【文章內(nèi)容簡介】 電路中。當(dāng)頻率在 1100Hz~1400Hz 之間時，通道 3 的電阻會被接入電路中。當(dāng)頻率在 1500Hz~2100Hz 之間時，通道 4的電阻會被接入電路中。當(dāng)頻率在 2200Hz~3000Hz 之間時，通道 5的電阻會被接入電路中。 波形選擇模塊控制程序流程 監(jiān) 測 輸 出 波 形的 狀 態(tài)是 否 為 正 弦 波是 否 為 三 角 波是 否 為 方 波選 擇 通 道 1選 擇 通 道 3選 擇 通 道 2選 擇 通 道 1返 回開 始是否是否是否 圖 44波形選擇模塊控制程序流程圖 如圖 44，波形選擇模塊用于同一個通道不同波形切換。波形的切換通過一個模擬開關(guān)來完成。當(dāng)需要切換波形的時候，改變波形對應(yīng)的參數(shù)。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。當(dāng)選擇正弦波時，通道 1將會導(dǎo)通。當(dāng)選擇三角波時，通道 2將會導(dǎo)通。當(dāng)選擇方波時，通道 3將會導(dǎo)通。當(dāng)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(dǎo)通。 放大器模塊控制程序流程 開 始返 回是 否 為 三 角 波 是 否 為 正 弦 波 是 否 為 方 波是 否 改 變 幅 度改 變 放 大 器 的放 大 參 數(shù)是 否 改 變 幅 度改 變 放 大 器 的放 大 參 數(shù)是 否 改 變 幅 度改 變 放 大 器 的放 大 參 數(shù)頻 率 是 否 改 變設(shè) 置 放 大 器 為 固 定放 大 參 數(shù)否 否 否否否否否是是是是是 是是 圖 45放大器模塊控制程序流程圖 如圖 45，放大器控制模塊用于信號幅值的調(diào)整。當(dāng)程序進(jìn)入放大器控制模塊時，程序首先會對波形進(jìn)行判斷。如果是正弦波，在觀測其幅值對應(yīng)的參數(shù)是否發(fā)生變化，如果發(fā)生了變化，則會控制放大器模塊改變放大參數(shù)，使信號的幅度滿足要求值。同樣方波也是如此。而掃頻波不具有調(diào)幅這一功能，它只有一個幅度值。同正弦波與方波比起來，三角波除了要看幅度對應(yīng)的參數(shù)外，還要查看其頻率對應(yīng)的參數(shù)是 否有變化。因為三角波是由方波積分而來，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，但是仍然會有誤差。在不同的頻率下三角波的幅值仍然會有區(qū)別。所以在頻率改變后，也要調(diào)整放大器的放大參數(shù)。這樣采能使得三角波輸出所需的幅度值。 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。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。 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、方波時的測試圖形如圖 5圖 5圖 53。 黃色表示通道 1，藍(lán)色表示通道 2。 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 三角波測試情況 通道 2為三角波時，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 56。 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。 圖 57 通道 1為方波 圖 58 通道 1為正弦波 圖 59 通道 1為三角波 方波占空比測試 ， 如圖 5圖 51圖 51圖 51圖 514 所示 。 圖 512 通道 1占空比為 50%，通道 2占空比為 30% 圖 514 通道 1占空比為 70%，通道 2占空比為 30% 李沙育圖形觀察情況 通道 1與通道 2相位差 0176。 ， 如圖 5圖 511 所示。 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。 (如圖 51圖 513) 圖 512 圖 513 通道 2相位落后通道 1相位 180176。 (如圖 51圖 515) 圖 514 圖 515 通道 2相位落后通道 1相位 270176。 (如圖 51圖 517) 圖 516 圖 517 輸出掃頻波的圖形沒有給出。 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。包括：正弦波測試、三角波測試、方波測試、占空比測試以及李沙育波形的觀測。通過檢測，這個系統(tǒng)性能良好，能夠滿足設(shè)計要求。 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 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。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)及顯示的功能。 主要研究工作如下： （ 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(jìn) 500mV。誤差為177。 10% ； （ 4）輸出波形頻率是 500Hz~3000Hz，步進(jìn) 100Hz，誤差為177。 5% ； （ 4）方波占空比可調(diào)； （ 5）輸出掃頻波，掃頻范圍 500Hz~10kHz； （ 5）李沙育圖形的觀測； 為了讓學(xué)生 了解信號發(fā)生器的原理 和工作流程，本文 設(shè)計 的 用于實驗教學(xué)的 信號發(fā)生器的性能指標(biāo)并不高。這樣可以 使學(xué)生對儀器的 功能實現(xiàn) 更加關(guān)注 ，更有利于 學(xué)生 對原理及工作流程的掌握。 本文介紹的信號發(fā)生器在性能指標(biāo)上留有很大的提升空間。 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(dá)到 3MHz，頻率分辨率為 。則對于信號頻率的范圍和精度的性能指標(biāo)都有很大的提高空間。 (2)放大器模塊的調(diào)整參數(shù)為數(shù)字電位器的阻值。采用的數(shù)字電位器 X9C104的阻值范圍是 40 歐姆到 100K 歐姆。內(nèi)部含有 99 個電阻單元的電阻陣列。放大器的工作電壓為土 12V。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。 (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。 (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。將這一直流偏量去除會更加完美。 隨著高科技產(chǎn)品對人們生活影響力越來越大，作為基礎(chǔ)儀器的信號發(fā)生器的地位也越來越高。具有更高制造水平、更高性能指標(biāo)的信號發(fā)生器還需要我們?nèi)パ芯?、去?chuàng)造。 參 考文獻(xiàn) [1] 林占江 .電子測量技術(shù) [M]. 電子工業(yè)出版社， 2021. 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