【正文】 V） 正弦 顯示 19 測量 19 方波 顯示 20 19 測量 20 19 三角 顯示 測量 20dB （ V） 正弦 顯示 測量 方波 顯示 2 測量 2 三角 顯示 測量 2 40dB （ mV） 正弦 顯示 190 202 206 206 206 202 196 測量 202 206 206 208 198 196 190 方波 顯示 190 202 206 206 206 202 198 測量 212 208 204 200 194 190 188 三角 顯示 188 204 202 202 204 202 194 測量 204 206 206 206 202 198 190 測試條件：幅度旋鈕旋至最大，負載為 50Ω，溫度為常溫。電壓幅度測量值與顯示結(jié)果如表 51 所示。 淮安信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院論文 28 測量結(jié)果表明，正弦波的平坦度比較好，方波的 平坦度由于通道帶寬的原因，在高頻時衰減比較大。不同衰減引起的誤差可以通過調(diào)節(jié)電阻的阻值精度減小誤差。對于不同波形引起的誤差通過在 AD 轉(zhuǎn)換的程序中采用誤差系數(shù)進行校正，以提高測量精度。 對于不同頻率、不同波形引起的幅度差別，主要是由于以下幾種原因引起： 1．方波和正弦波存在不同的通道，引起了它們幅度上不能完全相等； 2．方波存在過沖，在不同頻率時，過沖的幅度也不同，低頻的時候過沖的幅度大，因此峰值檢波后電壓的幅度相差較大，引起方波在不同頻率時幅度不等； 3．由于通道平坦度的問題，引起信號在高頻和低頻存在不同的 衰減； 4．峰值檢波電路對于不同頻率、不同波形存在不同的充電時間，因此產(chǎn)生的影響比較大，在 AD 轉(zhuǎn)換程序中采用不同的誤差系數(shù)校正來減小由此引起的顯示誤差； 5．單片機內(nèi)部 AD 轉(zhuǎn)換本身存在一定的誤差。 外測頻參數(shù)測試 信號發(fā)生器的外測頻率范圍為： 5Hz～ 10MHz，輸入信號幅度要求 50mV～ 100V，采用 Agilent33250A 信號發(fā)生器的輸出作為被測輸入信號。外測頻的頻率測量顯示結(jié)果如表 52 所示。 表 52 外測頻測量結(jié)果表 輸入頻率 kHz 測量頻率 kHz 測量結(jié)果表明，外測頻功能已經(jīng)達到指標(biāo)要求，但仍存在一定的誤差，通過分析誤差來源有以下幾種可能： 1．單片機延時不準(zhǔn)確，導(dǎo)致基準(zhǔn)信號有誤差，會造成計數(shù)結(jié)果的誤差； 2．單片機中計算外測頻率時用的是定點計算，而非浮點計算，數(shù)據(jù)會有截斷誤差； 3．外測頻率采用 6 位 LED 顯示，最高顯示精度為十萬分之一，其舍去位數(shù)會有有效數(shù)字，所以造成低于測量精度的顯示誤差； 4．輸入信號的頻率存在誤差。 頻率顯示參數(shù)測試 由鍵盤輸入頻率，信號發(fā)生器的由 6 個數(shù)碼管進行顯示，用示波器來測量信號發(fā)生器的實際輸出頻率大小，測量精度為 1Hz。 測量的條件是：信號發(fā)生器的輸出電壓為 1V，負載為 50Ω，溫度為常溫狀態(tài)下。測量的結(jié)果如表 53 所示。 第五章 信號發(fā)生器參數(shù)測試 29 表 53 頻率測量的結(jié)果 鍵盤輸入頻率（ kHz） 1 10 100 1000 2021 顯示頻率（ kHz） 1 10 100 1000 2021 測量值（ kHz） 測量結(jié)果表明，鍵盤輸入頻率和顯示頻率不存在誤差問題，但是和實際測量值存在一定的誤差，主要原因有以下幾點： 1． DDS 信號產(chǎn)生的時候，相位累加器本身存在一定的誤差； 2．單片機在進行數(shù)據(jù)處理時存在精度的問題，進行浮點運算時舍去了一些有效數(shù)字； 3．用示波器測量信號頻率，測量儀器本身存在一定的誤差。 信號發(fā)生器的典型波形 （ a） 正 弦波 （ b）方波 （ c）三角波 圖 51 幅度為 1V、頻率為 2MHz時三種典型信號的波形 淮安信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院論文 30 （ a） 正弦波 （ b） 方波 （ c） 三角波 圖 52 峰峰值為 、頻率為 1kHz時三種典型信號的波形 圖 51 為信號發(fā)生器在頻率為 2MHz、幅度為 1V 時的三種典型的波形。圖 52 為信號發(fā)生器在頻率為 1kHz、衰減為 40dB、輸出信號峰峰值為 時 的三種典型的信號波形，信號中的直流漂移小于 。大信號時采用 Agilent54642D 對波形進行測試，小信號時采用 CA8020 進行測試。 從波形上可以看出，正弦波、方波和三角波的波形比較理想，尤其在小信號時波形比較干凈，干擾很小。 第六章 結(jié)論與展望 31 第六章 結(jié)論與展望 實踐表 明，利用 AD9834 設(shè)計的 數(shù)控信號發(fā)生器 具有速度快、頻率分辨率高、體積小、系統(tǒng)工作穩(wěn)定、使用方便等優(yōu)點。因此它有很強的實用價值。 AD9834 工作可靠，對參考時鐘波形要求不高，輸出信號穩(wěn)定且信噪比高，是一種性價比很高的 DDS 芯片。由于 AD9834 外圍設(shè)計簡單，控制方便，并且輸出信號純凈，幾乎不含噪聲，適合精確頻率合成方面的應(yīng)用 [9]。 本文所設(shè)計的數(shù)字信號發(fā)生器仍存在很多有待改進的地方，有如下幾個方面： 1．輸出信號頻率需要進一步提高。此信號發(fā)生器所能輸出的最高頻率為 2MHz,這在通信方面是遠遠不能滿足用戶要求的，在以后的設(shè)計過程中，可以考慮把信號發(fā)生器的輸出信號頻率提高到 10MHz，甚至 20MHz； 2．外測頻的測率范圍和精度，有待進一步提高； 3．軟件部分還需要近一步完善，實現(xiàn)更多的功能。此信號發(fā)生器使用鍵盤來控制的，在以后的設(shè)計過程中可以考慮 用 PC 機來控制信號發(fā)生器波形的產(chǎn)生，同時提供圖形化的波形編輯界面，使用者只需要在 PC 機生成所需波形，通過串口控制信號發(fā)生器產(chǎn)生波形，實現(xiàn)智能化的信號發(fā)生器； 4．波形的限制，此信號發(fā)生器只能產(chǎn)生正弦波、方波以及三角波，在使用上有一定的限制。在以后的設(shè)計過程中，可以考慮更多種波形輸出，例如：鋸齒波、階梯波和FSK/ASK 等信號； 今后可在現(xiàn)有的信號發(fā)生器基礎(chǔ)上提高其輸出頻率，增加輸出波形的種類，提高其輸出幅度的顯示精度。在系統(tǒng)上需考慮作以下處理：采用數(shù)字信號處理芯片TMS320LF3207 代替現(xiàn)有的單片機 C8051F206,提高其控制部分的功能； DSP 芯片的接口采用 EPM3256 取代 EPM3128，提高接口的功能擴展；幅度輸出采用數(shù)控方式，提高輸出的精度；增加大功率輸出控制。模擬通道部分需作適當(dāng)?shù)男薷?，進一步提高信號通道的帶寬。系統(tǒng)增加功能后可能會對現(xiàn)有系統(tǒng)帶來干擾和影響，如何解決現(xiàn)有系統(tǒng)和增加模塊之間的結(jié)合問題是今后再進行信號發(fā)生器電路設(shè)計時所需要重點考慮的問題。 本文設(shè)計的函數(shù)發(fā)生器相對于一般信號發(fā)生器具有如下特點： 1．信號干擾小，尤其在小信號 1mV 時干擾很?。? 2．保護電路完善，當(dāng)輸出端有直流電壓倒灌時 ，能夠自動切斷輸出，有效地保護電路； 3．波形質(zhì)量高，正弦波、方波和三角波失真小，方波上升時間?。? 4．小信號 1mV 時直流漂移小于 ； 5．面板操作的人性化設(shè)計，方便用戶使用； 6．加入直流偏置，波形不會出現(xiàn)失真； 7．模擬信號調(diào)理部分采用集成電路實現(xiàn)，系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，分布參數(shù)變化小； 8．單片機接口采用 CPLD 芯片，它們之間通信采用尋址方式處理，功能擴展方便。 淮安信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院論文 32 致謝 33 致 謝 在論文完成之際，我首先向關(guān)心幫助和指導(dǎo)我的 劉步中、莊海軍兩位 指導(dǎo)老師表示衷心的感謝并致以崇高的敬意！在論文工作中，我遇到了很多 問題，論文的格式，專業(yè)的知識部分，一直得到 劉步中、莊海軍兩位 老師的親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)， 劉步中、莊海軍兩位 老師淵博的學(xué)識、嚴(yán)謹?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、求實的工作作風(fēng)一直感染著我，他敏捷專業(yè)的思維給我留下了深刻的印象，我將終生難忘，再一次向 劉步中、莊海軍兩位 老師表示衷心的感謝，感謝他為學(xué)生營造的濃郁學(xué)術(shù)氛圍，以及學(xué)習(xí)、生活上的無私幫助 ! 值此論文完成之際，謹向 劉步中、莊海軍兩位 老師致以最崇高的謝意 ! 光陰似箭，默然回首，在學(xué)校的學(xué)習(xí)生活即將結(jié)束，回顧兩年多來的學(xué)習(xí)經(jīng)歷，面對現(xiàn)在的收獲，我感到無限欣慰。為此，我向熱心幫助過我 的所有老師和同學(xué)表示由衷的感謝 ! 在我即將完成學(xué)業(yè)之際，我深深地感謝我的家人給予我的全力支持！ 最后，衷心地感謝在百忙之中評閱論文和參加答辯的各位專家、教授 ! 參考文獻 34 參考文獻 [1] 王曉升 ,沙勝賢 .基于 DDS 的任意波形發(fā)生器實現(xiàn) [J].長春工程學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)版） .2021,02:5658 [2] 楊恒 ,盧飛成編著 .FPGA/VHDL 快速工程實踐入門與提高 [M].北京 :國防工業(yè)出版社 ,2021 [3] 欒寶寬 ,方蕾 ,馮永浩 .基于 DDS 的信號發(fā)生器的設(shè)計與實現(xiàn) [J].電子工程師 .2021,10期 :3839 [4] 陶益凡 .基于 DDS 的信號發(fā)生器的研制 [D]:[碩士學(xué)位論文 ].南京 :南京信息工程大學(xué) , [5] 薛文 .DDS 任意波形的設(shè)計與實現(xiàn) [D]:[碩士學(xué)位論文 ].南京 :南京理工大學(xué) , [6] 鄧重一 .基于 DDS 技術(shù)的頻率合成源設(shè)計儀表技術(shù)與傳感器 [J].2021,10 期 :3740 [7] 聶祥羿 ,王自 ,高國升 .應(yīng)用 dds 芯片 AD9835 開發(fā)的一種高精度頻率信號發(fā)生器 [J].電子技術(shù)應(yīng)用 .2021,06 期 :6264 [8] 李萍 .基于 dds 技術(shù)的頻率給定方法 [J].中國計量 .2021,04 期 :6061 [9] 潘新民 ,王燕芳 .微型計算機控制技術(shù) [M].北京 :電子工業(yè)出版社 ,2021 [10] 田良 .綜合電子設(shè)計與實踐 [M].南京 :東南大學(xué)出版社 ,2021 [11] 王道憲 .CPLD/FPGA 可編程邏輯器件應(yīng)用與開發(fā) [M].北京 :國防工業(yè)出版社 ,2021 [12] 求是科技 .CPLD/FPGA 應(yīng)用開發(fā)技術(shù)與工程實踐 [M].北京 :人民郵電出版社 ,2021 [13] 徐志軍主編 .大規(guī)模可編程邏輯器件及其應(yīng)用 [M].西安 :西安電子科技大學(xué)出版社 ,2021 [14] 潘琢金 ,施 國君編著 .C8051Fxxx高速 SOC單片機原理及應(yīng)用 [M].北京 :北京航空航天大學(xué)出版社 ,2021 [15] 張培仁主編 .基于 C 語言編程 MCS51 單片機原理與應(yīng)用 [M].北京 :清華大學(xué)出版社 ,2021 [16] 胡偉 ,季曉衡編著 .單片機 C 程序設(shè)計及應(yīng)用實例 [M].北京 :人民郵電出版社 ,2021 [17] 鄒應(yīng)全 .全數(shù)字中頻接收機電路設(shè)計 [D]:[碩士學(xué)位論文 ].成都 :電子科技大學(xué) , [18] 徐愛軍編著 .單片機高級語言 C51 Windows 環(huán)境編程與應(yīng)用 [M].北京 :電子工業(yè)出版社 ,2021 [19] 李建忠編著 .單片機原理及應(yīng)用 [M].西安 :西安電子科技大學(xué)出版社 ,2021 [20] 陳云洽 ,保延翔編著 .CPLD 應(yīng)用技術(shù)與數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計 [M].北京 :電子工業(yè)出版社 ,2021 [21] 童詩白 .模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)（第 2 版） [M].北京 :高等教育出版社 ,2021 致謝 35 [22] 閻石 .數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)（第四版） [M].北京 :高等教育出版社 ,1998 [23] 張厥盛 ,鄭繼禹 ,萬心平 .鎖相技術(shù) [M].西安 :西安電子科技大學(xué)出版社 ,2021 [24] 黃正瑾 .電子設(shè)計競賽賽題解析 [M].南京 :東南大學(xué)出版 社 ,202