【正文】 ator design scheme，based on QT software to achieve arbitrary waveform data to generate a higher degree of QT module，running speed，low cost，easy to develop and are all open source．So whether it is based on the development of electronic technology，market demand or softwarebased quick and easy to use QT to achieve arbitrary waveform data generation is groundbreaking and is still very necessary．The arbitrary waveform generator can generate arbitrary waveforms according to the user 39。 課題來源、目的及意義 2167。 4167。 軟件合成法 4167。 本文主要研究?jī)?nèi)容 6第2章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 7167。 基本波形的設(shè)計(jì) 8167。 手繪波形的設(shè)計(jì) 17167。 主操作界面 22167。 諧波參數(shù)輸入界面 23167。 手繪波形界面 24167。 按鍵事件的功能測(cè)試 26167。 諧波參數(shù)輸入的測(cè)試 29167。 手繪波形的功能測(cè)試 34第5章 系統(tǒng)測(cè)試結(jié)果 35結(jié) 論 39參考文獻(xiàn) 40致 謝 41IV前 言隨著電子測(cè)量及其他部門對(duì)各類信號(hào)發(fā)生器的廣泛需求及電子技術(shù)的迅速發(fā)展，促使信號(hào)發(fā)生器種類增多，性能提高。任意波發(fā)生器在工業(yè)生產(chǎn)、科研實(shí)驗(yàn)中獲得了越來越廣泛的應(yīng)用；如在雷達(dá)、通訊、仿真、電子、生物、機(jī)械、計(jì)算機(jī)等一系列系統(tǒng)測(cè)試中，都要用到任意波發(fā)生器；尤其是在要求同步輸出任意波形的場(chǎng)合以及需要產(chǎn)生復(fù)雜波形信號(hào)的場(chǎng)合，任意波發(fā)生器具有特別的優(yōu)勢(shì)。QT是1991年奇趣科技開發(fā)的一個(gè)跨平臺(tái)的C++圖形用戶界面應(yīng)用程序框架。QT是面向?qū)ο蟮目蚣?，使用特殊的代碼生成擴(kuò)展以及一些宏，易于擴(kuò)展，允許組件編程。所以不管是基于電子技術(shù)的發(fā)展、市場(chǎng)的需求還是基于軟件的方便快捷，使用QT來實(shí)現(xiàn)任意波數(shù)據(jù)的生成是開創(chuàng)性的并且還是十分有必要的。 課題來源、目的及意義波形發(fā)生器即通常所說的信號(hào)發(fā)生器是一種常見的信號(hào)源，廣泛應(yīng)用與電子電路、自動(dòng)控制和科學(xué)試驗(yàn)領(lǐng)域，是一種為電子測(cè)量工作提供符合嚴(yán)格技術(shù)要求的電信號(hào)設(shè)備。在科學(xué)研究、工程教育及生產(chǎn)實(shí)踐中，如工業(yè)過程控制、教學(xué)實(shí)驗(yàn)、機(jī)械振動(dòng)實(shí)驗(yàn)、動(dòng)態(tài)分析、材料實(shí)驗(yàn)、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域，常常需要用到低頻信號(hào)發(fā)生器。譬如在示波器、電視機(jī)等儀器中，為了使電子按照一定規(guī)律運(yùn)動(dòng)，以及利用熒光屏顯示圖像，常用到鋸齒波產(chǎn)生器作為時(shí)基電路。但市場(chǎng)上能看到的儀器在頻率精度、寬帶、波形種類及控制方面都已不能滿足許多方面的需求。167。作為當(dāng)代最新的一類信號(hào)源，引起了世界各國(guó)的廣泛重視，紛紛投入人力物力進(jìn)行研究制作。第二，主要采用了直接數(shù)字頻率合成技術(shù)(Direct Digital frequency Synthesis，簡(jiǎn)稱DDS) ，研究制作基本上均采用了軟件結(jié)合硬件的方式。第三，大量使用各種高速器件提高時(shí)鐘頻率，使任意波形發(fā)生器輸出波形頻率不斷提高，能應(yīng)用于越來越廣泛的領(lǐng)域。上位機(jī)于任意波形發(fā)生器硬件模塊廣泛使用RS232/48GPIB等總線進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，近年，USB接口也逐步被廣泛研究和應(yīng)用。由于VXI總線的逐步成熟和對(duì)測(cè)量?jī)x器的高要求，在很多領(lǐng)域需要使用VXI系統(tǒng)測(cè)量和產(chǎn)生復(fù)雜的波形，VXI的系統(tǒng)資源提供了明顯的優(yōu)越性。就任意波形發(fā)生器技術(shù)而言，目前引領(lǐng)技術(shù)潮流的仍是國(guó)外的幾大儀器公司，如美國(guó)國(guó)家儀器有限公司NI，美國(guó)安捷倫（Agilent）公司，美國(guó)泰克（Tektronix）公司，從臺(tái)式機(jī)到插卡式模板都有不同檔次的產(chǎn)品。Agilent公司是單純的采用DDS技術(shù)來合成波形，這樣在電路結(jié)構(gòu)上要簡(jiǎn)單得多，性價(jià)比很高。這些產(chǎn)品代表了任意波形發(fā)生器的發(fā)展趨勢(shì)：即更高取樣率，更高分表率，更大存儲(chǔ)量和更豐富的人機(jī)接口界面[6]。但總的來說，我國(guó)任意波形發(fā)生器還沒有形成真正的產(chǎn)業(yè)。任意波形發(fā)生器作為信號(hào)發(fā)生器家族的一個(gè)新的成員，技術(shù)發(fā)展十分迅速，市場(chǎng)份額也日漸擴(kuò)大，其狀況和地位有如示波器家族中的數(shù)字存儲(chǔ)示波器，以美國(guó)TEK公司為代表的國(guó)際各大電子測(cè)量?jī)x器公司，其任意波形發(fā)生器產(chǎn)品已經(jīng)紛紛形成系列，開始逐步取代傳統(tǒng)的函數(shù)發(fā)生器，可以說任意波形發(fā)生器已經(jīng)成為信號(hào)源的發(fā)展方向。167?；赩XI總線的任意波形生成將實(shí)現(xiàn)儀器的高速、模塊化，可以通過PC機(jī)調(diào)用任意波形生成的軟件面板來對(duì)儀器進(jìn)行控制，具有測(cè)試精度高、使用空間小等特點(diǎn)。作為一種基于VXI總線的卡式儀器，它可以很方便地與VXI總線測(cè)試系統(tǒng)集成，很大限度的發(fā)揮計(jì)算機(jī)和微電子技術(shù)在當(dāng)今測(cè)試領(lǐng)域中的應(yīng)用，具有一定的應(yīng)用和發(fā)展前景。用DSP求解一個(gè)數(shù)字遞推關(guān)系式產(chǎn)生出波形的離散序列，輸出給D/A轉(zhuǎn)換器，可以獲得較高頻率的波形信號(hào)。167。這種方法是優(yōu)點(diǎn)是電路簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是不能產(chǎn)生高頻率的信號(hào)。167。DDS是把一系列數(shù)字量信號(hào)通過D/A轉(zhuǎn)換形成模擬信號(hào)的合成技術(shù)。一個(gè)典型的DDS系統(tǒng)應(yīng)包括：參考時(shí)鐘，正弦查找表，相位累加器，D/A轉(zhuǎn)換電路和濾波器等組成[5]，如圖11所示。將圖11中的正弦查找表用波形存儲(chǔ)器來替代[10]，得到圖形如圖12所示。指定頻率正弦波濾波器頻率控制器參考時(shí)鐘D/A轉(zhuǎn)換器波形存儲(chǔ)器相位寄存器指定頻率正弦波圖12 任意波形DDS系統(tǒng)167。QT的模塊程度更高、運(yùn)行速度快、成本低、開發(fā)方便并且全部都是開放源代碼。QT的界面設(shè)計(jì)十分強(qiáng)大，使軟件更加符合人們的要求，更加的人性化。本設(shè)計(jì)的主要工作如下：分析任意波形數(shù)據(jù)生成的發(fā)展、分類、及各種任意波形生成的方法。系統(tǒng)模塊調(diào)試：軟件整體設(shè)計(jì)結(jié)束后，對(duì)各個(gè)模塊就行測(cè)試、修改直達(dá)到滿意的結(jié)果。第2章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)167。本系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)框圖如圖21所示。本設(shè)計(jì)的諧波是基于正弦波實(shí)現(xiàn)的?；静ㄐ蔚暮铣墒腔诨静ㄐ蔚幕A(chǔ)上，在任意波形任意相位任意點(diǎn)處，與任意波形連接，也可以是在某些位置處和其他波形合成，形成一個(gè)新的波形。初始化有鍵按下NY諧波基本波形手繪波形參數(shù)選擇參數(shù)選擇參數(shù)選擇顯示輸出繼續(xù)添加波形NY開始結(jié)束 圖22 系統(tǒng)流程圖167。對(duì)于創(chuàng)建一個(gè)新的QT應(yīng)用程序來說，QT使用一個(gè)project workspace來存儲(chǔ)該項(xiàng)目所需的所有文件，其中project workspace就是一個(gè)文件夾，與項(xiàng)目相關(guān)的文件存儲(chǔ)在該文件夾下。我們?cè)贜ew選擇一個(gè)項(xiàng)目類型，創(chuàng)建一個(gè)新的GUI application首先從菜單單欄中選擇File項(xiàng)打開如圖24和圖25所示。當(dāng)開始一個(gè)新項(xiàng)目里首先想好三項(xiàng)內(nèi)容。圖26項(xiàng)目是否需要?jiǎng)?chuàng)建界面（需要的話，創(chuàng)建界面上打上勾）。QT提供給應(yīng)用程序開發(fā)者建立藝術(shù)級(jí)的圖形用戶界面所需的所用功能。主界面窗口大小為600*500的，包含一個(gè)tableView和九個(gè)按鍵。如圖27。信號(hào)和槽是一種高級(jí)接口，應(yīng)用于對(duì)象之間的通信，它是 QT 的核心特性，也是 QT 區(qū)別于其它工具包的重要地方。這九個(gè)按鍵的槽函數(shù)分別為：add_bx_signal、add_signal、tuyaban、del_signal、save_file、about_software、clear_signal、open_file、Quit。圖27 主界面的運(yùn)行界面public slots：在這個(gè)區(qū)內(nèi)聲明的槽意味著任何對(duì)象都可將信號(hào)與之相連接。protected slots：在這個(gè)區(qū)內(nèi)聲明的槽意味著當(dāng)前類及其子類可以將信號(hào)與之相連接。private slots：在這個(gè)區(qū)內(nèi)聲明的槽意味著只有類自己可以將信號(hào)與之相連接。我們以上九個(gè)槽函數(shù)都屬于這一類型?；静ㄐ问紫仁窃谙到y(tǒng)的mix類中，它的程序流程圖如圖28所示。圖29 基本波形的設(shè)計(jì)界面此模塊包含有波形、幅值、相位、起始點(diǎn)、終止點(diǎn)、確定及取消。這幾個(gè)槽函數(shù)的定義都在mix的頭文件中private slots中。這些函數(shù)定義都在頭文件的public slots中，函數(shù)程序與正弦波的函數(shù)程序相類似。 諧波的設(shè)計(jì)諧波在設(shè)計(jì)中首先要?jiǎng)?chuàng)建屬于諧波的類，創(chuàng)建類的過程見2．2基本波形類的創(chuàng)建。輸入?yún)?shù)生成基波計(jì)算顯示輸出繼續(xù)添加諧波Y開始結(jié)束N