【正文】 MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK! zn%Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^ vR9CpbK! zn%Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK! zn% Mz84! z89Am v^$UE9wEwZQcUE%amp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK! zn%Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 qYpEh5pDx2zVkum amp。 gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gj qv^$U*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 MuWFA5ux^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK! zn% Mz849Gx^Gj qv^$U*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。qYpEh5pDx2zVkumamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 qYpEh5pDx2zVkum amp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 ksv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 ksv*3tnGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*adNuKNamp。MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK!zn%MadNuKNamp。MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gj qv^$U*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 MuWFA5ux^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 qYpEh5pDx2zVkum amp。qYpEh5pDx2zVkumamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 ksv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。ksv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gj qv^$U*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 MuWFA5ux^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK! zn% Mz849Gx^Gj qv^$U*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。MuWFA5ux^Gjqv^$UE9wEwZQcUE% amp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK! zn%Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 MuWFA5ux^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE% amp。MuWFA5ux^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 849Gx^Gjqv^$UE9wEwZQcUE%amp。 ksv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3tnGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。ksv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。具有更高制造水平、更高性能指標(biāo)的信號(hào)發(fā)生器還需要我們?nèi)パ芯?、去?chuàng)造。采用的數(shù)字電位器 X9C104的阻值范圍是 40 歐姆到 100K 歐姆。誤差為177。 (如圖 51圖 517) 圖 516 圖 517 輸出掃頻波的圖形沒(méi)有給出。 圖 51 通道 1為正弦波 圖 52 通道 1為三角波 圖 53 通道 1為方波 三角波測(cè)試情況 通道 2為三角波時(shí)，通道 1分別為正弦波、三角波、方波時(shí)的測(cè)試圖形如圖 5圖 5圖 56。因?yàn)槿遣ㄊ怯煞讲ǚe分而來(lái)，雖然有積分參數(shù)的選擇，使得積分得到的三角波基本一致，但是仍然會(huì)有誤差。當(dāng)選擇方波時(shí)，通道 3將會(huì)導(dǎo)通。當(dāng)頻率在 1500Hz~2100Hz 之間時(shí)，通道 4的電阻會(huì)被接入電路中。如果相位的參數(shù)值發(fā)生了變化，程序也立刻會(huì)將此時(shí)相位的參數(shù)值轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)的相位的控制字傳送給 DDS 模塊。這時(shí)，系統(tǒng)處于 等待狀態(tài)。這樣，這個(gè)簡(jiǎn)易的程控放大器的最大放大倍數(shù)為 10 倍，最小放大倍數(shù)為 倍 [14]。進(jìn)行二次分壓是因?yàn)槿齻€(gè)波形的幅值大小不同一，經(jīng)過(guò)二次分壓后，三個(gè)波形的幅值基本保持了一致。 通過(guò)對(duì)信號(hào)頻率得分析，以及用積分電路實(shí)驗(yàn)得到驗(yàn)證，將 500Hz~3000Hz的信號(hào)分成了 5 個(gè)頻段，每一個(gè)頻段對(duì)應(yīng)一個(gè)電阻的阻值。對(duì)于頻率高的方波，積分出的三角波的幅度會(huì)很小。 83267451U12ADOP07AQSQUERVCC12VCC12 圖 38 電壓跟隨器 電壓跟隨器采用了運(yùn)放 OP07，將運(yùn)放的反向輸入端與輸出端連接到一起，信號(hào)從同向輸入端輸入 ,這樣就形成了同向電壓跟隨器。 X9C103 操作時(shí)序圖如圖 37： 圖 37 X9C103時(shí)序圖 數(shù)字電位器 X9C103 與一個(gè) 10K 電阻串聯(lián)后，電阻的另一端端接正 5 伏，電位器的另一端接到地。 AD9832 在串行通信時(shí)，首先移入的是高位數(shù)據(jù)，然后移入的是低位數(shù)據(jù) [11]。優(yōu)點(diǎn)。 主控系統(tǒng)作為整個(gè)系統(tǒng)的核心，它的能力決定著整個(gè)系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)，看似簡(jiǎn)單的一條指令，都體現(xiàn)著它的信息感受能力、信息處理能力和控制能力。明確這一信號(hào)的意義所在。 放大器模塊在 Atmega128 控制器的控制下進(jìn)行對(duì)信號(hào)放大參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。 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(hào)，這一個(gè)正弦波信號(hào)分兩路，一路正弦波信 號(hào)輸入到比較器模塊，通過(guò)電壓比較，比較器模塊會(huì)輸出一個(gè)同頻率的方波信號(hào)。處理好所有的事物，包括顯示，輸出等工作，對(duì)軟件的編寫是一個(gè)挑戰(zhàn)。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。雖然這種方法大大簡(jiǎn)化了硬件電路，但是加大了軟件編寫的難度。 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(luò)、運(yùn)算放大器、模擬開(kāi)關(guān)和參考電壓四部分組成。 三角波經(jīng)過(guò)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。并令 2I =2I=21I 。誤差為177。本課題主要對(duì)信號(hào)發(fā)生器的原理進(jìn)行學(xué)習(xí)，并開(kāi)發(fā)一套用于教學(xué)的儀器設(shè)備。 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 國(guó)內(nèi)外對(duì)于信號(hào)發(fā)生器的研究主要經(jīng)歷了如下幾個(gè)階段： 1． 2． 3． 4． 。 掃頻、程控信號(hào)發(fā)生器：掃頻信號(hào)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(hào)發(fā)生器。在電子測(cè)量實(shí)驗(yàn)課程建設(shè)中，為了讓初學(xué)者更好的深入了解它的原理，以及工作流程，使初學(xué)者能夠參與到開(kāi)發(fā)信號(hào)發(fā)生器的工程當(dāng)中，開(kāi)發(fā)一套簡(jiǎn)易的，實(shí)用的，容易上手的信號(hào)發(fā)生器是非常有必要的?；?AVR 單片機(jī)的信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì) The design of signal generato r based on AVR SCM 中文摘要 信號(hào)發(fā)生器在科技領(lǐng)域和生產(chǎn)實(shí)踐中有著 非常 廣泛的應(yīng)用。 本課題就是在上述背景下， 基于 AVR 單片機(jī)進(jìn)行信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)， 開(kāi)發(fā)出適合實(shí)驗(yàn)教學(xué)用的信號(hào)發(fā)生器設(shè)備，輔以 鍵盤控制 以及 LED 顯示， 實(shí)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)。掃頻信號(hào)發(fā)生器分為手控、自動(dòng)掃頻、遠(yuǎn)控和程控等工作方式 [4]。 本文主要研究的內(nèi)容及指標(biāo)要求 《電子測(cè)量原理》實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的開(kāi)發(fā)，是實(shí)現(xiàn)和完成電子測(cè)量課程的最行之有效的手段和工具。 具體 指標(biāo)要求： (1)雙通道同時(shí)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(jìn) 500mV。 假如 A、 B的恒流值分別是 1I 、 2I ?？梢钥闯?，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]。大大簡(jiǎn)化了硬件電路的復(fù)雜程度。用這種方法產(chǎn)生的波形可控性及可操作行比較強(qiáng)，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。 系統(tǒng)方案的選擇 基于精確度角度對(duì)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(duì)來(lái)說(shuō)比較差。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(jiǎn)化了硬件電路，但這對(duì)軟件的編寫造成了麻煩，因?yàn)樾盘?hào)要時(shí)時(shí)產(chǎn)生，那么控制器就必須時(shí)時(shí) 工作，這樣會(huì)使得控制器無(wú)暇處理其它事情。 3 硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 系統(tǒng) 總體設(shè)計(jì) 框圖 如 圖 31所示。波形選擇模塊將被選波形信號(hào)輸入到放大器模塊。 （ 2）信息處理中樞 當(dāng)主控系統(tǒng)接收到外部指令時(shí)，需要將這一指令進(jìn)行處理和分析。有著這些控制能力，使它成為了整個(gè)系統(tǒng)的控制中心。 如圖32 所示。 NC1GND2OUT3VDD4U4有源晶振SCLK7SDATA8FSYNC9PSEL111PSEL012FSELECT10MCLK6DGND5AGND13IOUT14FSADJUST1REFOUT3REFIN2CMP16DVDD4AVDD15U2AD9832PE0VCC510R2103C14VCCVCCPE1PE2SINE2 圖 35 DDS模塊電路 圖 35 為 DDS 模塊電路圖。組成一個(gè)分壓器。加入電壓跟隨器后，使得前后級(jí)的阻抗得到較好的匹配。這樣就會(huì)得到不同頻率的三角波信號(hào)參差不齊。對(duì)應(yīng)關(guān)系如表 31所示。 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。 本章小結(jié) 本章主要介紹了整個(gè)系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)。 開(kāi) 始初 始 化程 序 參 數(shù) 是 否有 變 動(dòng)相 應(yīng) 模 塊 做 出相 應(yīng) 調(diào) 整人 工 界 面 顯 示當(dāng) 前 狀 態(tài)是否結(jié) 束 圖 41 軟件系統(tǒng)總體流程 當(dāng)有改變程序參數(shù)的指令輸入時(shí)，系統(tǒng)將對(duì)信號(hào)輸出做出調(diào)整。然后返回主程序。當(dāng)頻率在 2200Hz~3000Hz 之間時(shí)，通道 5的電阻會(huì)被接入電路中。當(dāng)選擇掃頻波時(shí)，因?yàn)橛糜趻哳l的波形也為正弦波，所以通道 1 將會(huì)導(dǎo)通。在不同的頻率下三角波的幅值仍然會(huì)有區(qū)別。 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(cè)試情況 通 道 2為方波時(shí)，通道 1 分別為正弦波、三角波、方波時(shí)的測(cè)試圖形如圖5圖 5圖 59。 測(cè)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(gè)系統(tǒng)的測(cè)試結(jié)果。 10% ； （ 4）輸出波形頻率是 500Hz~3000Hz，步進(jìn) 100Hz，誤差為177。內(nèi)部含有 99 個(gè)電阻單元的電阻陣列。 參 考文獻(xiàn) [1] 林占江 .電子測(cè)量技術(shù) [M]. 電子工業(yè)出版社， 2021. [2] 張曉增 ,趙曰峰 ,董鴻江 . 低頻信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì) [J]. 現(xiàn)代電子技 術(shù) ， 2021， 6： 13. [3] 林春方 . 高頻電子線路 [M]. 電子工業(yè)出版社， 2021. [4] 常鐵原 ， 陳小靜 ， 胡重九 . 基于 AD9859 的掃頻信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì) [J]. 微計(jì)算機(jī)信息 ， 2021， 3(26)： 134， 174175. [5] 李寧 ， 王雪 . DDS 芯片 AD9851 在頻