基于QT任意波发生器毕业设计论文
50MHz波形发生器模拟输出通道设计毕业论文
50MHz波形发生器模拟输出通道设计毕业论文中文摘要随着数字集成电路微电子技术和EDA技术的深入研究DDS技术以其有别于其它频率合成技术的优越性能和特点成为现代频率合成技术中的佼佼者根据题目要求我们以单片机C8051F020芯片和AD9707芯片为核心辅以必要的模拟电路设计一台信号波形发生器使之能产生正弦波方波和三角波该系统主要由控制模块信号模块显示模块键盘输入模块构成仅用单片AD9707就实现了直接数字频率合成技术DDS产生幅度稳定的正弦波输出的正弦波经过比较电路来实现方波的输出而三角波则是在方波的基础上通过接入积分电路来实现的单片机对内部寄存器控制AD9707就可以产生一个频谱纯净频率和相位都可编程控制且稳定性很好的模拟波形整个系统结构紧凑电路简单功能强大可扩展性强通过键盘输入LCD 显示形成人机交互界面实现对输出信号的控制模拟通道是整个波形发生器最重要的组成部分之一波形发生器模拟通道的带宽是评价其性能的主要指标随着波形发生器的飞速发展其模拟通道带宽成为制约其发展的瓶颈之一因此设计具有噪声更低带宽更高交直流特性更好的模拟通道是波形发生器研究的重要内容关键词波形发生器模拟通道 DDS AD9707 C8051F020Title 50MHz channel analog output waveform generatordesignAbstractAs digital integrated circuitsmicroelectronic technology andin-depth study of EDA technology its technology is different from other DDS frequency synthesizer technology and the superior performance characteristics of a modern frequency synthesis technology leader Under the title we C8051F020 microcontroller chip and AD9707 chip as the core supplemented by the necessary circuit simulation design a signal waveform generator so that it can produce sine square and triangular wave The system mainly by the control module signal modules modules a keyboard input module Just to achieve a single-chip AD9707 Direct Digital SynthesisDDS resulting in steady increase sine wave The sine wave output circuit comparison to the output of square triangle and square wave is on the basis of the access points through the circuit to achieve SCM internal control registers the AD9707 can produce a spectrum of pure programmable frequency and phase control and stability are good simulation waveforms the whole system compact simple circuit powerful scalable and strong The keyboard input a LCD display interactive interface the output signal of the control Analog channel digital oscilloscope is the most important components of the analog channel digital oscilloscope Bandwidth of the oscilloscope to evaluate the performance of key indicators With the rapid development of digital oscilloscope the analog channels with Wide as one of the bottlenecks restricting its development Therefore the design has lower noise higher bandwidth AC and DC characteristics and better analog channel digital storage oscilloscope is an important part of the studyKeywordsWaveform generators Analog channel DDS AD9707 C8051F020 目录1 绪论411课题背景 412 本文涉及的主要技术92 系统设计1021方案论证10com 信号模块10com块 11com模块12com 信号处理模块 12com模块的最终方案1222 理论分析与计算12com 频率精度计算 12com DDS的理论分析13com DDS的参数计算143 硬件系统设计1631 硬件元器件的选用16com C8051F020控制芯片简介16com AD9707简介及接口电路1732 单元硬件电路设计19com 电源电路19com 低通滤波电路 19com 衰减电路21com 偏移电路22com 放大电路224 软件系统设计2441程序流程图 245 系统分析及定标 2751 指标测试27com 误差分析27com 测试仪器2752 信号参数定标27com 定标原理27com 定标方法286 结束语30致谢31参考文献32附录A 硬件电路图34附录B 对AD9707编程的主要源程序清单351 绪论11课题背景波形发生器是工程测试及试验中常会用到的一种电子仪器传统的波形发生器多采用模拟分离元件来实现产生的波形种类受到电路硬件的限制其灵活性和稳定性也相对较差近年来随着EDA[1]技术和大规模集成电路的发展使得复杂的电路有了新的实现途径从而使得波形发生器的性能及功能有了更大的发展在一些特殊的场合有时需要具有延时输出的多路同频信号来对具有多个测试目标的系统进行测试通常采用单通道波形发生器分别测试各个目标实现比较麻烦在电子技术领域常需要频率波形幅度都可以调节的电信号信号发生器就是用于产生这种电信号的电子测量仪器在六七十年代信号发生器开始迅速发展这个时期多采用模拟电子技术利用分离元件和模拟集成电路构成靠手动转换量程不仅体积大功耗大而且精度很难保证如低频信号发生器一般有RC或桥式振荡电路组成其频率稳定度只能做到10-4天以下高频信号发生器一般由LC振荡器组成其频率稳定度能做到10-5天[2]七十年代后微处理器的出现可以利用微处理器[3]AD和DA等器件使波形发生器的功能扩大产生更加复杂的波形这时期的波形发生器多以软件为主其实质是采用微处理器对DAC的程序控制就可以得到各种简单的波形软件控制波形的一个最大缺点就是输出波形的频率低输出频率主要由CPU的工作速度决定的如果想提高频率可以改进软件程序减少其执行周期或提高CPU的时钟周期但这些办法时有限度的当时能够产生正弦波的有效频宽不会超过1MHz要获得比较平滑的低失真度的波形频率一般不会超过10KHz八十年代后现代电子计算机和信号处理等技术的发展极大的促进了数字化技术在电子测量仪器的应用伴随着电子元器件电路及生产设备的高速化高集成化任意波形发生器出现了它的功能远比函数发生器强任意波形发生器是在1975年开发成功的从此信号发生器产品增加了一个新品种在任意波形发生器作为测量用信号激励源进入市场之前为了产生非正弦波信号已使用函数发生器提供三角波斜波方波和余弦波等几种特殊波形声音和振动分析需要复杂调制的信号源以便仿真真实的信号只有借助任意波形发生器例如医疗仪器测试往往需要心电波形任意波形发生器很容易产生各种非标准的振动信号早期的任意波形发生器主要着重音频频段现在的任意波形发生器已扩展到射频频段它与数字示波器DSO密切配合只要数字示波器捕获的信号任意波形发生器就能复制出同样的波形在电路构成上数字示波器是模拟数字转换任意波形发生器是数字模拟的逆转换目前任意波形发生器的带宽达到2GHz足够仿真许多移动通信卫星电视的复杂信号Hz工作稳定可靠但是寄生输出大需要大量的模拟元件结构复杂体积大成本高不能产生任意波形锁相环简称PLL频率合成技术也叫间接式频率合成所使用的电路较直接式频率合成简单它主要是将含有噪声的振荡器放在锁相环路内使它的相位锁定在希望的信号上从而使振荡器本身的噪声被抑制使它的输出频谱大大提纯锁相环频率合成技术提供了一种从单个参考频率获得大量稳定而准确的输出频率的方法并且频率输出范围宽电路结构简单成本低但是锁相环频率合成技术也有其固有缺点由于它采取闭环控制系统的输出频率改变后重新达到稳定的时间也就比较长一般为毫秒级所以锁相环频率合成器要想同时得到较高的频率分辨率和转换率非常困难同样也不能产生任意波形直接数字频率合成技术的基本原理就是利用采样定理按一定的相位间隔将待产生的波形幅度的二进制数据存储于高速存储器作为查找表用参考频率源一般为晶体振荡器作为时钟用频率控制字决定每次从查找表中取出波形数据的相位间隔以产生不同的输出频率对取出的波形数据通过高速DA转换器来合成出存储在存储器内的波形与其它频率合成方法相比较直接数字频率合成技术的主要优点是易于程控输出信号频率转换时相位连续输出频率范围宽稳定及准确度高其频率准确度一般可达到10或更好水平分辨率高其分辨率可以达到10Hz甚至更低而且频率转换速度快可小于100ns除此之外由于DDS技术是利用查表法来产生波形只要改变查找表中的数据就可以产生任意波形所以它不仅能产生正弦余弦方波三角波和锯齿波等常见波形而且还可以根据需要利用各种编辑手段产生传统函数发生器所不能产生的真正意义上的任意波形DDS技术具备许多优点近二十年来发展迅速各国都在研制DDS产品其中以AD 公司的产品比较有代表性如AD9850AD9851AD9852AD9858等其中AD9858的系统时钟达到1GHz而AD9852可以产生FSKPSK线形调频以及幅度调制信号其相位累加器达到了48位基于DDS技术的任意波形发生器发展同样非常迅速以Tektronix 公司和Agilent公司为代表的国际电子测量仪器公司其任意波形发生器产品已经形成系列目前Tektronix公司的台式任意波形发生器AFG3000系列的采样频率为2GSas输出信号最高频率为240MHzAgilent公司的PXI模块的任意波形发生器采样率为125GSas输出最高频率为500MHz台式的任意波形发生器33250A采样率为200MSas33220A的采样率为50MSas输出最高频率为20MHz任意波形发生器的应用非常广泛在原理上可仿真任意波形只要数字示波器或其它记录仪捕捉到的波形任意波形发生器都可复制出特别有用的是仿真单次偶发的信号例如地震波形汽车碰撞波形等等以下是几种尖端技术中任意波形发生器产生的复杂测量信号第一雷达信号仿真――雷科公司的任意波形发生器有调幅调频和脉冲三组输出组合调制信号输入微波信号发生器产生复杂的雷达信号模式用于仿真飞行器的雷达信令由于三组调制信号有严格的同步和低的相位噪声使这种序列信号既稳定又相位噪声极低序列内可插入触发波形循环断点而不会失去同步从而扩展成为复杂波形产生设备第二卫星音调仿真――任意波形发生器和微波信号发生器一起可产生通信卫星的音调仿真用于测试地面接受站特性任意波形发生器驱动上变频器在适当频率下产生几种音调在被测通道的测试序列插入空白段用于播送实况信号任意波形发生器的数量视音调数目和间隔而定这种测试方法同样可用来测试在同一通信链路内收发多个数据流的电信系统第三微机电系统的驱动――微机电系统有机械光学电学的多种信号需要几台任意波形发生器仿真激励和执行机构的复杂信号信号之间有严格的定时关系第四磁盘驱动器仿真――磁盘驱动器产生的同步数字和模拟信号可由任意波形发生器仿真用于读写数据的测试这种混合信号仿真可作为平板LCD等离子高清晰度电视等的测试信号第五数字通信的仿真――第三代移动通信属于多制式多种信号的综合对于这种包括语音图像和数据的复杂调制信号AWG可发挥积极作用和产生非常逼真的信号第六任意波形发生器复制数字示波器的偶发信号――利用两种仪器的互补特点任意波形发生器可复制出数字示波器的很难捕捉到的毛刺信号由于任意波形发生器的仿真功能越来越完善已成为通信雷达导航超声自动测量等复杂波形的信号源任意波形发生器 AWG 通常提供较深的存储器较大的动态范围以及较宽的带宽来满足各式各样的应用包括通信半导体和系统测试AWG接收来自PC的用户自定义数据并利用这些数据来生成任意波形AWG用户可以将想要产生的一系列波形下载到仪器所带的存储器中通常可以存储实际的波形和形成这些波形所需的波形序列指令现在请看一下AWG的基本架构要从AWG上产生一种波形必须先创建任意波形本身像模拟波形编辑器调制工具以及国家仪器公司 NI 的Lab VIEW这类的软件工具都能够简化这些波形的创建这些波形和其波形序列指令都存在仪器所带的RAM中波形生成序列通常从 TTL硬件触发器开始各种波形由许多单个的样本构成而生成采样率由仪器的采样时钟确定从内部采样时钟时基 100 MHz VCXO 中导出采样时钟有几种不同模式包括DDS定时DivN时钟以及几种提供不同外部时钟的模式另外对于用于仪器的锁相环的频率基准也有几种不同的选择波形通过存储器到数模转换器 DAC 数模转换器将数字采样样本转换成所需的模拟输出波形在DAC之前样本被数字滤波而经过DAC之后模拟输出又通过一个模拟滤波器这些数字和模拟滤波器通过插值来增加采样率并通过谐波低通滤波器滤除寄生信号从而极大地改进了信号的质量通常这些滤波器都能够软件编程AWG允许用户规定波形片断并通过重复来构建复杂波形由于AWG将波形存储在自身存储器中故波形长度受限波形循环帮助产生具有多次重复的子段的信号对波形段进行循环改善了存储效率并增加了波形的持续时间AWG还可以规定波形中不同的级每级都可以包括不同的波形段和不同的循环次数AWG依次产生每一个定义的波形段通过组合先后顺序和循环次数就能够利用很小的存储器容量来构建非常复杂的波形AWG可以为每段指定不同的波形片段不过不同段之间的过渡点上的相位不一定是连续的最后许多AWG都具有一个仿函数发生器功能此时当要求输出一个标准函数波形时可以先用软件来产生并下载到AWG上然后再由AWG输出这就不同于下面将要介绍的全DDS技术同时支持最高175 MSPS的更新速率图2-1 DDS原理框图DDS技术频率分辨率高转换速度快信号纯度高相位可控输出信号无电流脉冲叠加输出可平衡过渡且相位可保持连续变化方案论证从题目要求来看方案一可以满足题目合成频率范围的要求但信号发生器产生的频率稳定度精确度都不如DDS合成的频率另一方面DDS比信号发生器更容易精确控制所以我们选择DDS方案进行频率合成com块方案一采用89C51 芯片单片机[8]现在市场很多成品都在用它但89C51最大的缺陷在于不支持ISP在线更新程序功能对于短短几天的比赛时间用编程器对它进行下载程序是非常浪费时间和精力的如果将来要对产品进行升级的话也是非常困难的因此不考虑用80C51作控制模块的主芯片方案二C8051F020是 Cygnal 出的一种混合信号系统级单片机片上系统SOC 片内含CIP-51的CPU内核它的指令系统与MCS-51完成兼容其中的C8051F020单片机含有64KB片内Flash程序存储器4352B256B4KB的RAM8个I0端口共64根I0口线一个12位AD转换器和一个8位AD转换器以及一个双12位DA转换器2个比较器5个16位通用定时器5个捕捉比较模块的可编程计数定时器阵列看门狗定时器VDD监视器和温度传感器等部分C8051F020单片机支持双时钟其工作电压范围为27-36V端口I0RST和JTAG引脚的耐压为5V综合上述根据我们题目的要求用89C51不能很好的达到题目指标与以前的51系列单片机相比C8051F020增添了许多功能同时其可靠性和速度也有了很大的提高且D8051F020的各种特点和所能达到的指标对我们这个题目非常合适因此最终采用C8051F020作为主控制芯片我们自制了单片机最小系统com模块无源滤波器这种电路主要有无源元件RL和C组成有源滤波器集成运放和RC 组成具有不用电感体积小重量轻等优点集成运放的开环电压增益和输入阻抗均很高输出电阻小构成有源滤波电路后还具有一定的电压放大和缓冲作用但集成运放带宽有限所以目前的有源滤波电路的工作频率难以做得很高无源滤波装置由电容器电抗器有时还包括电阻器等无源元件组成以对某次谐波或其以上次谐波形成低阻抗通路以达到抑制高次谐波的作用由于SVC的调节范围要由感性区扩到容性区所以滤波器与动态控制的电抗器一起并联这样既满足无功补偿改善功率因数又能消除高次谐波的影响国际上广泛使用的滤波器种类有各阶次单调谐滤波器双调谐滤波器二阶宽带与三阶宽频带高通滤波器等虽然无源滤波器具有投资少效率高结构简单及维护方便等优点在现阶段广泛用于配电网中但由于滤波器特性受系统参数影响大只能消除特定的几次谐波而对某些次谐波会产生放大作用甚至谐振现象等因素随着电力电子技术的发展人们将滤波研究方向逐步转向有源滤波器Active PowerFliter缩写为APFAPF即利用可控的功率半导体器件向电网注入与谐波源电流幅值相等相位相反的电流使电源的总谐波电流为零达到实时补偿谐波电流的目的它与无源滤波器相比有以下特点a．不仅能补偿各次谐波还可抑制闪变补偿无功有一机多能的特点在性价比上较为合理b．滤波特性不受系统阻抗等的影响可消除与系统阻抗发生谐振的危险c．具有自适应功能可自动跟踪补偿变化着的谐波即具有高度可控性和快速响应性等特点单片机C8051F020用于控制系统中LCD显示键盘输入的确认及控制信号的输出系统基本框图如图2-2图2-2 系统基本框图22 理论分析与计算com 输出信号频率精度分析采用美国AD公司先进的DDS直接数字频率合成技术生产的高集成度产品AD9707芯片AD9707拥有最大为175MSPS的更新率内置14位高速高精度DAC18V 低功耗工作自带频率设置幅度设置相位设置PSKFSK扫频等功能并有1024×4字节的RAM其频率字为32位故频率绝对精度为175000000÷232 004HZ系统时钟为175M当频率高于1KHZ时相对精度为04x10-4com DDS的理论分析DDS是一种全数字化的频率合成器由相位累加器波形ROMDA转换器和低通滤波器构成时钟频率给定后输出信号的频率取决于频率控制字频率分辨率取决于累加器位数相位分辨率取决于ROM的地址线位数幅度量化噪声取决于ROM的数据位字长和DA转换器位数高性能DDS芯片由于其AD内部集成有RAM因此利用RAM 的存储功能能够产生频率分辨高波形性能好调制速度高达1 MHz的调频波该速度是其他DDS芯片的几十～几百倍因而可广泛应用于数字调制系统的设计之中图2-3 可编程DDS系统原理图2-4 DDS 系统基本波形图N相位累加器位数M相位累加器实际对ROM寻址的位数SROM输出正弦信号离散化的位数位数相位累加器舍去的位数满足位数 N-MDDS 系统由频率控制字相位累加器正弦查询表数模转换器和低通滤波器组成参考时钟为高稳定度的晶体振荡器其输出用于同步DDS各组成部分的工作DDS 系统的核心是相位累加器它由N位加法器与N位相位寄存器构成类似于一个简单的计算器每来一个时间脉冲相位寄存器的输出就增加一个步长的相位增量值加法器将频率控制数据与累加寄存器输出的累加相位数据想加把想加结果送至累加寄存器的数据输入端相位累加器进入线性相位累加累加至满量程时产生一次计数溢出这个溢出频率即为DDS的输出频率正弦查询表是一个可编程只读存储器PROM存储的是以相位为地址的一个周期正弦信号的采样编码值包含一个周期正弦波的数字幅度信息每个地址对应于正弦波中0-360范围的一个相位将相位寄存器的输出与相位控制字相加得到的数据作为一个地址对正弦查询表进行寻址查询表把输入的地址相位信息映射成正弦波幅度信号驱动DAC输出模拟信号低通滤波器平滑并滤除不需要的取样分量以便输出频谱纯净的正弦波信号com DDS的参数计算根据DDS的结构可以推出以下一些结论频率控制字K唯一地确定一个单频模拟余弦信号s t cos 2πt 频率f 2-1当K 1时DDS输出最低频率这也是DDS的频率分辨率[12]所以可以看出当N不断增加的时候DDS的频率分辨率可以不断提高当然在实际设计中N的增加受到种种因素的制约但是就目前的技术水平来说已经可以产生很高的频率分辨率了那么K的最大值是多少呢能不能取到实际上DA转换器件的输出波形相当于一个连续平滑波形的采样采样率就是这样根据奈奎斯特采样定理采样率必须大于信号频率的2倍也就是说DA转换器的结果要完全恢复的话输出波形的频率必须小于2一般来说由于低通滤波器的设计不可能达到理想情况即低通滤波器总是有一定的过渡带的所以输出频率还要有一定的余量一般来说在实际应用当中DDS的输出频率不能超过04对于计数容量为2K相位累加器和具有M个相位取样点的正弦波波形存储器若频率控制字为K输出信号频率为参考时钟频率为则DDS系统输出信号的频率为 k2K 2-2输出信号频率的频率分辨率为△f min 2K 2-3由奈奎斯特采样定理可知DDS输出的最大频率为2 2-4频率控制字可由以上公式推出K ×2K 2-5当外部参考时钟频率为50MHz输出频率需要为1MHz时系统时钟经过6倍频使得变为300MHz这样就可利用以上公式计算出DDS的需要设定的控制频率字K 2483003 硬件系统设计31 硬件元器件的选用com C8051F020控制芯片简介1 C8051F020的功能C8051F020是Cygnal出的一种混合信号系统级单片机片上系统SOC[13]片内含CIP-51的CPU内核它的指令系统与MCS-51完全兼容其中的C8051F020单片机含有64KB 片内Flash程序存储器4352B256B4KB的RAM8个I0端口共64根I0口线大量减少了外部连线和器件扩展一个12位AD转换器和一个8位AD转换器以及一个双12位DA转换器2个比较器5个16位通用定时器5个捕捉比较模块的可编程计数定时器阵列看门狗定时器VDD监视器和温度传感器等部分C8051F020单片机支持双时钟其工作电压范围为27-36V端口I0RST和JTAG引脚的耐压为5VC8051F020单片机所有模拟和数字外设均可由用户固件使能禁止和配置FLASH 存储器还具有在系统重新编程能力可用于非易失性数据存储并允许现场更新8051 固件片内JTAG 调试电路允许使用安装在最终应用系统上的产品MCU 进行非侵入式不占用片内资源全速在系统调试该调试系统支持观察和修改存储器和寄存器支持断点观察点单步及运行和停机命令在使用JTAG 调试时所有的模拟和数字外设都可全功能运行具有片内VDD 监视器看门狗定时器和时钟振荡器的C8051F020 是真正能独立工作的片上系统调试系统支持观察和修改存储器和寄存器支持断点观察点堆栈指示器和单步执行调试时不需要额外的目标RAM程序存储器定时器或通信通道并且所有的模拟和数字外设都正常工作当MCU 单步执行或遇到断点而停止运行时所有的外设ADC除外都停止运行以保持同步这是一个大的数字开关网络允许将内部数字系统资源分配给端口IO引脚与具有标准复用数字IO的微控制器不同这种结构可支持所有的功能组合可通过设置交。
毕业设计论文-超声波发生器与换能器的匹配设计(全套图纸)
目录前言 (1)第1章超声波清洗的原理与应用 (3)1.1 超声波清洗的原理 (5)1.2 超声波清洗的应用 (5)1.2.1超声波清洗的主要应用范围 (6)1.2.2通用超声波清洗机应用 (8)1.2.3 专用超声波清洗机应用 (10)1.2.4超声波清洗机应用于电镀前处 (11)第2章超声波发生器与换能器的概述 (12)2.1 产生超声波的功率源电路 (12)2.1.1声跟踪 (13)2.1.2电跟踪 (13)2.1.2.1阻抗电桥形式的动态反馈系统 (14)2.1.2.2负载分压方式的反馈系统 (15)2.1.2.3锁相式频率自动跟踪 (17)2.2 超声换能器的概述 (18)第3章超声波发生器与换能器的匹配设计 (19)3.1 匹配概述 (19)3.2 阻抗匹配 (20)3.2.1工作磁通密度B的选取 (20)3.2.2 要保证初级电感量足够大 (21)3.2.3 要考虑“集肤效应”的影响 (21)3.3 调谐匹配 (23)3.4 关于匹配电感的设计 (25)结束语参考文献致谢摘要清洗是一种与人们生活实践关系十分密切的劳动，人类从远古时期就开始从事这种劳动。
由于传统清洗操作简单，或只是作为一道工序依附于生产过程中，没有引起广泛关注。
进入21世纪，人们生活已经从温饱阶段进入到舒适时代，对于清洗产品越来越多的需求，加速了新产品研发步伐；同时，制造业的高速发展，也促进了清洗设备、清洗剂等企业的快速进步。
民用、工业两大清洗领域巨大的市场需求，造就了中国清洗行业崭新的未来。
清洗可以从不同的角度进行分类，根据清洗范围的不同，目前通常将清洗分为民用清洗和工业清洗两类,近年来，新技术也不断地被应用于清洗技术之中，如随着生物技术的发展，越来越多的酶和微生物在清洗技术中被使用。
这利用的是生物化学反应；在空气净化和水处理过程中，活性炭的使用也越来越普及，这利用的是吸附作用，另外，还有电解清洗等，因此，将清洗简单地分为几类，已经不能完全涵盖当前清洗技术飞速发展的现实状况。
(毕业论文)555制作多波形发生器
第1章引言1.1本课题的研究现状信号源作为一种基本电子设备无论是在教学、科研还是在军事技术中，都有着广泛的使用。
因此，从理论到工程对信号的发生进行深入研究，不论是从教学科研角度，还是从社会实际应用角度出发都有着积极的意义。
随着科学技术的发展和测量技术的进步，对信号源的要求越来越高，普通的信号发生器已无法满足目前日益发展的数字技术领域科研和教学的需要信号发生器既可以构成独立的信号源，也可以是高性能网络分析仪、频谱仪及其它自动测试设备的组成部分。
信号发生器的关键技术是多种高性能仪器的支撑技术，因为它能够提供高质量的精密信号源及扫频源，可使相应系统的检测过程大大简化，降低检测费用并极大地提高检测精度。
美国安捷伦生产的33250A 型函数/任意波形发生器可以产生稳定、精确和低失真的任意波形，其输出频率范围为1μHz～80MHz，而输出幅度为10mVpp～10Vpp；该公司生产的8648D射频信号发生器的频率覆盖范围更可高达9kHz～4GHz。
国产SG1060数字合成信号发生器能双通道同时输出高分辨率、高精度、高可靠性的各种波形，频率覆盖范围为1μHz～60MHz；国产S1000型数字合成扫频信号发生器通过采用新技术、新器件实现高精度、宽频带的扫频源，同时应用DDS和锁相技术，使频率范围从1MHz～1024MHz能精确地分辨到100Hz，它既是一台高精度的扫频源，同时也是一台高精度的标准信号发生器。
还有很多其它类型的信号发生器，他们各有各的优点，但是信号发生器总的趋势将向着宽频率覆盖、高频率精度、多功能、多用途、自动化和智能化方向发展。
1.2选题目的及意义信号发生器是一种经常使用的设备，由纯粹物理器件构成的传统的设计方法存在许多弊端，如：体积较大、重量较沉、移动不够方便、信号失真较大、波形种类过于单一、波形形状调节过于死板，无法满足用户对精度、便携性、稳定性等的要求，研究设计出一种具有频率稳定、准确、波形质量好、输出频率范围宽、便携性好等特点的波形发生器具有较好的市场前景，以满足军事和民用领域对信号源的要求。
基于Windows下Qt与脉冲发生器的串口通讯实现
毕业设计(论文)-多路输出反激变换器的研制[管理资料]
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中国矿业大学本科生毕业设计姓名：XXX 学号：学院：信息与电气工程学院专业：电气工程与自动化设计题目：多路输出反激变换器的研制专题：指导教师：XXX 职称：教授2009年6 月徐州中国矿业大学毕业设计任务书学院信电学院专业年级电气工程与自动05-1 学生姓名XXX 任务下达日期：2009年02月16日毕业设计日期：2009年02月16日至2009年06月20日毕业设计题目：多路输出反激变换器的研制毕业设计专题题目：毕业设计主要内容和要求：1、了解反激变换器拓扑及其工作原理；2、学习Saber仿真软件，并使用Saber仿真软件分析反激变换器；3、反激变换器的设计要求：输入电压：48V~72V；输出4路：5V/1A；+15V/；-15V/；24V/：工作频率100kHz；效率大于75%。
院长签字：指导教师签字：摘要本文对基于峰值电流控制反激变换器进行了研究。
首先分析了常用DC/DC变换器拓扑，并介绍了反激变换器的常用箝位电路；其次详细阐述了反激变换电路的工作原理；然后对电流控制技术的原理及实用芯片UC384X进行了详细的研究，讨论了电流控制的斜率补偿技术；接着重点分析了基于电流控制RCD箝位的反激变换器（CCM工作模式和DCM工作模式），并进行了参数设计，这其中较为重要的是磁性元件的设计。
根据以上理论并结合Saber仿真技术，分别对CCM模式下和DCM模式下基于RCD箝位反激变换器进行了稳态分析和时域分析。
之后还仿真了输入电压变化和负载突变时的暂态分析，电源负载调率较好。
与理论结果进行比较，理论结果和仿真结果一致。
关键词：峰值电流控制技术；RCD箝位；反激变换器；UC3842；Saber仿真ABSTRACTBased on the peak-current control technique, flyback converter is studied in this paper.First of all, commonly used DC / DC converter topologies and clamping circuits are analyzed and introduced. Then the principle of flyback converter and current control technology are given, as well as the principle of and the practical chip UC3842 and slope compensation technology of the current control. At last, the steady principle of RCD clamp flyback converter and design guide line of it's parameters are analyzed in detail(CCM and DCM mode). Design of magnetic element is more important.Based on above theory and Saber simulation, RCD clamp flyback is steady state and time domain analyzed when it is in CCM and DCM mode. Then, Transient analysis of input voltage change and load sudden change are simulated, and load regulation rate is better. Compare of theory, theoretical results and simulation results are uniform.Keywords：the peak-current control technique; RCD clamp; Flyback coverter; UC3842; Saber simulation目录1 绪论 (1)开关电源的理想拓扑 (1)非电气隔离变换电路 (1)电气隔离变换电路 (1)反激变换器的发展与现状 (2)反激变换器常用的箝位电路 (2)有损RCD吸收电路 (3)无源无损箝位电路 (3)有源箝位电路 (4)箝位电路性能的比较 (5) (5) (5) (6)2 开关变换器的电流控制技术 (7)概述 (7)电流控制技术 (7)电流控制技术的特点 (8)电流控制技术的优点 (8)电流控制技术的缺点 (8)电流控制技术的斜率补偿分析 (9)高性能电流模式控制器UC384x (10)UC384X系列芯片的特点 (10)电流模式控制器内部框图 (10)功能介绍 (11)3 反激变换器原理及综合分析 (15)概述 (15)单端反激变换器的稳态分析 (16)电流断续模式(DCM) (16)电流连续模式(CCM) (18)电流临界连续模式(BCM) (18)不同模式的比较 (18)反激变换器的外特性曲线 (20)RCD箝位电路 (21)RCD箝位电路的设计 (21)RC参数对电路性能的影响 (22)单端反激变换器的关键参数的设计 (23)磁化电感 (23)功率开关管S (23)副边整流二极管D (23)输出滤波电容C (23)4 多输出反激变换器设计 (24)概述 (24)单端反激变换器的设计研究 (25) (25)CCM模式反激变换器功率电路设计 (25)DCM模式反激变换器功率电路设计 (31)反激变换器控制电路设计 (34)5 反激变换器的仿真研究 (37)Saber简介 (37) (38)CCM模式下暂态分析 (38)CCM模式下关键节点波形分析 (39)宽范围输入电压下输出暂态响应 (41)在突加负载和突减负载下输出暂态响应 (42)基于Saber的DCM工作模式下的仿真研究 (44)DCM模式下的输出暂态响应 (44)关键节点波形分析 (44)两种模式下反激变换器的比较 (46)6 结束语 (47)本文主要完成工作 (47)进一步设想 (47)致谢 (48)参考文献 (49)翻译部分 (50)中文译文 (50)英文原文 (59)1 绪论开关电源的理想拓扑电力电子变换器广泛应用于飞机、导弹、舰艇、工业控制系统、微型计算机、家用电器等领域，正朝高功率密度、高变换效率、高可靠性、无污染的方向发展[1]。
毕业设计(论文)-基于proteus的信号发生器的设计
基于proteus的信号发生器的设计摘要信号发生器又称信号源或振荡器，在生产实践和科技领域中有着广泛的应用。
能够产生多种波形，如三角波、锯齿波、矩形波（含方波）、正弦波的电路被称为函数信号发生器，其频率范围可从几个微赫到几十兆赫，除供通信、仪表和自动控制系统测试用外，还广泛用于其他非电测量领域。
本设计是使用集成运算放大器设计的一种宽度可调的矩形波发生器。
它主要由反相输入的滞回比较器和RC电路组成，通过RC充、放电实现输出状态的自动转换。
而使电容的正向和反向充电时间常数不同，利用二极管的单向导电性引导电流流经不同的通路，就形成占空比可调的矩形波发生电路。
高频、低频和超低频信号发生器，大多使用文氏桥振荡电路，即RC振荡电路，通过改变电容和电阻值，改变频率。
用以上原理设计的信号发生器，其输出波形一般只有两种，即正弦波和脉冲波，其零点不可调。
而且价格也比较贵，一般在几百元左右。
在实际应用中，超低频波和高频波一般是不用的，一般用中频，即几十赫兹到几十千赫兹。
关键字：信号发生器、宽度可调、矩形波、锯齿波、时间常数1.概述在电子技术日新月异的形势下，信息技术随之迅猛发展。
信息是存在于客观世界的一种事物现象，人们正是通过信息的获取、存储、传输和处理等来不断认识和改造世界的。
而信号作为信息的载体，是指带有信息的随时间或其他自变量变化的物理量或物理现象，信号时使用极为广泛的基本概念，无论是在自然科学领域，还是在社会科学领域都存在大量的应用研究问题。
信号发生器又称信号源或振荡器，在生产实践和科技领域中有着广泛的应用。
能够产生多种波形，如三角波、锯齿波、矩形波（含方波）、正弦波的电路被称为函数信号发生器，其频率范围可从几个微赫到几十兆赫，除供通信、仪表和自动控制系统测试用外，还广泛用于其他非电测量领域。
例如在通信、广播、电视系统中，都需要射频（高频）发射，这里的射频波就是载波，把音频（低频）、视频信号或脉冲信号运载出去，就需要能够产生高频的振荡器。
基于Windows下Qt与脉冲发生器的串口通讯实现
确定串口参数： 波特率、数据 位、停止位、
校验位等
打开串口：使 用Qt的串口类 QSerialPort
打开串口
配置串口参数： 设置串口的波 特率、数据位、 停止位、校验
位等
编写串口通讯 程序：发送和 接收脉冲发生
器的数据
串口数据读取与解析
数据解析：根据协议对读取 的数据进行解析，提取有效 信息。
读取串口数据：使用Qt的串 口通信类，从脉冲发生器串 口读取数据。
数据处理：对解析后的数据 进行处理，如滤波、去噪等。
数据传输：将处理后的数据 通过Qt应用程序进行展示或
传输给其他设备。
串口数据发送与控制脉冲发生器
串口数据发送：通过Qt应用程序将数据发送到串口，实现与脉冲发生器的通讯。
控制脉冲发生器：通过串口接收到的数据来控制脉冲发生器的输出，实现脉冲信号的生成与控 制。
未来研究方向与应用前景
研究方向：优化 串口通讯协议， 提高数据传输效 率和稳定性
研究方向：拓展 Qt与脉冲发生器 的应用领域，如 医疗、工业自动 化等
应用前景：Qt与 脉冲发生器的串 口通讯技术将广 泛应用于各种领 域，提高生产和 生活水平
应用前景：随着 技术的不断进步， Qt与脉冲发生器 的串口通讯技术 将迎来更加广阔 的发展空间
生器的串口通讯实现
06 安 全 与 可 靠 性 考 虑
Part One
单击添加章节标题
Part Two
Qt串口通讯基础
Qt串口通讯模块介绍
串口通讯概述：串口通讯是一种常见的通讯方式，通过串口可以实现计 算机与其他设备之间的数据传输。
Qt串口通讯模块：Qt提供了一个串口通讯模块，该模块提供了丰富的 API，可以方便地实现串口通讯功能。
QT系统毕业设计(两篇)2024
引言：QT系统是一种基于C++编程语言的跨平台开发工具，具有强大的图形用户界面设计能力和易于上手的特点，因此在许多软件开发项目中广泛应用。
本文将详细介绍QT系统毕业设计的相关内容。
概述：本次QT系统毕业设计的目标是开发一个功能完善、稳定可靠的跨平台应用程序。
通过该应用程序，用户可以实现诸如数据管理、用户交互、图形界面设计等多种功能。
本文将从5个大点来阐述该系统的开发过程和实现细节。
正文内容：1.需求分析1.1用户需求详细描述用户对该系统的功能需求和期望目标。
1.2功能需求分析各个功能模块的具体需求，并确定其优先级和难度。
1.3系统约束讨论系统开发中所面临的技术限制、平台限制等因素。
2.系统设计2.1总体架构设计介绍系统的整体结构，包括各个模块之间的关系和数据流。
2.2模块设计分析系统的各个功能模块，并详细设计其内部结构和功能实现。
2.3数据库设计讨论系统中需要使用的数据库，并设计相应的数据库表结构。
3.系统实现3.1开发环境的搭建列出开发所需的各种软硬件环境，并详细描述其安装和配置过程。
3.2编码实现详细介绍系统功能的具体实现方式和编码细节。
3.3测试和调试介绍对系统进行测试和调试的方法和步骤。
4.系统优化4.1代码优化分析系统中存在的性能瓶颈和不足之处，并提出相应的优化方案。
4.2用户体验优化探讨如何提高系统的用户友好性和交互性，优化用户体验感受。
4.3系统性能优化分析系统在运行过程中遇到的性能问题，并提出解决方案。
5.系统部署5.1上线准备详细描述系统上线前的准备工作，包括配置服务器、测试环境等。
5.2系统测试进行系统上线前的全面测试，确保系统的稳定性和可靠性。
5.3系统维护介绍系统上线后的维护工作，包括故障处理、功能升级等。
总结：本文详细介绍了QT系统毕业设计的相关内容。
通过需求分析、系统设计、系统实现、系统优化和系统部署等五个大点，全面阐述了该系统的开发过程和实现细节。
通过本次毕业设计，我不仅加深了对QT系统的理解，也提升了自己的跨平台开发能力。
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基于QT的任意波形数据生成软件设计摘要随着电子测量技术与计算机技术的紧密结合，一种新的信号发生器——任意波形发生器应运而生。
用户可以用它生成任意复杂波形，因而具有广阔的应用前景。
任意波形发生器是应用越来越广泛的一种信号源，而国在任意波形发生器的研制方面相对较晚，推出的产品很少，市场占有率几乎为零。
因此，对任意波形发生器的研制进行深入的研究已成为测试领域的一个新的课题，同时对于促进虚拟仪器技术的发展、应用以及适应自动测试系统的组建和完整性要求都具有深远的意义。
本设计是基于QT软件来实现任意波数据的生成，本系统包含有基本波形模块，谐波模块，手绘波形模块，基本波形合成模块。
QT的模块程度更高、运行速度快、成本低、开发方便并且全部都是开放源代码。
本任意波形发生器不仅能产生正弦波、方波、三角波等常用的标准信号，也可以将几种基本波形进行合成，并根据用户的需要生成任意波形，对于目前三种典型的任意波形发生器——PC总线插卡式，独立仪器，VXI模块都有重要的参考价值。
关键词：波形发生器，任意波形，QT，LinuxQT-BASED ARBITRARY WAVEFORMGENERATION SOFTWARE DESIGN DATAABSTRACTIn modern electronic measuring instruments，test excitation signal generator used is a kind of very important instrument，closely integrated with the electronic measurement technology and computer technology，a new signal generator - came into being arbitrary waveform generator．Relatively late in the development of the domestic aspects of the arbitrary waveform generator，development and application of the product is relatively developed more slowly．Therefore，the development of an arbitrary waveform generator in-depth research has become a new subject areas tested，while all have far-reaching significance for promoting the development and application of virtual instrument technology and the automatic test system to adapt to the formation and integrity requirements．In this paper，based on the analysis of existing waveform generator 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 software-based 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 's needs，the current three typical arbitrary waveform generator - PC bus plug-in，independent instrument，VXI module has important reference value．KEY WORDS：Waveform Generator，Arbitrary Waveform，QT，Linux目录前言 (1)第1章绪论 (2)§1.1 课题来源、目的及意义 (2)§1.2任意波形数据生成的国外研究现状 (2)§1.3当前主要任意波形数据生成的基本方式 (4)§1.3.1基于VXI的数字信号处理法 (4)§1.3.2 软件合成法 (4)§1.3.3直接数字频率合成 (5)§1.4 本文主要研究容 (6)第2章系统软件设计 (7)§2.1 系统总体设计框图 (7)§2.2 基本波形的设计 (8)§2.3 谐波的设计 (14)§2.4 手绘波形的设计 (17)§2.5 基本波形合成的设计 (20)第3章使用说明书 (22)§3.1 主操作界面 (22)§3.2 参数输入界面 (23)§3.2.1 谐波参数输入界面 (23)§3.2.2 基本波参数输入界面 (24)§3.2.3 手绘波形界面 (24)§3．3 操作步骤说明 (25)第4章测试分析报告 (26)§4.1 按键事件的功能测试 (26)§4.2 参数输入的功能测试 (29)§4.2.1 谐波参数输入的测试 (29)§4.2.2 基本波形参数输入的测试 (30)§4.3 手绘波形的功能测试 (34)第5章系统测试结果 (35)结论 (39)参考文献 (40)致 (40)前言随着电子测量及其他部门对各类信号发生器的广泛需求及电子技术的迅速发展，促使信号发生器种类增多，性能提高。
尤其随着70年代微处理器的出现，更促使信号发生器向着自动化、智能化方向发展。
任意波发生器在工业生产、科研实验中获得了越来越广泛的应用；如在雷达、通讯、仿真、电子、生物、机械、计算机等一系列系统测试中，都要用到任意波发生器；尤其是在要求同步输出任意波形的场合以及需要产生复杂波形信号的场合，任意波发生器具有特别的优势。
可见，为适应现代电子技术的不断发展和市场需求，研究制作高性能的任意波数据生成器十分有必要，而且意义重大。
QT是1991年奇趣科技开发的一个跨平台的C++图形用户界面应用程序框架。
它提供给应用程序开发者建立艺术级的图形用户界面所需的所有功能。
QT是面向对象的框架，使用特殊的代码生成扩展以及一些宏，易于扩展，允许组件编程。
本设计是基于QT软件来实现任意波数据的生成，QT 的模块程度更高、运行速度快、成本低、开发方便并且全部都是开放源代码。
所以不管是基于电子技术的发展、市场的需求还是基于软件的方便快捷，使用QT来实现任意波数据的生成是开创性的并且还是十分有必要的。
第1章绪论§1.1 课题来源、目的及意义波形发生器即通常所说的信号发生器是一种常见的信号源，广泛应用与电子电路、自动控制和科学试验领域，是一种为电子测量工作提供符合严格技术要求的电信号设备。
随着现代电子技术的飞速发展，现代电子测量工作对波形发生器的性能提出了更高的要求，不仅要求能产生正弦波，方波等标准波，还能根据需要产生任意波形，切操作方便，输出波形质量好，输出频率围宽，输出频率稳定度、准确度及分辨率高，频率转换速度快且频率转换时输出波形相位连续等。
在科学研究、工程教育及生产实践中，如工业过程控制、教学实验、机械振动实验、动态分析、材料实验、生物医学等领域，常常需要用到低频信号发生器。
而在我们日常生活中，以及一些科学研究中，锯齿波和正弦波、矩形波信号是常用的基本测试信号。
譬如在示波器、电视机等仪器中，为了使电子按照一定规律运动，以及利用荧光屏显示图像，常用到锯齿波产生器作为时基电路。
信号发生器作为一种通用的电子仪器，在生产、科研、测控、通讯等领域都得到了广泛的应用。
但市场上能看到的仪器在频率精度、宽带、波形种类及控制方面都已不能满足许多方面的需求。
加之各类功能的半导体集成芯片的快速生产，都使我们研制一种低功耗、宽频带，能产生多种波形并具有程控等低频的信号发生器成为可能。
§1.2任意波形数据生成的国外研究现状任意波形发生器是随着众多领域对于复杂的、可由用户定义的测试信号波形日益增长的需要，以及不断进步的计算机技术和微电子技术在测量仪器中的应用而形成和发展起来的一类新的测试仪器。
作为当代最新的一类信号源，引起了世界各国的广泛重视，纷纷投入人力物力进行研究制作。
主要现状如下：第一，研究制作的任意波形发生器主要有独立的台式仪器和适用于个人计算机的插卡以及VXI模块。
第二，主要采用了直接数字频率合成技术(Direct Digital frequency Synthesis，简称DDS) ，研究制作基本上均采用了软件结合硬件的方式。
虚拟仪器开发编程语言LabWindows/CVI、汇编语言、Visual Basic、Visual C、EDA开发软件及硬件描述语言等软件和FPGA、CPLD、DSP芯片及高速存储器、高速D/A转化器、单片机等硬件被广泛应用。
第三，大量使用各种高速器件提高时钟频率，使任意波形发生器输出波形频率不断提高，能应用于越来越广泛的领域。
第四，使用各种计算机语言开发任意波形发生器波形编辑软件和操作软件面板，使任意波形发生器的操作控制或任意波形数据生成变得更加方便和容易，允许徒手从计算机显示屏上输入任意波形。
上位机于任意波形发生器硬件模块广泛使用RS-232/485、GPIB等总线进行数据通信，近年，USB接口也逐步被广泛研究和应用。
第五，与VXI资源结合。
由于VXI总线的逐步成熟和对测量仪器的高要求，在很多领域需要使用VXI系统测量和产生复杂的波形，VXI的系统资源提供了明显的优越性。
但由于开发VXI模块的周期长，而且需要专门的VXI 机箱的配套使用，使得VXI的任意波形发生器模块仅限于航空、军事及国防等大型领域，在民用方面，VXI模块远远不如台式仪器更为方便[4]。