【正文】 雖然，在總體性能水平方面，單片集成VCO目前還不如VCO組件好，但它具有集成優(yōu)勢，仍然是VCO未來發(fā)展的方向。由于RF IC VCO技術(shù)的不斷發(fā)展，衛(wèi)星接收機，CATV機頂盒，無線數(shù)據(jù)裝置，無繩電話，移動電話等商用RF系統(tǒng)與裝置越來越多地采用集成化頻率源。這類工藝技術(shù)還具有襯底損耗低，金屬化層厚，器件寄生元件少，工作頻率高，工作電流小的單片集成VCO。但是，全集成單片VCO技術(shù)是研究工作的重點，也是未來VCO技的發(fā)展方向為了適應(yīng)現(xiàn)代無線系統(tǒng)發(fā)展的要求，VCO組件不斷向小型、高頻、寬帶、高輸出化和特性多樣化方向發(fā)展。通過不斷改進，其產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于無繩電話、藍牙裝置、WLAN、GPS、DBS等無線裝置與系統(tǒng)之中。人們?yōu)榇碎_展了大量的研究與開發(fā)工作。大多數(shù)早期單片GaAs VCO的研究工作都是針對軍事應(yīng)用展開的，很少涉及民用領(lǐng)域。圖2說明了現(xiàn)代商用VCO組件尺寸隨時間減小的變化情況。VCO組件是一種混合集成電路器件，具有封裝和外引線。這兩種新技術(shù)對VC0的發(fā)展產(chǎn)生了重要的影響。特別是變?nèi)荻O管的應(yīng)用對VCO的發(fā)展具有重要意義。隨著電子技術(shù)的迅速發(fā)展，振蕩器的用途也越來越廣泛，例如在無線電測量儀器中，它產(chǎn)生各種頻段的正弦信號電壓:在熱加工、熱處理、超聲波加工和某些醫(yī)療設(shè)備中，它產(chǎn)生大功率的高頻電能對負載加熱。在設(shè)計中一些技術(shù)上的問題讓我很頭痛，例如該采用哪種模塊，如何讓系統(tǒng)盡量變的簡單，因為我們大家都知道，系統(tǒng)越簡單越穩(wěn)定，這就讓我想到盡量選擇最優(yōu)方案，雖說這次設(shè)計有點簡單，但是我相信它會讓我在未來的工作學習中表現(xiàn)出更高的應(yīng)變能力，更強的溝通力和理解力。經(jīng)過近四個月的鍛煉和學習,我學到了許多書本上沒有的知識,從方案的論證、課題的選擇、電路原理，到電路上元器件的焊接、電路的調(diào)試，程序的編寫，調(diào)試下載，一步步，我受益匪淺。和以往的信號發(fā)生器相比，該信號發(fā)生器整體上采用常用器件，具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低、便攜并具有一定的抗干擾能力等特點，具有較高的實用價值。 信號頻率的調(diào)節(jié) 本章小結(jié)本章主要介紹了信號發(fā)生器的軟件設(shè)計部分，通過設(shè)計好的硬件，設(shè)計它的軟件部分，設(shè)計了信號發(fā)生器的波形產(chǎn)生模塊、顯示模塊、鍵盤檢測、頻率設(shè)計模塊等方面的設(shè)計?？梢詫⒕€路上變化的信號，以圖形的方式實時地顯示出來，其作用與示波器相似，但功能更多。在編譯方面，它也支持IAR、Keil和MATLAB等多種編譯。 break。 break。 break。 t=t|0x0f。 P1=t1 + t2*16。只要有一列的電平為低，則表示鍵盤中有鍵被按下，而且閉合的鍵位于低電平線與4根行線相交叉的4個按鍵之中。波形的選擇通過一個八選一的芯片DA4051來控制，有一個switchcase語句來控制芯片的控制端，從而實現(xiàn)對波形的選擇。 t4=t4+1。 t3=t3+1。 } if(KEY4 == 0) { while(P2==0x7e)。 } if(KEY2 == 0) { while(P2==0xde)。4 信號發(fā)生器的軟件設(shè)計 主程序流程圖上一章介紹了該信號發(fā)生器的硬件設(shè)計，本章主要根據(jù)他的硬件實現(xiàn)他的軟件設(shè)計。該工作原理如下：該鍵盤電路接P2口，檢測鍵盤上是否有鍵按下：將行線送入低電平，列線送入高電平。只有當INH=0時，三位二進制信號才可以選通8通道中的一個通道，連接該輸入端至輸出。 WR2 ：為DAC寄存器寫選通輸入線?？傠娏鳎? （）輸出電壓： （）將輸入數(shù)字量擴展到n位，則有： （）可簡寫為： （）其中 ， DAC0832引腳介紹DAC0832是8位分辨率D/A轉(zhuǎn)換集成芯片，與處理器完全兼容，其價格低廉，接口簡單，轉(zhuǎn)換控制容易等優(yōu)點，在單片機應(yīng)用系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。AD603正是這樣一種具有程控增益調(diào)整功能的芯片。通過單片機對它的控制端進行改變，改變其輸出阻值，以此改變AD603的控制電壓來改變放大增益，從而達到改變輸出電壓的目的。接單片機P1口接地接ICL8038 10腳 頻率控制模塊 幅值控制模塊幅值控制電路在本設(shè)計中占有重要的地位，該模塊主要用DAC0832數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片以及AD603程控增益放大芯片。P2口接鍵盤電路，通過鍵盤輸入，改變信號的類型、幅值和頻率。 　　XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。另外，該引腳被略微拉高。當振蕩器復(fù)位器件時，要保持RST腳兩個機器周期的高電平時間。P2口當用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時，P2口輸出地址的高八位。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。兩個16位定時器/計數(shù)器 　　與MCS51 兼容 　　AT89C2052是一種帶2K字節(jié)閃存可編程可擦除只讀存儲器的單片機。該芯片的第1腳和第12腳就是為調(diào)節(jié)輸出正弦波失真度而設(shè)置的。ICL8038中的非線性網(wǎng)絡(luò)是由4級擊穿點的非線性逼近網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成。當觸發(fā)器的狀態(tài)使恒流源2處于關(guān)閉狀態(tài)，電容電壓達到比較器1輸入電壓規(guī)定值的2／3倍時，比較器1狀態(tài)改變，使觸發(fā)器工作狀態(tài)發(fā)生翻轉(zhuǎn)，將模擬開關(guān)K由B點接到A點。如此周而復(fù)始，產(chǎn)生振蕩，若I2=2I1，vc上升時間與下降時間相等，就產(chǎn)生三角波輸出到腳3。此外8038還能實現(xiàn)FM調(diào)制，掃描輸出。（2）振蕩頻率范圍寬，頻率穩(wěn)定性好。本設(shè)計主要基于函數(shù)發(fā)生器芯片ICL8038產(chǎn)生波形,該芯片是一種具有多種波形輸出的精密振蕩集成電路, 只需調(diào)整個別的外部元件就能產(chǎn)生從 ～300kHz的低失真正弦波、三角波、矩形波等脈沖信號。（3）幅值控制電路：通過檢測按鍵，實現(xiàn)單片機輸出數(shù)字量的改變，同時改變DAC0832輸出的模擬量，從而改變輸出波形的幅值。（3）頻率控制模塊：通過單片機控制接入電路的電容的組合，改變輸出信號頻率的大小。另外由于該芯片具有調(diào)頻信號輸入端, 所以可以用來對低頻信號進行頻率調(diào)制。該方式線路簡單，編程方便，可實施性強。但是該電路對電阻和電容的要求較高，工作很不穩(wěn)定。主要包括信號波形產(chǎn)生電路，單片機控制電路，頻率控制電路，幅值控制電路，鍵盤電路及波形選擇電路的設(shè)計。這些新一代臺式儀器具有多種特性，可以執(zhí)行多種功能。從而促進了函數(shù)波形發(fā)生器向任意波形發(fā)生器的發(fā)展，各種計算機語言的飛速發(fā)展也對任意波形發(fā)生器軟件技術(shù)起到了推動作用。 90 年代末，出現(xiàn)幾種真正高性能、高價格的函數(shù)發(fā)生器、但是HP公司推出了型號為 HP770S的信號模擬裝置系統(tǒng)，它由 HP8770A任意波形數(shù)字化和 HP1776A波形發(fā)生軟件組成。一旦工作需求功能有增加，則電路復(fù)雜程度會大大增加。隨著集成電路的迅速發(fā)展，用集成電路可很方便地構(gòu)成各種信號波形發(fā)生器。但是這種電路存在波形質(zhì)量差，控制難，可調(diào)范圍小，電路復(fù)雜和體積大等缺點。同時，主要表現(xiàn)為兩個突出問題，一是通過電位器的調(diào)節(jié)來實現(xiàn)輸出頻率的調(diào)節(jié)，因此很難將頻率調(diào)到某一固定值；二是脈沖的占空比不可調(diào)節(jié)。波形發(fā)生器軟件的開發(fā)正使波形數(shù)據(jù)的輸入變得更加方便和容易。在民用方面，VXI模塊遠遠不如臺式儀器更為方便。第二章為信號發(fā)生器總體方案設(shè)計。2 信號發(fā)生器的總體方案設(shè)計 信號發(fā)生器的方案選擇本設(shè)計的核心問題是信號的控制問題，其中包括信號選擇、信號頻率控制以及信號幅值的控制。根據(jù)以上比較采用方案二。根據(jù)以上比較，采用方案二。在設(shè)計時分塊來做，按照波形選擇模塊、頻率控制模塊、幅值控制模塊、鍵盤控制模塊四個電路模塊設(shè)計。然后檢測鍵盤的按鍵：如果是波形類型變換的按鍵按下，則轉(zhuǎn)換波形種類；如果是頻率改變的按鍵按下，改變輸出頻率；如果是幅值變換的按鍵按下，則改變放大器的反饋電阻，實現(xiàn)幅值的變化。之后是各個模塊的簡介，簡單介紹各個模塊的功能，最后是軟件編程。5177。（4）矩形波占空比的調(diào)節(jié)范圍很寬，D=1%99%，由此可獲得窄脈沖、寬脈沖或方波。而電流源I1則向外接電容C充電，使電容兩端電壓VC隨時間線性上升，當VC上升到VC=2VR/3時，比較器C1輸出發(fā)生跳變，使觸發(fā)器輸出端Q由低電平變?yōu)楦唠娖?，控制開關(guān)S使電流源I2接通。三角波經(jīng)正弦波變換器變成正弦波后由腳2輸出。因此，對兩個恒流源在I和2I電流不對稱的情況下，可以循環(huán)調(diào)節(jié)，從最小到最大，任意選擇調(diào)整，所以，只要調(diào)節(jié)電容器充放電時間不相等，就可獲得鋸齒波等函數(shù)信號。在初始階段我們用以下幾種由內(nèi)部供給偏置電壓調(diào)節(jié)的接線圖對芯片進行測試，觀察其特性。相對而言，單片機體積小、重量輕、抗干擾能力強、對環(huán)境要求不高，且價格相對低廉、可靠性高、靈活性好、開發(fā)較為容易。，它將計算機的功能都集成到這個芯片內(nèi)部去了，就這么一個小小的芯片就能構(gòu)成一臺小型的電腦，因此叫做單片機。三級程序存儲器鎖定 　　 　　GND：接地。 　　P2口：P2口為一個內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個TTL門電流，當P2口被寫“1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。然而要注意的是：每當用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個ALE脈沖。 　　/EA/VPP：當/EA保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。以上是單片機AT89C52的基本資料，接下去介紹本次設(shè)計中單片機控制電路，：如圖所示，單片機下邊的一個是晶振電路，另外一個是復(fù)位電路，它是單片機正常工作的必要電路。 單片機控制系統(tǒng)原理圖 頻率控制模塊 頻率與接入ICL8038的電容有關(guān)，電容越大頻率越小，再此利用單片機控制接入電容的大小來調(diào)節(jié)信號輸出的頻率。而AD603的輸出電壓最大值為5V ，最小值為0V。5 V電源時功耗為125mW。倒T形電阻網(wǎng)絡(luò)D/： 倒T形電阻網(wǎng)絡(luò)D/A轉(zhuǎn)換器圖中S0S3為模擬開關(guān)，由輸入數(shù)碼Di控制，當Di=1時，Si接運算放大器反相輸入端（虛地），電流Ii流入求和電路；當Di=0時，Si將電阻2R接地。 CS ：片選信號輸入線，低電平有效。 Rfb : 反饋信號輸入線,芯片內(nèi)部有反饋電阻. Vcc : 電源輸入線例如，若VDD=+5V，VSS=0，VEE=，則0～～。 鍵盤控制模塊 軟件需要實現(xiàn)的主要功能是檢測鍵盤的輸入，更具輸入結(jié)果選擇相應(yīng)的波形信號。在設(shè)計中盡量采用了典型電路，簡化了系統(tǒng)的設(shè)計。 t1=t1+1。 t2=t2+1。 幅值調(diào)節(jié)子程序設(shè)計幅值調(diào)節(jié)AD603實現(xiàn)的幅值的程序控制，AD603的控制電壓由單片機通過控制DAC0832的輸出電壓來實現(xiàn)對AD603的控制端的控制，從而改變幅值。 P0=t3 + t4*16。 P0=t3 + t4*16。 case 0xbb:P3=0x04。若某列為低，則該列線與置為低電平的行線交叉處的按鍵就是閉合的按鍵。 t=tamp。 case 0xde:KEY2=0。 case 0xdd:KEY6=0。 case 0xdb:P3=0x02。雖然目前國內(nèi)推廣剛起步，但已受到單片機愛好者、從事單片機教學的教師、致力于單片機開發(fā)應(yīng)用的科技工作者的青睞。（4）豐富的資源：仿真元器件：仿真數(shù)字和模擬、交流和直流等數(shù)千種元器件，有30多個元件庫。 方波、正弦波、三角波的產(chǎn)生 通過仿真可以得到以下三種波形： 方波輸出波形 正弦波輸出波形 三角波輸出波形通過電路中的按鈕可以選擇三種不同的波形以及波形的切換，以下就是正弦波切換到三角波的例子 正弦波到三角波的轉(zhuǎn)換 通過單片機控制的AD603實現(xiàn)了波形幅值的調(diào)節(jié)，下圖就是對方波幅值的調(diào)節(jié)。很好的完成了設(shè)計的要求，實現(xiàn)了預(yù)想結(jié)果。經(jīng)過近半年的鍛煉和學習,我學到了許多書本上沒有的知識,從方案的論證、課題的選擇、電路原理，到電路上元器件的焊接、電路的調(diào)試，程序的編寫，調(diào)試下載，一步步，我收獲很大。這是我希望看到的也正是我進行此次畢業(yè)設(shè)計的目的所在。LC壓控振蕩器要求高品質(zhì)因素的無源器件，需要片上電感和變?nèi)莨芷骷拍芗杉伞ｋ娮庸躒CO的振蕩頻率是通過改變振蕩電路中電感器或電容器的參數(shù)值來進行調(diào)節(jié)。晶體管VCO的發(fā)展也是是電視技術(shù)能在當時迅速推廣的重要原因。這為VCO組件的發(fā)展提供了難得的市場機遇。這種器件像VCO組件一樣，是一個完整的VCO，具有封裝和外引線。 經(jīng)過研究與開發(fā)，1990年SiIC技術(shù)在高頻化和無源元件集成方面獲得重大進展，開發(fā)成功工作頻率很高的晶體管、變?nèi)荻O管和單片集成的高Q值電感器與高頻電容器。硅單片集成VCO體積更小、成本更低并適合大批量生產(chǎn)的產(chǎn)品，而且可以采用RF收發(fā)前端的工藝技術(shù)進行制造。表1 含有單片集成VCO的商用RFIC實例目前，單片集成VCO還不能用于對相位噪聲要求很高的應(yīng)用領(lǐng)域。SiGe BiCMOS等RF IC基礎(chǔ)工藝技術(shù)正在不斷發(fā)展與進步。例如在WLAN和藍牙裝置中，最新的收發(fā)機就把高質(zhì)量的VCO同RF收發(fā)前端IC集成在一起，使其尺寸大大減小。VCO的性能對電子系統(tǒng)有決定性的影響。 some electrical equipment oscillator. The contactless switch control。VCO技術(shù)已經(jīng)實現(xiàn)了從笨重的電電子管VCO電路到面積小于1平方毫米Si IC的跨越。差分放大器，幅度控制，二次諧波抑制器，IC耦合變壓器，復(fù)合振蕩器，高頻結(jié)構(gòu)設(shè)計等技