信号发生器的设计实现
基于AD9833的信号发生器的设计与实现精编版

基于AD9833的信号发生器的设计与实现精编版AD9833是一款历史悠久的信号发生器芯片,广泛应用于科研领域和电子实验中。
本文将详细介绍基于AD9833的信号发生器的设计与实现,并提供精编版的实现方案。
首先,我们需要明确信号发生器的基本功能。
一个典型的信号发生器需要具备以下几个方面的功能:信号波形的选择,频率范围的调节,输出电平的控制以及输出阻抗的匹配等。
根据这些功能需求,我们可以基于AD9833进行设计。
AD9833芯片本身是通过SPI接口与控制器连接的,因此我们首先需要搭建SPI通信的硬件和软件支持。
对于硬件来说,我们需要配置好控制器和AD9833之间的接线,并确保电源和地线的连接可靠。
对于软件来说,我们需要编写相应的控制代码,以实现与AD9833的数据传输和控制。
在完成SPI通信支持之后,我们可以开始实现信号发生器的具体功能。
首先是信号波形的选择。
AD9833支持多种波形的生成,包括正弦波、方波和三角波等。
通过发送相应的控制指令和参数,可以选择所需的波形。
接下来是频率范围的调节。
AD9833的输出频率范围可以通过内部参考时钟和外部时钟源进行调节。
我们可以通过修改寄存器的数值来实现对于频率的调整。
同时,还可以通过控制时钟源的频率来进一步扩展频率范围。
然后是输出电平的控制。
AD9833芯片支持输出电平的调节,可通过外部电阻进行控制。
我们可以根据所需的输出电平范围,选择合适的电阻值,并进行正确连接。
这样就可以实现对输出电平的调节。
最后是输出阻抗的匹配。
在信号发生器中,输出阻抗的匹配至关重要。
AD9833的输出阻抗为200欧姆,可与大多数电子设备匹配。
但如果需要与特定设备进行匹配,我们可能需要添加其他电路来实现阻抗转换。
在完成这些基本功能之后,我们可以考虑进一步的功能扩展。
例如,我们可以添加显示屏和操作界面,以实现信号波形、频率、电平等参数的实时显示和调节。
另外,还可以添加存储器和存储器管理模块,实现信号参数的存储和管理,以方便后续使用。
基于fpga的dds正弦信号发生器的设计和实现

基于FPGA的DDS正弦信号发生器的设计和实现引言在电子领域中,正弦信号是一种重要的基础信号,被广泛应用于通信、音频、视频等各个领域。
而DDS(Direct Digital Synthesis)直接数字合成技术则是一种通过数字方式生成高精度、高稳定性的正弦波信号的方法。
本文将详细介绍基于FPGA的DDS正弦信号发生器的设计和实现。
设计目标本次设计旨在实现一个可配置频率范围广泛且精度高的DDS正弦信号发生器。
具体设计目标如下: 1. 实现频率范围可调节,覆盖从几Hz到数十MHz; 2. 提供高精度的频率控制,满足特定应用场景对频率稳定性和相位精度的要求; 3. 支持模数转换器(DAC)输出,并能够通过外部接口控制输出幅值; 4. 使用FPGA作为主要硬件平台,以满足高速计算和灵活配置需求。
系统架构基于FPGA的DDS正弦信号发生器主要由以下几个部分组成: 1. 数字控制模块(Digital Control Module):负责接收外部输入的频率、相位和幅值等参数,并将其转换为对DDS核心模块的控制信号; 2. DDS核心模块(DDS Core Module):根据接收到的控制信号,通过数学运算生成正弦波形的离散采样值; 3. 数字模拟转换模块(Digital-to-Analog Converter, DAC):将DDS核心模块输出的数字采样值转换为模拟电压信号; 4. 输出放大器(Amplifier):用于放大DAC输出的电压信号,并通过外部接口提供可调节幅值的正弦波输出。
DDS核心模块设计DDS核心模块是整个系统中最关键的部分,它负责根据输入参数生成正弦波的离散采样值。
下面是DDS核心模块设计中需要考虑的几个关键要素:相位累加器相位累加器是DDS核心模块中最基础且重要的组件之一。
它根据输入的频率和时钟信号,在每个时钟周期内累加相位增量,从而实现相位连续变化。
相位累加器可以使用一个定点数或浮点数寄存器来表示,并通过固定步长进行相位递增。
毕业设计(论文)-基于虚拟仪器的信号发生器的设计与实现

摘要摘要传统的信号发生器其功能完全靠硬件实现,功能单一而且用户的购置、维护费用高。
更重要的是,对于传统的信号发生器,其功能一旦确定便不能更改,用户要想使用新的功能则必须重新购买新的仪器,传统信号发生器的不足是显而易见的。
虚拟仪器是将仪器技术、计算机技术、总线技术和软件技术紧密的融合在一起,利用计算机强大的数字处理能力实现仪器的大部分功能,打破了传统仪器的框架,形成的一种新的仪器模式。
本课题完成了“虚拟信号发生器”的理论研究,在很大程度上解决了传统信号发生器的诸多弊端。
本文主要研究虚拟仪器在信号发生器领域里的软件编程。
本虚拟仪器可完成输出多种信号波形的同时产生与输出,信号输出频率、幅度等参数实时可调。
本文研究的虚拟信号发生器主要具有如下优点:用户可自由定义其功能;系统功能升级扩充方便快捷、可与电脑等设备方便的互联。
关键词: 虚拟仪器, 信号发生器,虚拟信号发生器, LabVIEW目录AbstractThe functions of traditional signal generators are carried out solely on hardware, and at the same time the functions of traditional signal generators are singleness and costly for purchasing and maintaining, What is more important is that the functions of traditional signal generators can not be altered once they are fixed. Users must get new ones so long as they want new functions. Thus, the defects of traditional signal generators are obvious. Virtual instrument is formed by the instrument technology, computer technology, bus technology and software technology. Powerful digital processing’s ability of computer is used to achieve the main functions of instrument. Virtual instrument broke the framework of the traditional instruments, and built a new device model. This dissertation has accomplished the theoretical research, and made up the various shortcomings of traditional signal generators to great degree. This virtual signal generator can achieve the input and output of multi signals, and such parameters as signal output frequency and amplitude can be adjusted timely. The advantages of this virtual signal generator include the following: low cost of hardware, user custom functions, convenience of the upgrading and enlargement of systematic functions, and connectable with computers.Keywords: Virtual Instrument , Signal Generator , Virtual Signal Generator , Labview目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1研究背景及动态 (1)1.2本项目的研究意义及本文主要研究内容 (2)1.2.1本项目的研究意义 (2)1.2.2本文的主要研究内容 (2)第2章虚拟仪器和Labview简介 (4)2.1虚拟仪器的产生背景 (4)2.2虚拟仪器的概念 (5)2.3虚拟仪器的分类 (5)2.4虚拟仪器系统的构成 (6)2.4.1虚拟仪器系统的硬件构成 (7)2.4.2虚拟仪器系统的软件构成 (7)2.5虚拟仪器的优势 (8)2.6虚拟仪器的发展方向 (9)2.7图形化虚拟仪器开发平台——LABVIEW简介 (9)2.8本章小结 (12)第3章信号发生器 (13)3.1信号发生器概述 (13)3.2信号发生器的分类... . (14)3.2.1正弦信号发生器.. (14)3.2.2函数发生器.. (15)3.2.3脉冲信号发生器.. (15)3.2.4随机信号发生器.... . (15)3.3本章小结 (16)第4章基于虚拟仪器的信号发生器的设计 (17)4.1虚拟仪器的简单应用 (17)4.1.1 创建虚拟仪器 (17)4.1.2 为前面板添加控件 (19)4.1.3 修改信号 (22)目录4.1.4 本节小结 (24)4.2虚拟仪器实现多功能信号发生器 (24)4.2.1“信号发生器1”的设计 (25)4.2.2“信号发生器2”的设计 (29)4.2.3“信号发生器3”的设计 (31)4.2.4 本节小结 (33)4.3本章小结 (34)结论 (35)参考文献 (36)谢辞 (37)第1章绪论在有关电参量的测量中,我们需要用到信号源,而信号发生器则为我们提供了在测量中所需的信号源,它可以产生不同频率的正弦信号、方波、三角波、锯齿波、正负脉冲信号、调幅信号、调频信号和随机信号等,其输出信号的幅值也可以按需要进行调节。
基于AD9833的信号发生器的设计与实现

基于AD9833的信号发生器的设计与实现AD9833是一款数字频率合成器(DDS),可用于信号发生器的设计与实现。
在本文中,我们将讨论如何使用AD9833设计一个基于该芯片的信号发生器,并详细介绍其实现过程。
首先,我们将介绍AD9833芯片的功能和特点。
AD9833是一款低功耗DDS芯片,能够产生高精度的频率和相位可变的正弦波信号。
它内置了一个14位的DAC,能够输出高达0.2Hz-2.4MHz的频率范围。
此外,AD9833还具有SPI接口,可通过该接口进行频率和相位的编程控制。
设计一个基于AD9833的信号发生器,需要以下步骤:1.选取合适的工作电源电压:AD9833工作电源电压范围是2.3V-5.5V,因此需要选择合适的电源电压,一般为3.3V或5V。
2.连接AD9833芯片和微控制器:AD9833芯片需要与微控制器进行通信,可以使用SPI接口进行通信。
连接AD9833与微控制器需要接线连接的方式,可以使用杜邦线或焊接硬件。
3.编程控制AD9833芯片:在设计信号发生器时,需要编程控制AD9833芯片的频率和相位。
可以使用微控制器的程序,通过SPI接口向AD9833芯片发送相关命令和数据。
4.设计输出电路:AD9833芯片的输出电流较小,一般在5mA以内。
因此,在输出电路中需要添加一个输出放大器,将AD9833的输出信号放大。
根据需要,可以使用运放或放大器来实现放大功能。
5.添加用户界面:为了方便用户使用,信号发生器需要添加一个用户界面,可以使用LCD屏幕和按键等设备,用于显示和控制信号发生器的参数和状态。
6.调试和测试:完成上述步骤后,需要对信号发生器进行调试和测试。
可以通过改变输出信号的频率和相位,并使用示波器等测试设备来验证信号发生器的功能和性能。
在设计和实现过程中1.芯片选型:AD9833是一款常用的DDS芯片,但也可以选择其他型号的DDS芯片,根据实际需求和预算来选择。
2.电源和地线:保证电源和地线的稳定和可靠,避免电源噪声对输出信号的影响。
低频信号发生器设计与实现报告

仪器科学与电气工程学院本科生“六个一”工程之课外实验项目报告低频信号发生器的设计与实现专业:测控技术与仪器姓名:刘雪锋学号:65090215时间:2011年11月一、实验目的:练习基本技能:常用测试仪器使用、电路安装、测试、调试;初步学会查阅电子器件英文说明书;训练基本单元电路设计、调试、测试。
二、实验内容:设计一个低频信号发生器,可输出方波、矩形波、三角波、锯齿波、正弦波。
频率和幅度可调;矩形波占空比可调;锯齿波上升、下降时间可调;根据电路原理图的具体结构,安装单元电路;测输出幅度、频率、失真度、上升沿、下降沿、观察三角波线性度;不得使用8038模块;写出设计与总计报告,说明电路原理、特点、测试结果、结果分析。
三、总体设计方案:(一)总体设计原理框图产生正弦波、方波、三角波的方案有多种,如首先产生正弦波,然后通过整形电路将正弦波转换成方波,再由积分电路将方波变成三角波;也可以先由振荡器产生方波,再经积分电路产生三角波,再经过滤波电路产生正弦波等等。
我选用的是前一种方案,上图为总体设计流程。
(二)各部分电路图及其原理1、正弦波产生电路及其原理:正弦波产生电路的目的就是使电路产生一定频率和幅度的正弦波,我们一般在放大电路中引入反馈电路,并创造条件,使其产生稳定可靠的振荡。
电路接通电源的一瞬间,由于电路中电流从零突变到某一值,它包含着很多的交流谐波,经过选频网络选出频率为f0的信号,一方面由输出端输出,另一方面经正反馈网络传送回到输入端,经放大和选频,这样周而复始,不断地反复,只要反馈信号大于初始信号,震荡就逐渐变强,最后稳定的震荡起来。
我所设计的正弦波震荡电路为RC 串并联式正弦波震荡电路,又被称为文氏桥电路。
这个电路由两部分组成,即放大电路和选频网络,放大电路为由集成运741放所组成的电压串联负反馈放大电路,选频网络兼作正反馈网络,它具有电路简单、易起振、频率可调等特点被大量应用于低频振荡电路,电路图如下所示 :我选用的电阻R和电容C分别为100kΩ的电位器和0.1μf瓷片电容,这样根据在C不变的情况下,改变电位器R的值可以改变电路的震荡频率,但由于两个R的阻值要相等才能震荡出正弦波,所以我在实际焊制电路时两个R采用一个同轴电位器。
DDS函数信号发生器的设计与实现-课程设计.docx

DDS函数信号发生器的设计与实现•课程设计DDS函数信号发生器的设计与实现一、主要功能要求:1、设计任务(1)正弦波、三角波、方波、锯齿波输出频率范围:1KHZ~1MHZ(2)具有频率设置功能,频率步骤:100HZ;(3)输出信号频率定度:优于10 A4(4)输出电压幅度:在5K负载电阻上的电压峰一一峰值Vopp^lV;(5)失真度:用示波器观察使无明显失真。
2、基本要求:(1)掌握采用FPGA硬件特性、及软件开发工具MAXPLUS II的使用。
(2)掌握DDS函数信号发生器的原理,并采用VIIDL语言设计DDS内核单元。
(3 )掌握单片机与DDS单无连接框图原理,推导出频率控制字、相位控制字的算法。
(4)设计键盘输入电路和程序并调试。
掌握键盘和显示(LCD1602)配合使用的方法和技巧。
(5)掌握硬件和软件联合调试的方法。
(6)完成系统硬件电路的设计和制作。
(7)完成系统程序的设计。
(8)完成整个系统的设计、调试和制作。
(9)完成课程设计报告。
3、捉高部分:(1)三角波、方波输出频率范围:1KHZ〜1MHZ;(2)产生二进制PSK、ASK信号:再50KHZ固定频率载波进行二进制键控,二进制基带序列码速率固定为10Kbps,二进制基带序列信号自行产生。
(3)设计高速DA转换电路。
4、发挥部分:(1)对数据频率进行倍频。
二、整体设计框图及整机概述:1、DDS的实现原理:它建立在采样定理的基础上,首先对需要产生的波形进行采样,将采样值数字化后存入存储器作为查找表,然后再通过查表将数据读出,经过D/A转换器转换成模拟量,把存入的波形重新合成出来.2、整体设计框图图一DDS函数信号发生器系统框图结构3、整机概述:整个DDS信号发生器由单片机子系统,DDS子系统,模拟子系统三部分组成。
单片机子系统由单片机、人机接口组成,人机接口由液晶显示器和键盘组成,通过键盘选择信号波形和输入信号频率,液晶用来显示波的类型和波当前的频率值。
DDS信号发生器设计和实现

DDS信号发生器设计和实现一、引言DDS(Direct Digital Synthesis)是一种基于数字信号处理技术的信号发生器设计方法。
DDS信号发生器是通过数字的方式直接生成模拟信号,相比传统的方法,具有频率稳定、调制灵活、抗干扰能力强等优势,广泛应用于频率合成、通信系统测试、医疗设备、雷达系统等领域。
本文将介绍DDS信号发生器的设计和实现。
二、DDS信号发生器的原理1.相位累加器:负责生成一个连续增加的相位角,通常以一个固定精度的二进制数表示。
2.频率控制器:用于控制相位累加器的相位角速度,从而控制信号的频率。
3.数字到模拟转换器:将相位累加器的输出转换为模拟信号。
4.系统时钟:提供时钟信号给相位累加器和频率控制器。
三、DDS信号发生器的设计步骤1.确定要生成的信号的频率范围和精度需求。
2. 选择适合的数字信号处理器或FPGA进行设计。
常用的DSP芯片有AD9910、AD9858等,FPGA则可选择Xilinx、Altera等厂商的产品。
3.根据需求设计相位累加器和频率控制器,相位累加器的位数和频率控制器的速度决定了信号的精度。
4.确定数字到模拟转换器的采样率和分辨率,选择合适的D/A转换芯片。
5. 编写控制程序和信号生成算法,包括相位累加器和频率控制器的控制。
可以使用C语言、Verilog HDL等进行编程。
6.进行硬件的布局和连线,将各个组件按照设计要求进行连接。
7.进行电源和接地的设计,确保稳定的供电和减少噪声干扰。
8.进行数字信号处理器或FPGA的编程,烧录控制程序。
9.进行信号输出测试,调整参数和算法,确保生成的信号符合要求。
10.编写使用说明书和性能测试报告,并对信号发生器进行完整性和可靠性测试。
四、DDS信号发生器的实现案例以实现一个简单的正弦信号发生器为例,介绍DDS信号发生器的实现过程。
1.确定生成的正弦信号范围为1Hz~10kHz,精度为0.1Hz。
2. 选择Xilinx的FPGA芯片,根据需要设计12位的相位累加器和24位的频率控制器。
基于虚拟仪器的信号发生器的设计与实现_翻译设计

基于虚拟仪器的信号发生器的设计与实现_翻译设计虚拟仪器是一种将传感器、仪器和设备等硬件部件替换为软件实现的测量仪器。
基于虚拟仪器的信号发生器是利用计算机软件生成各种类型的信号,以模拟实际测量中的信号源。
以下是基于虚拟仪器的信号发生器的设计与实现的一般步骤:1. 软件平台选择:选择适用于信号发生器设计的虚拟仪器软件平台,例如LabVIEW、MATLAB等。
2.界面设计:根据信号发生器的功能需求,设计用户界面。
用户界面应包括信号参数设置、波形展示、开始/停止等控制按钮。
3.信号生成算法实现:根据需要生成的信号类型(如正弦波、方波、三角波等),编写相应的信号生成算法。
算法可以利用基本的数学函数和算法来生成各种类型的信号。
4.参数设置与控制:在用户界面中添加对信号参数的设置和控制。
用户可以通过界面输入信号频率、幅度、相位等参数,并通过控制按钮控制信号的开始和停止。
5.波形展示:在用户界面中显示生成的信号波形。
可以使用波形绘图工具来实时绘制信号波形,或将生成的信号保存为文件进行后续处理和分析。
6.实时更新和响应:信号发生器应能实时更新生成的信号,并对用户输入的参数和控制进行及时响应。
应确保信号发生器的稳定性和准确性。
7.验证与测试:对设计的虚拟仪器信号发生器进行验证和测试。
可以通过与实际信号源进行比较,验证生成的信号是否符合预期。
8. 优化与改进:根据测试结果对虚拟仪器信号发生器进行优化和改进。
可以增加新的功能,修复潜在的bug,并提高信号发生器的性能和稳定性。
总之,基于虚拟仪器的信号发生器的设计与实现主要包括选择软件平台、设计界面、实现信号生成算法、参数设置与控制、波形展示、实时更新和响应、验证与测试以及优化与改进等步骤。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
电子电路综合设计总结报告设计选题——信号发生器的设计实现姓名:***学号:***班级:***指导老师:***2012摘要本综合实验利用555芯片、CD4518、MF10和LM324等集成电路来产生各种信号的数据,利用555芯片与电阻、电容组成无稳态多谐振荡电路,其产生脉冲信号由CD4518做分频实现方波信号,再经低通滤波成为正弦信号,再有积分电路变为锯齿波。
此所形成的信号发生器,信号产生的种类、频率、幅值均为可调,信号的种类、频率可通过按键来改变,幅度可以通过电位器来调节。
信号的最高频率应该达到500Hz以上,可用的频率应三个以上,T,2T,3T或T,2T,4T均可。
信号的种类应三种以上,必须产生正弦波、方波,幅度可在1~5V之间调节。
在此过程中,综合的运用多科学相关知识进行了初步工程设计。
设计选题:信号发生器的设计实现设计任务要求:信号发生器形成的信号产生的种类、频率、幅值均为可调,信号的种类、频率可通过按键来改变,幅度可以通过电位器来调节。
信号的最高频率应该达到500Hz以上,可用的频率应三个以上,T,2T,3T 或T,2T,4T均可。
信号的种类应三种以上,必须产生正弦波、方波,幅度可在1~5V之间调节。
正文方案设计与论证做本设计时考虑了三种设计方案,具体如下:方案一实现首先由单片机通过I/O输出波形的数字信号,之后DA变换器接受数字信号后将其变换为模拟信号,再由运算放大器将DA输出的信号进行放大。
利用单片机的I/O接收按键信号,实现波形变换、频率转换功能。
基本设计原理框图(图1)时钟电路系统的时钟采用内部时钟产生的方式。
单片机内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器,该高增益反相放大器的输入端为芯片引脚XTAL1,输出端为引脚XTAL2。
这两个引脚跨接石英晶体振荡器和微调电容,就构成一个稳定的自激振荡器。
晶振频率为11.0592MHz,两个配合晶振的电容为33pF。
复位电路复位电路通常采用上电自动复位的方式。
上电自动复位是通过外部复位电路的电容充电来实现的。
程序下载电路STC89C51系列单片机支持ISP程序下载,为此,需要为系统设计ISP下载电路。
系统采用MAX232来实现单片机的I/O口电平与RS232接口电平之间的转换,从而使系统与计算机串行接口直接通信,实现程序下载。
方案一的特点:方案一实现系统既涉及到单片机及DA、运放的硬件系统设计,又有单片机的软件编程,其波形产生原理与目前数字波形产生的主流技术DDS是很相似的,对于能力的培养是较为全面的。
而且,系统产生的波形种类、频率等参数可以很容通过软件的更新而改变。
方案二基本设计原理框图(图2)由555芯片与电阻、电容组成无稳态多谐振荡电路,利用电位器调整脉冲信号输出频率,经过加法计数器CD4518分频后,输出方波信号。
方波信号经过低通滤波后,变为正弦信号。
方波信号经过积分后,变为锯齿波信号。
方案二的特点:方案二运用集成电路555配合模拟电流实现了方波、正弦波、三角波,实现较为简单。
但灵活性较差,每产生一个波形,就要设计相应的模拟电路,对于复杂波形,电路也会更复杂。
能很好的熟悉模拟电路。
方案三采用集成运放如(LM324)搭建RC文氏正弦振荡器产生正弦波,正弦波的频率,幅度均可调,再将产生的正弦波经过过零比较器,实现方波的输出,再由方波到三角波和锯齿波。
基本设计原理框图(图3)方案三的特点:电路简单,在集成运放的作用下,可以较容易的测到所需的波形。
通过调整参数可以得到较完美的波形。
但由于电路过于简单,使系统产生的波形种类、频率等参数不易调节,不能很好地实现设计任务的要求。
经过对比,决定采用第二种方案,因为第二种设计方案更能直观的体现出自己的设计思路,相比第一种设计方案来说更易实现且省去了大量编程的困难,本人对变成不太擅长。
而且可以通过设计相应的模拟电路来熟悉各个器件。
相对于第三个方案来说第二个设计方案能更好的实现设计任务要求,且适合自己的难度系数。
理论计算555脉冲产生电路的参数计算根据实验指标要求,设计系统产生信号最高频率应大于500Hz。
555电路产生脉冲的频率稳定度比较差,需要对脉冲进行分频,这样最终信号的频率就比较稳定。
而产生正弦波信号需要的开关电容滤波器需要正弦信号频率100倍或50倍的时钟信号。
根据555无稳态多谐振荡电路特性,所产生的脉冲的周期为T=0.693*(R1+R2)*C按照电路所示的参数,可以保证脉冲频率达到50kHz。
555脉冲产生电路(无稳态多谐振荡电路)方波产生(脉冲分频)电路设计对脉冲信号的分频采用十进制同步加法计数器CD4518。
CD4518有两个十进制加法计数器,利用两个计数器级联,实现对脉冲信号的100分频。
分频后的信号就是占空比50%的方波信号。
同时,以脉冲信号的2分频信号作为开关电容滤波器MF10的时钟信号。
方波产生电路图(CD4518芯片8管脚接GND,16管脚接+5V)正弦波产生电路设计对方波信号进行低通滤波,就可以产生正弦波信号。
但由于要求信号的频率可调,这就要求低通滤波器的截止频率是可调的。
因此,系统采用开关电容滤波器MF来实现系统的低通滤波。
MF10可以根据输入时钟的变化自动改变低通滤波器的截止频率。
MF10的时钟信号由555产生的脉冲信号经4518计数器2分频整形后提供。
以方波信号作为MF10的输入。
正弦波产生电路三角波产生电路设计对方波信号进行积分,即可获得三角波。
首先,必须滤除方波信号中的直流分量,否则会发生积分饱和,三角波信号不能产生。
电路采用了两个104电容来实现。
积分电路的时间常数T=R6*C6, 积分时间常数必须谨慎选取。
首先,积分常数的选取,必须保证在整个积分周期内,运放不会发生积分饱和。
只有在积分时间常数T较大时,积分电流才近似恒定,积分波形较为准确,因而一般应该使积分时间常数T大于几倍的输入方波时间周期。
对积分电容,还应该并联一个积分飘移泄漏电阻,防止由于发生积分飘移而发生积分饱和的现象。
积分飘移泄漏电阻的阻值应至少为积分电阻10倍。
三角波产生电路信号幅值调整电路设计用运放组成反相比电路对方波信号、正弦波信号、三角波信号进行放大,通过调整反相比电路的反馈电阻阻值该改变放大倍数,从而实现信号幅值的调整。
信号幅值调整电路测试方法与数据(1)测试方法:测试所用仪器:万用表、直流稳压电源、示波器测试项目:脉冲频率、方波、正弦波、三角波及其频率、幅值的调节变化测试构成及方法:将555芯片和CD4518按设计中电路分别接+5V电压和GND,将MF10和LM324分别接+6V和-6V,两个电源保证共地。
将示波器分别连入各波形的输出端,分别调节无稳态多谐振荡电路电位器阻值和信号幅值调整电路电位器阻值观察各波形频率幅值变化。
(2)测试数据调节无稳态多谐振荡电路电位器,随着其阻值增大,波形周期变长,其阻值减小波形周期变短。
调节信号幅值调整电路电位器,随着其阻值增大,波形幅值变大,其阻值减小波形幅值变小。
结果分析信号发生器的设计看上去简单,但实际设计起来还是碰到许多麻烦。
设计之初我复习和查阅了相关资料,包括各芯片的管脚定义及应用,如何运用NE555产生脉冲,要先产生什么波形,然后整形为什么波形,怎样应用积分电路,怎样用运放来放大所需要的电路,如何设计滤波可以使这些波形更好看等等。
并初步对电路进行设计,并运用了Multisim10仿真软件对设计的电路进行仿真,通过修改参数最后仿真出的结果符合最初设想的电路。
但接下来真正焊接电路板的时候,在各个模块焊接并测试的过程中出现了许多错误,像脉冲频率太低,波形产生诸多毛刺甚至出现失真等等,我都静下心来细心检查电路板,将错误一一排除,在最后一个模块完成后测试时发现应该将方波转换为三角波输出的地方依然输出的是方波,在检查了很多次都没有发现问题后我求助了老师,通过老师的检查发现原来是自己不小心将运放给烧坏了,换上好的运放后终于出现了三角波形。
这是我懂得了任何细节都不应该放过,同时在进行电路测试时一定要细心不要接错了电源线导致片子被烧坏。
在每个模块都输出了基本波形后,我发现波形都不太好看,我就通过并联电容的方法来使波形更平滑,毛刺大大减少。
电路基本达到要求但是总体效果不太好,在方波转换成正弦波的时候出现了非线性失真,在输出端加入一个滤波电容后波形得到了很大改善。
通过对信号发生器的设计,我学到了很多的知识,一方面,我掌握了常用器件的识别和测试方法,以及如何提高电路的性能等。
另一方面,我深刻认识到了“理论联系实际”这句话的重要性和真实性。
总结此次设计,在我的努力下,基本完成了正弦波、方波、三角波电路的设计与实现,并实现幅值和频率的可调,收获颇多。
同时学会了基本电路功能和理论计算,查找相关资料,进行分析。
通过对此设计的投入,我不但知道了以前不知道的理论知识,而且也巩固了以前所学的知识,明白了学以致用的真谛。
附录1元器件清单表设计选题:信号发生器的设计实现姓名学号班级*** *** *** 元器件名称型号数量NE555CD4518MF10CCNLM324插座(DIP:8、14、16、20)W104W202电容103电容104电容10μF排针排线万用板1111各1112724针1根1参考资料1.《模拟电子技术基础》童诗白。
高等教育出版社。
2.《模拟电子技术基础与课程设计》李万臣。
哈尔滨工程大学出版社。
3.《实用电子系统设计基础》姜威。
北京理工大学出版社。
4.《电子线路设计实验测试》罗杰,谢自美。
电子工业出版社。
5.《电子线路设计·实验·测试(第二版)》谢自美。
华中科技大学出版社。