。脉冲的占空比系数由10%~90%连续可调,五种信号均可加±10V的直流偏置电压。并具有TTL电平的同步信号输出,脉冲信号反向及输出幅度衰减等多种功能。除此以外,能外接计数输入,作频率计数器使用,其频率范围从10Hz~10MHz(50、100MHz[根据用户需要])。计数频率等功能信息均由LCD显示,发光二极管指示计数闸门、占空比、直流偏置、电源。读数直观、方便、准确。 二、技术要求 函数发生器 产生正弦波、三角波、方波、锯齿波和脉冲波。 2.1.1函数信号频率范围和精度 a、频率范围 由~2MHz分七个频率档级LCD显示,各档级之间有很宽的覆盖度, 如下所示: 频率档级频率范围(Hz) 1 ~2 10 1~20 100 10~200

(完整版)数字信号发生器的电路设计_(毕业课程设计)

1 引言 信号发生器又称信号源或者振荡器,它是根据用户对其波形的命令来产生信号的电子仪器,在生产实践和科技领域有着广泛的应用。信号发生器采用数字波形合成技术,通过硬件电路和软件程序相结合,可输出自定义波形,如正弦波、方波、三角波、三角波、梯形波及其他任意波形,波形的频率和幅度在一定范围内可任意改变。信号源主要给被测电路提供所需要的已知信号(各种波形),然后用其他仪表测量感兴趣的参数。信号发生器在通信、广播、电视系统,在工业、农业、生物医学领域内,在实验室和设备检测中具有十分广泛的用途。 信号发生器是一种悠久的测量仪器,早在20年代电子设备刚出现时它就产生了。随着通信和雷达技术的发展,40年代出现了主要用于测试各种接收机的标准信号发生器,使信号发生器从定性分析的测试仪器发展成定量分析的测量仪器。自60年代以来信号发生器有了迅速的发展,出现了函数发生器,这个时期的信号发生器多采用模拟电子技术,由分立元件或模拟集成电路构成,其电路结构复杂,且仅能产生正弦波、方波、锯齿波和三角波等几种简单波形。到70年代处理器出现以后,利用微处理器、模数转换器和数模转换器,硬件和软件使信号发生器的功能扩大,产生比较复杂的波形。这时期的信号发生器多以软件为主,实质是采用微处理器对DAC的程序控制,就可以得到各种简单的波形。随着现代电子、计算机和信号处理等技术的发展,极大地促进了数字化技术在电子测量仪器中的应用,使原有的模拟信号处理逐步被数字信号处理所代替,从而扩充了仪器信号的处理能力,提高了信号测量的准确度、精度和变换速度,克服了模拟信号处理的诸多缺点,数字信号发生器随之发展起来。

信号发生器作为电子领域不可缺少的测量工具,它必然将向更高性能,更高精确度,更高智能化方向发展,就象现在在数字化信号发生器的崛起一样。但作为一种仪器,我们必然要考虑其所用领域,也就是说要因地制宜,综合考虑性价比,用低成本制作的集成芯片信号发生器短期内还不会被完全取代,还会比较广泛的用于理论实验以及精确度要求不是太高的实验。因此完整的函数信号发生器的设计具有非常重要的实践意义和广阔的应用前景。 2 数字信号发生器的系统总述 2.1 系统简介 信号发生器广泛应用于电子工程、通信工程、自动控制、遥测控制、测量仪器、仪表和计算机等技术领域。 本设计以AT89C52[1]单片机为核心设计了一个低频函数信号发生器。信号发生器采用数字波形合成技术,通过硬件电路和软件程序相结合,可输出自定义波形,如正弦波、方波、三角波、三角波、梯形波及其他任意波形,波形的频率和幅度在一定范围内可任意改变。波形和频率的改变通过软件控制,幅度的改变通过硬件实现。介绍了波形的生成原理、硬件电路和软件部分的设计原理。本系统主要包括CPU模块、显示模块、键盘输入模块、数模转换模块、波形输出模块。系统电路原理图见附录A,PCB (印制电路板)图见附录B。其中CPU模块负责控制信号的产生、变化及频率的改变;模数转换模块采用DAC0832实现不同波形的输出;显示模块采用1602液晶显示,实现波型和频率显示;键盘输入模块实

信号发生器概述

信号发生器概述 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。 信号源是根据用户对其波形的命令来产生信号的电子仪器。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。 信号源的分类和作用 信号源有很多种分类方法,其中一种方法可分为混和信号源和逻辑信号源两种。其中混和信号源主要输出模拟波形;逻辑信号源输出数字码形。混和信号源又可分为函数信号发生器和任意波形/函数发生器,其中函数信号发生器输出标准波形,如正弦波、方波等,任意波/函数发生器输出用户自定义的任意波形;逻辑信号发生器又可分为脉冲信号发生器和码型发生器,其中脉冲信号发生器驱动较小个数的的方波或脉冲波输出,码型发生器生成许多通道的数字码型。如泰克生产的AFG3000系列就包括函数信号发生器、任意波形/函数信号发生器、脉冲信号发生器的功能。 另外,信号源还可以按照输出信号的类型分类,如射频信号发生器、扫描信号发生器、频率合成器、噪声信号发生器、脉冲信号发生器等等。信号源也可以按照使用频段分类,不同频段的信号源对应不同应用领域。 下面我们将对函数信号发生器和任意波形/函数发生器做简要介绍: 1、函数信号发生器 函数发生器是使用最广的通用信号源,提供正弦波、锯齿波、方波、脉冲波等波形,有的还同时具有调制和扫描功能。 函数波形发生器在设计上分为模拟式和数字合成式。众所周知,数字合成式函数信号源(DDS)无论就频率、幅度乃至信号的信噪比(S/N)均优于模拟式,其锁相环(PLL)的设计让输出信号不仅是频率精准,而且相位抖动(phaseJitter)及频率漂移均能达到相当稳定的状态,但数字式信号源中,数字电路与模拟电路之间的干扰始终难以有效克服,也造成在小信号的输出上不如模拟式的函数信号发生器,如今市场上的大部分函数信号发生器均为DDS信号源。 2、任意波形发生器 任意波形发生器,是一种特殊的信号源,不仅具有一般信号源波形生成能力,而且可以仿真实际电路测试中需要的任意波形。在我们实际的电路的运行中,由于各种干扰和响应的存在,实际电路往往存在各种缺陷信号和瞬变信号,如果在设计之初没有考虑这些情况,有的将会产生灾难性后果。任意波发生器可以帮您完成实验,仿真实际电路,对您的设计进行全面的测试。 由于任意波形发生往往依赖计算机通讯输出波形数据。在计算机传输中,通过专用的波

函数信号发生器设计报告

函数信号发生器设计报告 目录 一、设计要求 .......................................................................................... - 2 - 二、设计的作用、目的 .......................................................................... - 2 - 三、性能指标 .......................................................................................... - 2 - 四、设计方案的选择及论证 .................................................................. - 3 - 五、函数发生器的具体方案 .................................................................. - 4 - 1. 总的原理框图及总方案 ................................................................. - 4 - 2.各组成部分的工作原理 ................................................................... - 5 - 2.1 方波发生电路 .......................................................................... - 5 - 2.2三角波发生电路 .................................................................... - 6 - 2.3正弦波发生电路 .................................................................. - 7 - 2.4方波---三角波转换电路的工作原理 ................................ - 10 - 2.5三角波—正弦波转换电路工作原理 .................................. - 13 - 3. 总电路图 ....................................................................................... - 15 - 六、实验结果分析 ................................................................................ - 16 - 七、实验总结 ........................................................................................ - 17 - 八、参考资料 ........................................................................................ - 18 - 九、附录:元器件列表 ........................................................................ - 19 -

函数信号发生器

函数信号发生器 函数信号发生器 作者:华伟锋卞蕊樊旭超 2013-8-8

函数信号发生器 摘要 直接数字频率合成(DDS)是一种重要的频率合成技术,具有分辨率高、频率变换快等优点,在雷达及通信等领域有着广泛的应用前景。本文介绍了DDS(直接数字频率合成)的基本原理和工作特点,提出以DDS芯片AD9850芯片为核心利用MSP430F5438单片机控制,辅以必要的外围电路,构成一个输出波形稳定、精度较高的信号发生器。该信号发生器主要能产生标准的正弦波、方波与三角波(锯齿波),波形可手动切换,频率步进可调,软件系统采用菜单形式进行操作,LCD液晶显示可实时显示输出信号的类型、幅度、频率和频率步进值,操作方便明了,还增加了很多功能。 关键词:AD9850;信号发生器;MSP430F149单片机;DDS;LCD液晶; Abstact:Direct Digital Synthesis (DDS) is an important frequency synthesizer technology, with high resolution, fast frequency conversion, etc., in radar and communications and other fields have a wide range of applications. This article describes the DDS (direct digital frequency synthesis) of the basic principles and work, we proposed to DDS chip AD9850 chip as the core using MSP430F5438 MCU control, supplemented by the necessary peripheral circuits to form a stable output waveform, high precision signal generator . The signal generator can generate standard primary sine wave, square wave and triangular wave (sawtooth), the waveform can be manually switched, frequency step adjustable software system used to operate the menu form, LCD liquid crystal display can be real-time display of the output signal type , amplitude, frequency and frequency step value, easy to understand, but also adds a lot of functionality. Key words:AD9850; signal generator; MSP430F5438MCU; DDS; LCD liquid crystal;

简易信号发生器的设计实现

EDA课程设计简易信号发生器的设计实现 小组成员:XXXXXX XXXXX 专业:XXXXX 学院:机电与信息工程学院指导老师:XXXXXX 完成日期:XX年XX月XX日

目录 引言 (3) 一、课程设计内容及要求 (3) 1、设计内容 (3) 2、设计要求 (3) 二、设计方案及原理 (3) 1、设计原理 (3) 2、设计方案 (4) (1)设计思想 (4) (2)设计方案 (4) 3、系统设计 (5) (1)正弦波产生模块 (5) (2)三角波产生模块 (6) (3)锯齿波产生模块 (6) (4)方波产生模块 (6) (5)波形选择模块 (6) (6)频率控制模块 (6) (7)幅度控制模块 (6) (8)顶层设计模块 (7) 三、仿真结果分析 (7) 波形仿真结果 (7) 1、正弦波仿真结果 (7) 2、三角波仿真结果 (8) 3、锯齿波仿真结果 (8) 4、方波仿真结果 (8) 5、波形选择仿真结果 (9) 6、频率控制仿真结果 (9) 四、总结与体会 (10) 五、参考文献 (10) 六、附录 (11)

简易信号发生器 引言 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范的应用。它能够产生多种波形,如正弦波、三角波、方波、锯齿波等,在电路实验和设备检验中有着十分广范的应用。 本次课程设计采用FPGA来设计多功能信号发生器。 一、课程设计内容及要求 1、设计内容 设计一个多功能简易信号发生器 2、设计要求 (1)完成电路板上DAC的匹配电阻选择、焊接与调试,确保其能够正常工作。 (2)根据直接数字频率合成(DDFS)原理设计正弦信号发生器,频率步进1Hz,最高输出频率不限,在波形不产生失真(从输出1KHz正弦转换为输出最高频率正弦时,幅度衰减不得大于10%)的情况下越高越好。频率字可以由串口设定,也可以由按键控制,数码管上显示频率傎。 (3)可以控制改变输出波形类型,在正弦波、三角波、锯齿波、方波之间切换。 (4)输出波形幅度可调,最小幅度步进为100mV。 二、设计方案及原理 1、设计原理 (1)简易信号发生器原理图如下

数字信号发生器

第1章摘要 MATLAB是一个数据分析和处理功能十分强大的工程实用软件,具有很多工具箱,他的数据采集工具箱为实现数据的输入和输出提供了十分方便的函数和命令,以及数字信号处理工具箱使在数字信号处理方面方便实用。数字信号发生器是一种基于软硬件实现的波形发生器,可以实现各种基本波形的产生。由于工程中各种复杂的信号是由这些基本信号叠加而成的,而这些简单信号都可以有数字信号发生器来实现,在工程分析和实验教学中广泛实用,所以设计一种简单而实用的数字信号发生器很有必要。 在本文中将介绍用matlab设计一个简单的信号发生器的基本流程,详细的介绍设计的技术路线和实现方法以及存在的问题。 关键词:Matlab,数字信号发生器

Abstract MATLAB is an very powerful and practical software in data analysis and processing in engineering, it contains many toolboxes such as data acquisition toolbox and data processing toolbox. It's data acquisition toolbox provide many very convenient functions and commands for the input and output of data. Digital signal generator is a software and hardware based waveform generator, can produce a variety of basic waveform. In engineering, many complex signals are combined with this basic waveform, so it is necessary to develop a digital signal generator for teaching and experiment use. In this article, I will introduced how to design a simple signal generator in details. I will also introduce the technology route and my problems. Keywords: Matlab, Digital Signal Generator

函数信号发生器的设计与实现

实验1 函数信号发生器的设计与实现 姓名:_ _____ 学号: 班内序号:____ 课题名称:函数信号发生器的设计 摘要:采用运算放大器组成的积分电路产生比较理想的方波-三角波,根 据所需振荡频率和对方波前后沿陡度、方波和三角波幅度的要求,选择运放、稳压管、限流电阻和电容。三角波-正弦波转换电路利用差分放大器传输特性曲线的非线性实现,选取合适的滑动变阻器来调节三角波的幅度和电路的对称性,同时利用隔直电容、滤波电容来改善输出正弦波的波形。 关键词:方波三角波正弦波 一、设计任务要求 1.基本要求:

设计制作一个函数信号发生器电路,该电路能够输出频率可调的正弦波、三角波和方波信号。 (1) 输出频率能在1-10KHz范围内连续可调,无明显失真。 (2) 方波输出电压Uopp=12V(误差小于20%),上升、下降沿小于10us。 (3) 三角波Uopp=8V(误差小于20%)。 (4) 正弦波Uopp1V,无明显失真。 2.提高要求: (1) 输出方波占空比可调范围30%-70%。 (2) 自拟(三种输出波形的峰峰值Uopp均可在1V-10V内连续可调)。 二、设计思路和总体结构框图 总体结构框图: 设计思路: 由运放构成的比较器和反相积分器组成方波-三角波发生电路,三角波输入差分放大电路,利用其传输特性曲线的非线性实现三角波-正弦波的转换,从而电路可在三个输出端分别输出方波、三角波和正弦波,达到信号发生器实验的基本要求。 将输出端与地之间接入大阻值电位器,电位器的抽头处作为新的输出端,实现输出信号幅度的连续调节。利用二极管的单向导通性,将方波-三角波中间的电阻改为两个反向二极管一端相连,另一端接入电位器,抽头处输出的结构,实现占空比连续可调,达到信号发生器实验的提高要求。 三、分块电路和总体电路的设计过程 1.方波-三角波产生电路 电路图:

基于单片机的信号发生器的设计

唐山师范学院 题目基于单片机的信号发生器的设计 院系名称:电子信息科学与技术 学号: 摘要 波形发生器即简易函数信号发生器,是一个能够产生多种波形,如三角波、锯

齿波、方波、正弦波等波形电路。函数信号发生器在电路实验和设备仪器中具有十分广泛的用途。通过对函数发生器的原理以及构成分析,可设计一个能变换出三角波、锯齿波、方波、正弦波的函数波形发生器。在工业生产和科研中利用函数信号发生器发出的信号,可以对元器件的性能及参数进行测量,还可以对电工和电子产品进行指数验证、参数调整及性能鉴定。常用的信号发生器绝大部分是由模拟电路构成的,当这种模拟信号发生器用于低频信号输出往往需要的RC值很大,这样不仅参数准确度难以保证,而且体积和功耗都很大,而由数字电路构成的低频信号发生器,虽然其性能好但体积较大,价格较贵,因此,高精度,宽调幅将成为数字量信号发生器的趋势。 本文介绍的是利用89C52单片机和数模转换器件DAC0832产生所需不同信号的低频信号源,其信号幅度和频率都是可以按要求控制的。文中简要介绍了 DAC0832数模转换器的结构原理和使用方法,89C52的基础理论,以及与设计电路有关的各种芯片。文中着重介绍了如何利用单片机控制D/A转换器产生上述信号的硬件电路和软件编程。信号频率幅度也按要求可调。 本设计核心任务是:以AT89C52为核心,结合D/A转换器和DAC0832等器件,用仿真软件设计硬件电路,用C语言编写驱动程序,以实现程序控制产生正弦波、三角波、方波、三种常用低频信号。可以通过键盘选择波形和输入任意频率值。

关键词: AT89C52单片机函数波形发生器 DAC0832 方波三角波正弦波 目次 1 引言 (4) 2 系统设计 (6) 方案 (6) 器件选择 (6) 总体系统设计 (6) 硬件实现及单元电路设计 (7) 单片机最小系统设计 (7) D/A转换器 (8) 运算放大器电路 (10) LED显示器接口电路 (11) 波形产生原理及模块设计 (11) 显示模块设计 (13) 键盘显示模块设计 (14) 软件设计流程 (14) 软件中的重点模块设计 (14) 3 输出波形种类与频率的测试 (18) 测量仪器及调试说明 (18) 调试过程 (18) 调试结果 (22) 结论 (23) 致谢 (25) 参考文献 (26) 附录A 源程序 (27)

函数信号发生器设计报告

目录 1设计的目的及任务 1.1 课程设计的目的 1.2 课程设计的任务与要求 2函数信号发生器的总方案及原理图 2.1 电路设计原理框图 2.2 电路设计方案设计 3 各部分电路设计及选择 3.1 方波发生电路的工作原理 3.2 方波、三角波发生电路的选择 3.3三角波---正弦波转换电路的选择 3.4总电路图 4 电路仿真与调试 4.1 方波---三角波发生电路、三角波---正弦波转换电路的仿真与调试 4.2方波---三角波发生电路、三角波---正弦波转换电路的实验结果 5 PCB制版 6 设计总结 7仪器仪表明细清单 8 参考文献

1.课程设计的目的和设计的任务 1.1 设计目的 1.掌握用集成运算放大器构成正弦波、方波和三角波函数发生器的设计方法。 2.学会安装、调试与仿真由分立器件、调试与仿真由分立器件与集成电路组成的多级电子电路小系统。 2.2设计任务与要求: 设计一台波形信号发生器,具体要求如下: 1.输出波形:方波、三角波、正弦波。 2.频率范围:在1 Hz-10Hz,10 Hz -100 Hz,100 Hz -1000 Hz等三个波段。 3.频率控制方式:通过改变RC时间常数手控信号频率。 4.输出电压:方波U P-P≤24V,三角波U P-P =8V,正弦波U P-P >1V。 5.合理的设计硬件电路,说明工作原理及设计过程,画出相关的电路原理图。 6.选用常用的电器元件(说明电器元件选择过程和依据)。 7.画出设计的原理电路图,作出电路的仿真。 8.提交课程设计报告书一份,A3图纸两张,完成相应答辩。

2.函数发生器总方案及原理框图 图1-1 整体原理框图 2.2 函数发生器的总方案 函数发生器一般是指能自动产生正弦波、三角波、方波及锯齿波、阶梯波等电压波形的电路或仪器。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变换成方波,再由积分电路将方波变成三角波;也可以首先产生三角波—方波,再将三角波变成正弦波或将方波变成正弦波等等。本课题采用先产生方波—三角波,再将三角波变换成正弦波的电路设计方法。 本课题中函数发生器电路组成框图如下所示: 由比较器和积分器组成方波—三角波产生电路,比较器输出的方波经积分器得到三角波,三角波到正弦波的变换电路的基本结构是比例放大器,对不同区段内比例系数的切换,是通过二级管网络来实现的。如输出信号的正半周内由D1~D3控制切换,负半周由D4~D6控制切换。电阻Rb1~Rb3与Ra1~Ra3分别组成分压器,控制着各二极管的动作电平。

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