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[14] 康華光 . 電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬部分 [M]. 高等教育出版社， 1999. 內(nèi)部資料 請勿外傳 9JWKf wvGt YM*Jgamp。 (4)系統(tǒng)在輸出方波信號，調(diào)整占空比的時候，會有一個直流偏量。內(nèi)部含有 99 個電阻單元的電阻陣列。 主要表現(xiàn)在以下幾個方面： (1)所用 DDS模塊最高輸出頻率可以達到 3MHz，頻率分辨率為 。 10% ； （ 4）輸出波形頻率是 500Hz~3000Hz，步進 100Hz，誤差為177。本 文通過 對信號發(fā)生器的原理 的 研究，開發(fā)一套用于教學的 儀器 設備。 測試誤差分析 ． 1 輸出波形幅度誤差分析 ． 2．輸出波形頻率誤差分析 本章小結(jié) 本章主要為整個系統(tǒng)的測試結(jié)果。 圖 510 相位差 為 0時的李圖形 圖 511 圖名 通道 2相位落后通道 1 相位 90176。 圖 54 通道 1為方波 圖 55 通道 1為三角波 圖 56 通道 1為正弦波 方波測試情況 通 道 2為方波時，通道 1 分別為正弦波、三角波、方波時的測試圖形如圖5圖 5圖 59。軟件系統(tǒng)主要包括 DDS 控制模塊、積分參數(shù)選擇控制模塊、波形選擇控制模塊、放大器參數(shù)控制模塊。在不同的頻率下三角波的幅值仍然會有區(qū)別。同樣方波也是如此。當選擇掃頻波時，因為用于掃頻的波形也為正弦波，所以通道 1 將會導通。當進入波形選擇控制模塊時，會對波形參數(shù)進行監(jiān)測。當頻率在 2200Hz~3000Hz 之間時，通道 5的電阻會被接入電路中。進入積分參數(shù)選擇控制模塊后，首先會查看頻率的大小，當頻率小于 800Hz 時，通道 1的電阻會被接入電路中。然后返回主程序。 軟件系統(tǒng)子模塊流程 設計 DDS 模塊控制程序流程 開 始初 始 化頻 率 是 否需 要 改 變改 變 頻 率 控 制 字相 位 是 否需 要 改 變改 變 相 位 控 制 字結(jié) 束是否是否 圖 42 DDS模塊控制 程序流程圖 如圖 42，進入 DDS 控制模塊后，首先會判斷頻率的參數(shù)值是否已經(jīng)發(fā)生了變化，如果發(fā)生了變化，程序立刻會將此時頻率的參數(shù)值轉(zhuǎn)化為對應的頻率控制字傳送給 DDS 模塊。 開 始初 始 化程 序 參 數(shù) 是 否有 變 動相 應 模 塊 做 出相 應 調(diào) 整人 工 界 面 顯 示當 前 狀 態(tài)是否結(jié) 束 圖 41 軟件系統(tǒng)總體流程 當有改變程序參數(shù)的指令輸入時，系統(tǒng)將對信號輸出做出調(diào)整。 進入主程序后，首先系統(tǒng)進行初始化。 本章小結(jié) 本章主要介紹了整個系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)。反向輸入端與輸出端之間接入了數(shù)字電位器。 這樣，不管選擇哪一種波形作為輸出，后續(xù)電路都可以得到幅度一致的波形。 波形選擇模塊 波形選擇模塊電路圖如圖 311所示。對應關(guān)系如表 31所示。 83267451U15ADOP07AQ10KR49Res1332C44SQUERFVCC12VCC12 圖 310 積分電路 積分電路采用了運放 OP07，積分電容選擇了 332。這樣就會得到不同頻率的三角波信號參差不齊。 對于頻率不同的方波，對同一積分電路來說，積分出結(jié)果是不同的。加入電壓跟隨器后，使得前后級的阻抗得到較好的匹配。當高電平與低電平的時間比為 1： 1時，比較器就輸出一個與正弦波同頻率的方波。組成一個分壓器。 1KR15Res123418U8ALM393ANVCCSQUERSINEVCC5VCC83267451U7X9C103VCCPG3PA4PA5 圖 36 比較器模塊電路 X9C103 是 100 階數(shù)字電位器，它的電阻范圍為 40Ω到 10KΩ。 NC1GND2OUT3VDD4U4有源晶振SCLK7SDATA8FSYNC9PSEL111PSEL012FSELECT10MCLK6DGND5AGND13IOUT14FSADJUST1REFOUT3REFIN2CMP16DVDD4AVDD15U2AD9832PE0VCC510R2103C14VCCVCCPE1PE2SINE2 圖 35 DDS模塊電路 圖 35 為 DDS 模塊電路圖。 FSYNC變?yōu)榈碗娖降臅r候，在 SCLK的下降沿的時候 SDATA的數(shù)據(jù)是有效的。 如圖32 所示。同樣，也會判斷是否要改變放大系統(tǒng)模塊的放大參數(shù)是否需要改變。有著這些控制能力，使它成為了整個系統(tǒng)的控制中心。如果這一指令是改變信號頻率，那么主控系統(tǒng)要將這一指令轉(zhuǎn)換成 DDS系統(tǒng)模塊能夠識別的改變信號頻率的指令，然后傳送給 DDS系統(tǒng)模塊。 （ 2）信息處理中樞 當主控系統(tǒng)接收到外部指令時，需要將這一指令進行處理和分析。 系統(tǒng)子模塊電路設計 主控系統(tǒng) 主控系統(tǒng)的主要作用： （ 1）感受人工界面系統(tǒng)的輸入信息 指令通過人工界面系統(tǒng)模塊輸入后，主控系統(tǒng)接到這一信息，通過分析運算，進行相應的動作。波形選擇模塊將被選波形信號輸入到放大器模塊。 積分參數(shù)選擇模塊在 Atmega128 控制器的控制下選擇對應此時波形頻率的積分參數(shù)，即選擇對應此時頻率的電阻，將這一電阻連接到電路中，并將比較器輸入的方波信號通過這一電阻輸入到后續(xù)積分器模塊中。 3 硬件系統(tǒng)的設計 系統(tǒng)總體設計 系統(tǒng) 總體設計 框圖 如 圖 31所示。不但可以使得初學者學會如何產(chǎn)生信號，還可以練習程序的編寫，能夠使初學者很容易的了解 整個過程的來龍去脈。第二種方案采用 D/A 的方式產(chǎn)生各種不同頻率不同幅度的波形，大大簡化了硬件電路，但這對軟件的編寫造成了麻煩，因為信號要時時產(chǎn)生，那么控制器就必須時時 工作，這樣會使得控制器無暇處理其它事情。第三種方案采用 DDS，頻率通過改變控制字來改變，在幾十兆晶振的時鐘頻率下，對頻率的控制可以達到很好的精確度。 系統(tǒng)方案的選擇 基于精確度角度對系統(tǒng)方案的選擇 由精確度的角度出發(fā)，第一種方案采用函數(shù)波形發(fā)生器專用芯片直接產(chǎn)生波形，這樣的波形比較穩(wěn)定，但由于頻率和占空比的調(diào)節(jié)需要數(shù)字電位器，因此它的精確度相對來說比較差。 圖 25 DDS內(nèi)部原理 通過 控制器 控制它的控制端，可以得到所需頻率的正弦波。用這種方法產(chǎn)生的波形可控性及可操作行比較強，由于波形的產(chǎn)生與變換均依靠于軟件，因此使得系統(tǒng)的穩(wěn)定性要低一些。輸入可以是 256個不同的 8位二進制數(shù)，輸出也是 256 個可能值。大大簡化了硬件電路的復雜程度。如將 R1與 R2 換作數(shù)字電位器，則對其輸出得波形頻率可以數(shù)字控制。可以看出，電容器兩端的波形即為三角波，并且經(jīng)由緩沖器Ⅰ輸出，觸發(fā)器 Q端的波形即為占空比為 50%的方波，經(jīng)由緩沖器Ⅱ輸出 [8]。這一時刻恒流源 A,B 都將起作用，但恒流源 A 對電容 C 正向充電，恒流源 B 對電容 C 反向充電，所以實際的電流為反I = 2I 1I =I，電流與正向電流在數(shù)值上是相等的 ，方向是相反的。 假如 A、 B的恒流值分別是 1I 、 2I 。這樣產(chǎn)生的波形相對來說比較穩(wěn)定，質(zhì)量比較高，使系統(tǒng)得穩(wěn)定度會有所提升。 具體 指標要求： (1)雙通道同時輸出波形，且互不影響； (2)輸出波形為正弦波，三角波，方波； (3)輸出波形振幅是 500mV~3V，步進 500mV。 (2) 第二章的內(nèi)容概述。 本文主要研究的內(nèi)容及指標要求 《電子測量原理》實驗平臺的開發(fā)，是實現(xiàn)和完成電子測量課程的最行之有效的手段和工具。它能夠產(chǎn)生特定的函數(shù)波形（主要是三角波、正弦波、方波、脈沖波和鋸齒波等）信號。掃頻信號發(fā)生器分為手控、自動掃頻、遠控和程控等工作方式 [4]。 高頻信號發(fā)生器：頻率為 100KHz～ 30MHz 的高頻、 30MHz～ 300MHz 的甚高頻信號 發(fā)生器。 本課題就是在上述背景下， 基于 AVR 單片機進行信號發(fā)生器的設計， 開發(fā)出適合實驗教學用的信號發(fā)生器設備，輔以 鍵盤控制 以及 LED 顯示， 實現(xiàn)方波、正弦波、三角波和掃頻波的輸出，且輸出幅度、頻率在一定范圍內(nèi)可調(diào)。 該 儀器 通過鍵盤控制及 LED 顯示，實現(xiàn)了 方波、正弦波、三角波和掃頻波 的輸出，并且 輸出幅度、頻率在一定范圍內(nèi)可調(diào)?；?AVR 單片機的信號發(fā)生器設計 The design of signal generato r based on AVR SCM 中文摘要 信號發(fā)生器在科技領(lǐng)域和生產(chǎn)實踐中有著 非常 廣泛的應用。 本文 基于 AVR 單片機， 采用 DDS 設計方案， 對信號發(fā)生器的硬件設計和軟件實現(xiàn)做了詳細的分析 ,完成了軟硬件的設計和調(diào)試 ，開 發(fā) 了 一套用于 實驗 教學的 信號發(fā)生器 。在電子測量實驗課程建設中，為了讓初學者更好的深入了解它的原理，以及工作流程，使初學者能夠參與到開發(fā)信號發(fā)生器的工程當中，開發(fā)一套簡易的，實用的，容易上手的信號發(fā)生器是非常有必要的。主振級一般采用 RC式振蕩器，或者用差頻振蕩器 [2]。 掃頻、程控信號發(fā)生器：掃頻信號發(fā)生器能產(chǎn)生幅度恒定、頻率在限定的范圍內(nèi)作線性變化的信號發(fā)生器。 函數(shù)信號發(fā)生器：又稱為波形信號發(fā)生器。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 國內(nèi)外對于信號發(fā)生器的研究主要經(jīng)歷了如下幾個階段： 1． 2． 3． 4． 。 綜述國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，可以看出信號發(fā)生器向著。本課題主要對信號發(fā)生器的原理進行學習，并開發(fā)一套用于教學的儀器設備。 (3) 第三章的內(nèi)容概述。誤差為177。 圖 21 ICL8038內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 ICL8038 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如圖 21。并令 2I =2I=21I 。將會 CV 下降。 三角波經(jīng)過正弦波變換器可產(chǎn)生出正弦波，正弦波變換器可使三角波尖端變得平滑，形成理想的正弦波。將其輸出的三路信號接至模擬開關(guān)，可以選擇接通其中一路，然后將這一接通的信號輸入到程控放大器，可對信號幅度進行調(diào)節(jié)。 圖 23 DAC0832內(nèi)部結(jié)構(gòu) 例如采用芯片 DAC0832，如圖 23，它由倒 T型 R2R 電阻網(wǎng)絡、運算放大器、模擬開關(guān)和參考電壓四部分組成。不會取到整個電壓范圍的任意值。雖然這種方法大大簡化了硬件電路，但是加大了軟件編寫的難度。然后將這一正弦波通過比較器，得到所需的方波，將方波進行積分可得到三角波。第二種方案采用 D/A 的方式產(chǎn)生各種不同頻率不同幅度的波形，精確度主要取決于 D/A 的分辨率以及控制器和 D/A 的速度。因此這一方案是精確度最高的。處理好所有的事物，包括顯示，輸出等工作，對軟件的編寫是一個挑戰(zhàn)。 本章小結(jié) 本章主要討論了實現(xiàn)要求的可能方案，以及它們的優(yōu)缺點。 A t m e g a 1 2 8D D S 模 塊比 較 器模 塊積 分 參 數(shù) 選 擇模 塊積 分 模 塊波 形 選 擇 模塊放 大 器 模 塊D D S 模 塊比 較 器模 塊波 形 選 擇 模塊放 大 器 模 塊積 分 模 塊積 分 參 數(shù) 選 擇模 塊人 工 界 面模 塊通 道 2通 道 1 圖 31 系統(tǒng)原理框圖 DDS 模塊在 Atmega128 的控制下輸出正弦波信號，這一個正弦波信號分兩路，一路正弦波信 號輸入到比較器模塊，通過電壓比較，比較器模塊會輸出一個同頻率的方波信號。 積