【正文】 MuW FA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gj qv^$U*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。 ksv*3t nGK8! z89Am v^$UE9wEwZQcUE%amp。qYpEh5pDx2zVkumamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。 ksv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3tnGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK! zn% Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK!zn%Mz84! z89Am v^$UE9wEwZQcUE%amp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK! zn% Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWv*3tnGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK! zn% Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK! zn%Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK!zn% Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE% amp。 ksv*3t nGK8! z8vGt YM*Jgamp。MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK!zn% Mz849Gx^G89Am UE9aQGn8xp$Ramp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 (3)比較器的基準(zhǔn)電壓是經(jīng)過數(shù)字電位器與電阻分壓得到，采用擁有更小滑動增量的數(shù)字電位器，可以使方波信號占空比的精度有很大提升空間。 總 結(jié) 信號發(fā)生器 作為一種基礎(chǔ)儀器， 在科技領(lǐng)域和生產(chǎn)實踐中有著廣泛的應(yīng)用。 本章小結(jié) 本章主要介紹了整個系統(tǒng)的軟件組織結(jié)構(gòu)，論述了各個模塊的工作流程。當(dāng)需要切換波形的時候，改變波形對應(yīng)的參數(shù)。接著數(shù)碼管會顯示此時通道 1 的頻率已經(jīng)變?yōu)?1100。同向輸入端通過一個 10K電阻接地。 積分電路模塊的電路圖如圖 310 所示。正弦波與反向輸入端的這一電壓進(jìn)行比較，如果大于這一電壓，則比較器輸出高電平（ +5V），如果小于這一電壓，則比較器輸出低電平 (5V)。如果產(chǎn)生 1KHz 的正弦波，clkf =8MHz， outf =1KHz，相位累加器寬度 N=32，則頻率控制字為： 5 3 6 8 7 18 0 0 0/12/2 3232 ????? c lko u t ffK 頻率分辨率為： 0 0 1 8 6 2 0 0 0 0 0 0*2/1*2/1 3232 ???? c l kff Hz 圖 34 AD9832時序圖 圖 34為 AD9832 的操作時序圖。 （ 3）控制中心 作為系統(tǒng)的核心子系統(tǒng)，主控系統(tǒng)需要完全掌控其它子系統(tǒng)。 積分模塊接收到積分參數(shù)選擇模塊的輸入的方波 信號后，對方波信號進(jìn)行積分，將會得到三角波信號。因此這一方案是精確度最高的。不會取到整個電壓范圍的任意值。將會 CV 下降。 (3) 第三章的內(nèi)容概述。 函數(shù)信號發(fā)生器：又稱為波形信號發(fā)生器。 本文 基于 AVR 單片機， 采用 DDS 設(shè)計方案， 對信號發(fā)生器的硬件設(shè)計和軟件實現(xiàn)做了詳細(xì)的分析 ,完成了軟硬件的設(shè)計和調(diào)試 ，開 發(fā) 了 一套用于 實驗 教學(xué)的 信號發(fā)生器 。 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。 (2) 第二章的內(nèi)容概述。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。輸入可以是 256個不同的 8位二進(jìn)制數(shù)，輸出也是 256 個可能值。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(dá)到很好的精確度。 積分參數(shù)選擇模塊在 Atmega128 控制器的控制下選擇對應(yīng)此時波形頻率的積分參數(shù)，即選擇對應(yīng)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。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。 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。當(dāng)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。 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。反向輸入端與輸出端之間接入了數(shù)字電位器。 軟件系統(tǒng)子模塊流程 設(shè)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(jìn)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(yīng)的頻率控制字傳送給 DDS 模塊。當(dāng)進(jìn)入波形選擇控制模塊時，會對波形參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測。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。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(xué)的 儀器 設(shè)備。 (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。MuWFA5ux^Gj qv^$UE9wEwZQcUE% amp。 M uWFA5ux^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 6a*CZ7H$dq8Kqqf HVZFedswSyXTyamp。 qYpEh5pDx2zVkum amp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 qYpEh5pDx2zVkum amp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK! zn% Mz849Gx^Gj qv^$U*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 MuWFA5ux^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。MuWFA5ux^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 ksv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9amp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK! zn% Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK! zn%Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 MuW FA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK! zn% Mz849Gx^Gjqv^$UE9wEwZQcUE% amp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK! zn% Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 ksv*3tnGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK! zn% Mz849Gx^Gj qv^$U*3tnGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK! zn%Mz849Gx^Gj qv^$U*3tnGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 qYpEh5pDx2zVkum amp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。ksv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 ksv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。 gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。根據(jù)理論分析，輸出信號的幅度范圍和精度指標(biāo)都有很大的提升空間。通過檢測，這個系統(tǒng)性能良好，能夠滿足設(shè)計要求。這樣采能使得三角波輸出所需的幅度值。波形的切換通過一個模擬開關(guān)來完成。這時，系統(tǒng)的程序參數(shù)通道 1的頻率改變了，主控系統(tǒng)會按照程序控制通道 1的 DDS 模塊輸出頻率為 1100Hz 的信號。放大器模塊用了運放 OP07，信號首先經(jīng)過一個電容器隔直后，經(jīng)過一個電阻輸入到反向輸入端。根據(jù)公式 Vout=1／ CR∫Vin dt， 可知調(diào)整電容或者電阻的值就可以實現(xiàn)對積分電路得調(diào)整 ,根據(jù)實際情況，本課題采用改變電阻阻值的方法。將這一個電壓值輸入到比較器的反向輸入端，將正弦波輸入到同向輸入端。 本次研究 使用了 8MHz 時鐘頻率，最高輸出頻率 2/clkout ff ? 。這一指令可能是改變信號頻率，可能是改變信號幅度， 也可能是改變信號波形。另一路正弦波信號輸入到波形選擇模塊，作為整個系統(tǒng)的正弦波輸出。如果輸出一個頻率相對較高的正弦波，在控制器速度不是很高的情況下，波形會失真。運算放大器輸出 Vo為： )2*2*2*(2 * 002211 DDDR RVV NNnnn fREFo ?????? ???? 可見，輸入的數(shù)字量和輸出的模擬量是成正比，從而實現(xiàn)了從數(shù)字量到模擬量的轉(zhuǎn)換 。在觸發(fā)器置零的時候，模擬開關(guān) SW 將會斷開，此時恒流源 B 將被斷開，僅有恒流源 A向電容 C 充電。這套儀器主要采用 AVR 單片機、 DDS 模塊、 LED、鍵盤產(chǎn)生方波、正弦波、三角波和掃頻波及實現(xiàn)輸出幅度、頻率在一定范圍內(nèi)可調(diào)及顯示 。 低頻信號發(fā)生器：包括視頻 （ 1Hz～ 10MHz）和音頻（ 200Hz～ 20210Hz）范圍的正弦波信號發(fā)生器。通過研究與實踐，所研制的信號發(fā)生器已經(jīng)能夠滿足 實驗室教學(xué) 需求。頻率范圍可從幾 uHz 的超低頻直到幾十 MHz[6]。 (5) (6)進(jìn)行全文總結(jié)，并給出下一步研究建議。如此循環(huán)下去。 將不同的波形，不同的幅度所對應(yīng)的數(shù)據(jù)值存成數(shù)據(jù)表，就可以輸出所需的波形，頻率，幅度，以及占空比。而軟件編程只需控制數(shù)字電位器就可以調(diào)整信號的頻率和占空比，也比較方便，因此這種方案相對來說是比較簡單的。 波形選擇模塊在 Atmega128 控制器的控制下，選擇輸出這三個波形的其中之一。例如：控制 DDS 系統(tǒng)模塊改變頻率、控制積分模塊改變積分參數(shù)、控制放大系統(tǒng)模塊改變放大參數(shù)、控制波形選擇系統(tǒng)模塊改變輸出的波形等等。就是說 AD9832 在 SCLK 的下降沿的時侯將會讀取 SDATA 的電平狀態(tài)。通過調(diào)整電位器的阻值，可以調(diào)整分壓的大小，這一電壓的改變，可以改 變高電平和低電平的時間，從而改變方波的占空比。積分電容將反向輸入端與輸出端連接到一起。通過調(diào)整數(shù)字電位器的電阻阻值，就可以調(diào)整整個放大器的放大倍數(shù)。如果沒有改變，則維持原來狀態(tài)。當(dāng)選擇正弦波時，通道 1將會導(dǎo)通。 5 系統(tǒng)測試 系統(tǒng) 測試情況 正弦 波測試情況 通道 2為正弦波時，通道 1分別為正弦波、三角波、方波時的測試圖形