信号发生器设计答辩
FPGA毕业答辩PPT资料
• 1.3.3 单芯片DDS介绍
• 年来，DDS技术获得了长足的进步，在跳频通信、电子对 抗、自动控制和仪器设备等领域得到了广泛的应用，如美 国模拟器件(AnalogDevices)公司的AD985x、AD995x系列 单片DDS
• 表1.1 美国模拟器件公司DDS的主要特性
• 数模转换器分辨率的值无穷小，具有理想的转换特性相位
• 相位累加器的输出完全作为波形存储器的地址码
• 波形存储器存储的波形幅度值没有量化误差
• 理想情况下DDS的输出频谱特性
Cm
fc 奈圭斯特采样带宽
2
O
fo
fc
2 fc
3 fc
f
fc fo fc fo 2 fc fo 2 fc fo 3 fc fo
型号
主时钟频率 /MHz
DAC/bit
频率控制字/bit
供电电压/V
电流/mA
主时钟倍 频器
内部比较 器
接口
AD0854ASQ
300
12
48
3.1～3.5
1210
有
有
并/串
AD9859
400
10
32
1.8
30
有
无
串行
AD9956
400
14
48
1.8和3.3
—
无
无
串行
AD9951
400
14
32
1.8
—
2.1FPGA系统结构和资源
• 2.2FPGA的设计流程
1、内部资源结构图
结构图
2、LUT由一系列级联复用器构成
• 3. 可编程布线 • 4. 可编程I/O • 5. 时钟 • 编写FPGA设计流程图
答辩-多路信号发生器的设计
常见的信号源电路包括正弦波、 方波、三角波等，可根据实际 需求进行选择和设计。
波形生成电路设计
01
波形生成电路是用于产生所需波形的重要部分，其设计应满足 高精度、高稳定性和可靠性等要求。
02
波形生成电路可以采用模拟或数字方式实现，具体选择应根据
实际需求和系统复杂度进行考虑。
常见的波形生成电路包括RC电路、LC电路、数字波形合成器等。
研究意义
理论意义
多路信号发生器的设计涉及到信号处理、电路设计、 数字控制等多个领域，其理论依据涉及到信号与系统 、数字信号处理、控制理论等多个学科。因此，该设 计具有一定的理论意义。
实际意义
在实际应用中，多路信号发生器可以广泛应用于通信 、雷达、导航、电子对抗等领域。例如，在雷达领域 ，多路信号发生器可以用于产生多个不同频率的信号 ，以提高雷达的探测精度和距离分辨率；在通信领域 ，多路信号发生器可以用于产生多个不同调制方式的 信号，以提高通信系统的传输速率和抗干扰能力。因 此，该设计具有较大的实际意义和应用价值。
02
多路信号发生器设计概述
信号发生器的基本原理
信号发生器是一种能够产生特定波形、频率和幅度的电信号的电子设备。它通常 由振荡器、波形形成电路和输出电路组成。振荡器产生一个基本的信号，波形形 成电路将该信号转换为所需的波形，而输出电路则控制信号的幅度和功率。
信号发生器的输出信号可以是正弦波、方波、三角波、锯齿波等。根据不同的应 用需求，可以选择不同类型的信号发生器。
元件选择与参数计算
总结词
元件的选择和参数计算是硬件实现的重要环节，直接关系到信号发生器的性能和稳定性。
详细描述
需要根据设计需求选择适当的元件，并计算其参数值。例如，需要根据输出信号的频率和幅度范围， 选择适当的运放和电阻电容等元件，并计算其数值。同时，还需要考虑元件的精度、稳定性和可靠性 等因素。
正弦信号发生器的设计_毕业设计论文1 精品
本科毕业论文（设计）题目：正弦信号发生器的设计院（系）：机电学院专业：电子信息工程2012年 6 月本科生毕业论文（设计）原创性声明本人以信誉声明：所呈交的毕业论文（设计）是在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果，论文中引用他人的文献、数据、图件、资料均已明确标注出，论文中的结论和结果为本人独立完成，不包含他人成果及为获得中国地质大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。
与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。
毕业论文作者（签字）：签字日期年月日摘要信号发生器是科研、教学实验及各种电子测量技术中很重要的一种信号源，随着科学技术的迅速发展，对信号源的要求也越来越高：要求信号源的频率稳定度、准确度及分辨率要高、以适应各种高精度的测量。
为了满足这种高的要求，各国都在研制一些频率合成信号源，这种信号源一般都是由一个高稳定度和高准确度的标准参考频率源，采用锁相技术产生千百万个具有同一稳定度和准确度的频率信号源，为了达到高的分辨率往往要采用多个锁相环和小数分频技术，因此使电路复杂、设备体积圈套、成本较高，传统的频率合成器由于采用倍频、分频、混频和滤波环节，使频率合成技术（DDS），与传统的频率合成技术相比，DDS具有频率分辨率高、频率转变速度快、输出相位连续、相位噪声低、可编程和全数字化、便于集成等突出优点、成为现代频率合成技术中的佼佼者，得到越来越广泛的应用，成为众多电子系统中不可缺少的组成部分。
目前使用波形发生器大部分是利用分立元件组成的起体积大，可靠性差，准确度低。
本设计介绍一种以AT89S52、AD9851为核心器件，配置相应的外设及接口电路，用C语言开发完成的DDS正弦信号发生器。
AD9851是一款专业级的正弦信号产生器件。
它的特点是电路整体结构简单，输出信号波形好，控制简单，而且易于实现程控。
此次设计的信号发生器的输出频率范围为：1KHZ~100HZ，同时具有频率设置功能，步长为100HZ，且输出电压幅度在50欧姆负载上电压峰峰值不小于1伏。
智能函数信号发生器的设计与实现 毕业论文答辩 ppt课件
争辩人： 专业：电子信息科学与技术 指点教师：
一 智能函数信号发生器设计的背景和意义
函数信号发生器是一种常用的信号源，它 提供符合一定电技术要求的电信号，并提供知 波形、知频率、知幅度大小的输出信号。信号 发生器是最根本、运用最广泛的电子丈量仪器 之一。它作为一种通用的电子仪器，在消费、 科研、测控、通讯等领域都得到了广泛的运用。
3.D/A转换电路
D/ A 转换电路主要由D/ A 转换芯片DAC0832 和两 个运算放大器LM324 组成。DAC0832 有三种联接方式. 一种是两级缓冲器型，即输入数据经两级缓冲后，送 D/ A 转换电路。 第二种是单级缓冲器型，输入数据经 输入存放器直接送入DAC存放器，然后送D/ A转换电 路。第三种是两级缓冲器直通，输入数据直接送D/ A 转换电路进展转换。电路中采用直通联接方式，即/ WR1 、/ WR2 、/ CS 和/ XFER 全部接地、ILE和Vcc 接+ 5V 电源，使DAC0832 处于直通形状。此时，单 片机的数据输出线直接与DAC0832 的数据输入线相连。 D/ A 转换电路可采用单极性输出，也可采用双极性输 出。此电路采用双极性输出，即经两个运算放大器 LM324 后输出电压Aour。
三 软件设计
主要是波形数据的存储、波形数据的选择、 波形频率大小的调整, 经过程序得到各种波形。 波形参数存入正弦波、三角波和方波三个数组 中, 波形的选择经过独立按键, 一个按键切换三 种波形, 频率的改动采用调整定时计数初值来 实现, 由独立按键来调整频率。波形的产生, 利 用计数溢出产生中断, 单片机顺序读取存储在 各波形数组中的波形数据, 将波形数据经P0口 送到数模转换芯片得到模拟信号。
Hale Waihona Puke 1.产生波形子程序为了实现三种波形的输出，我们需求建立 方波数据表、三角波数据表、正弦波数据表。 同时，波形的产生, 要利用计数溢出产生中断, 再由单片机顺序读取存储在各波形数组中的波 形数据,因此要建立中断函数。而要实现利用数 码管显示波形频率，那么要建立数码管显示函 数。经过键扫描子函数我们可以实现波形频率 的添加、减少和波形切换。
基于CPLD的函数信号发生器设计开题答辩
1 研 究 现 状 RESEARCH STATUS
现代电子技术的核心技术是EDA（Electronic Design Automation）。EDA技术就是依赖强大的电子计算机在EDA开发平 台上，对硬件描述语言HDL(Hardware Description Language)系 统逻辑描述手段完成的设计文件，自动的完成逻辑编译、逻辑化 简、逻辑分割、逻辑综合、结构综合（布局布线），以及逻辑优 化和仿真测试，直至实现既定的电子线路系统功能。EDA技术使得 设计者的工作仅限于利用软件的方式，即利用硬件描述语言和EDA 软件来完成对系统硬件功能的实现。
面，VHDL具有良好的适应性。本文的DDS系统以CPLD为核心，采用
直接数字合成技术，辅以必要的意模拟义电路，构成一个波形稳定，精
度较高的函数信号发生器。本系统的特色在于CPLD中集成了大部分 电路，使系统大大简化，除输出所需的正弦波、方波、三角波，还 可进行波形存储,三种波形之间的相位差均为120°。
3 研究内容
RESEARCH CONTENTS
整个设计采用MAX+ plus II开发平台，VHDL编程实现，基于可 编程逻辑器件CPLD设计多波形信号发生器。用VHDL编程实现，其设 计过程简单，极易修改，可移植性强。系统以CPLD为核心，采用直 接数字合成技术，辅以必要的模拟电路，构成一个波形稳定，精度 较高的函数信号发生器。系统的特色在于除晶体振荡器和A/D转换外， 全部集成在一片CPLD芯片上，使系统大大简化。它可输出频率、幅 度可调的正弦波、三角波、方波。另外由于CPLD具有可编程重置特 性，因而可以方便地更换波形数据，且简单易行，带来极大方便。
5 时 间 安 排 SCHEDULE
研究 阶段
第二阶段
函数信号发生器的设计与实现 (中期答辩)
AT89S52的简介
单片微机(Single-Chip Microcomputer)简称为 单片机。它在一块芯片上集中成了中央处理单 元CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、 定时/计数和多功能输入/输出I/O口，如并行口 I/O、串行口I/O和转换A/D等。就其组成而言， 一块单片机就是一台计算机。其典型结构如图 2.2所示。由于它具有体积小、功能强和价格 便宜等优点，因而被广泛地应用于产品智能化 和工业控制自动化上。
复位电路
在实际应用中，复位操作有两种基本形式：一 种是上电复位，另一种是上电与按键均有的复 位。
C1 C1 +5v RST AT89S52 RST AT89S52
+5v
R1 S R2
R1
开机复位后的状态
单片机的复位操作使单片机进入初始化状态。初始化后，程序计数器 PC＝0000H，所以程序从0000H地址单元开始执行。单片机启动后，片 内RAM为随机值，运行中的复位操作不改变片内RAM的内容。 特殊功能寄存器复位后的状态是确定的。P0～P3为FFH，SP为07H， SBUF不定，IP、IE和PCON的有效位为0，其余的特殊功能寄存器的状 态均为00H。相应的意义为： P0～P3＝FFH，相当于各接口器已定入1，此时不但可用于输出，也可 以用于入； SP＝07H，堆栈指针指向片内RAM的07H单元（第一个入栈内容将定入 08H单元）。 IP、IE、和PCON的有效位为0，各中断源处于低优先级且均被关断，串 行通信的波特率不加倍； PSW＝00H，当前工作寄存器为0组。
18
XTAL2
9
RST
29 30 31
PSEN ALE EA
1 2 3 4 5 6 7 8
电子系毕业答辩问题汇总
电子系毕业答辩(dábiàn)问题汇总电子系毕业答辩(dábiàn)问题汇总发射机问题(wèntí)1.当倍频(bèi pín)的时候，频率变，频偏变不变？答：要变，频率(pínlǜ)倍频时，频偏也要跟着倍频。
2.发射机如何(rúhé)实现通过(tōngguò)麦克风对话的？答：高频振荡的频率随着音频信号大小而变化。
这就叫做调频。
3.MC2833如何实现调频？可变电抗器改变射频振荡回路的电抗，参考电压电路和外接电阻R1为可变电抗器提供静态偏置电压，调制电压从3脚输入，送到可变电抗器的控制端，通过调制信号改变射频振荡器的频率，实现调频。
4.系统设计的最大频偏是5KHz，那么在晶振处的频偏是多少？答：频率加倍，频偏也相应加倍。
在本系统设计中是采用27倍频技术实现窄带高频的，所以在晶振处的频偏为系统最大频偏的1/27,即约为0.185 KH5. 为什么移动通信都采用调频方式？调频方式抗干扰能力强，抗衰落能力强。
接收机答辩问题：1.放大器会不会对噪声进行放大？怎么处理噪声？答：会对噪声进行放大。
采用噪声系数很低的放大器，以提高输入端的信噪比。
由放大器所引起的信噪比恶化程度通常用噪声系数 F来表示。
理想放大器的噪声系数 F＝1（0分贝），其物理意义是输出信噪比等于输入信噪比。
现代的低噪声放大器大多采用晶体管、场效应晶体管；砷化镓场效应晶体管低噪声微波放大器的应用已日益广泛，其噪声系数可低于 2 分贝。
放大器的噪声系数还与晶体管的工作状态以及信源内阻有关。
在工作频率和信源内阻均给定的情况下，噪声系数也和晶体管直流工作点有关。
为了兼顾低噪声和高增益的要求，常采用共发射极一共基极级联的低噪声放大电路。
2.总共有几次混频？分别(fēnbié)是多少？答：总共有两次混频，分别是第一(dìyī)混频由47MHz的信号和57.7MHz的本振混频得到10.7MHz第一中频，第二混频由10.7MHz的第一中频和10.245MHz的第二本振混频得到455KHz的第二中频。
信号发生器(方波)正文
信号发生器<方波）1 绪论1.1 设计背景数字信号处理器，也称DSP芯片，是针对数字信号处理需要而设计的一种具有特殊结构的微处理器，它是现代电子技术、相结合的产物。
一门主流技术，随着信息处理技术的飞速发展，计算机技术和数字信号处理技术数字信号处理技术逐渐发展成为它在电子信息、通信、软件无线电、自动控制、仪表技术、信息家电等高科技领域得到了越来越广泛的应用。
数字信号处理因为运算速度快，具有可编程特性和接口灵活的特点，使得它在许多电子产品的研制、开发和应用中，发挥着重要的作用。
采用DSP芯片来实现数字信号处理系统是当前发展的趋势。
1.2设计目的1．通过课程设计加深对DSP软件有关知识的学习与应用。
2．学习汇编语言并能熟练掌握与应用。
3．了解定时中断原理。
1.3设计任务1. 设计一个信号发生器<方波）。
2. 在XF引脚上输出任意频率的方波。
2 设计原理及分析2.1设计原理作为本设计的核心器件，DSP芯片的运算能力要求比较高，同时又存在运算过程中大量数据交换的特点。
方波信号发生器是信号中最常见的一种，它能输出一个幅度可调、频率可调的方波信号，在科学研究及生产实践中均有着广泛应用。
目前，常用的信号发生器绝大部分是由模拟电路构成的，当这种模拟信号发生器用于低频信号输出往往需要的RC值很大，这样不但参数准确度难以保证，而且体积大和功耗都很大，而由数字电路构成的低频信号发生器，虽然其低频性能好但体积较大，价格较贵，而本文借助DSP运算速度高，系统集成度强的优势设计的这种信号发生器，比以前的数字式信号发生器具有速度更快，且实现更加简便。
这里说明一下使用TI公司的DSP芯片TMS320C5502<以下简称5502）来产生方波信号的原理：因为产生一个方波信号需要有一个适合的定时器来重复产生一个与方波周期相同的计数周期，并用一个比较寄存器来保持调制值，因此，比较寄存器的值应不断与定时寄存器的值相比较，这样，当两个值相匹配时，就会在响应的输出上产生一个转换<从低到高或从高到低），从而产生输出脉冲，输出的开启<或关闭）时间与被调制的数值成正比，因此，改变调制数值，相关引脚上输出的脉冲信号的宽度也将随之改变。
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简易信号发生器
设计报告
设计： XXX
学号：XXX
目录
1 技术背景—————————————————————————————2
2 各个设计方案及其比较———————————————————————
3 2.1 方案一
2.2 方案二
2.3 方案三
2.4 方案比较及最后采取
3 各方案各单元的设计电路——————————————————————5 3.1 方案一
3.2 方案二
3.3自制稳压电源
4 可能遇到问题及其解决方法—————————————————————7
4.1方案一中可能遇到的问题
4.2方案二中可能遇到的问题
1 技术背景
1.1信号发生器介绍
信号发生器是指产生所需参数的电测试信号的仪器。
按信号波形可分为正弦信号、函数（波形）信号、脉冲信号和随机信号发生器等四大类。
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。
各种波形曲线均可以用三角函数方程式来表示。
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。
1.2任务及要求
1.2.1任务
设计并制作一台信号发生器，使之能产生正弦波、方波和三角波信号，其系统框图如图1所示。
1.2.2基本要求
（1）信号发生器能产生正弦波、方波和三角波三种周期性波形；
（2）输出信号频率在100Hz～100kHz范围内可调, 输出信号频率稳定度优于 10^-3
（3）输出正弦波信号的电压峰-峰值Vopp在0～5V范围内可调；
（4）输出信号波形无明显失真；
（5）自制稳压电源。
2 各个设计方案及其比较
2.1 方案一
采用ICL8038芯片，ICL8038是一个能够输出三种波形的精密型集成电路，只需要调整外部的相关电容，电阻值就可以产生方波，三角波，正弦波低失真的脉冲信号。
在外界温度变化时产生低的频率漂移，工作变化周期宽，占空比可调，具有较高的电平输出范围，容易使用的特点。
具有电源电压范围宽，稳定度高，精度高等特点。
只需调节外部阻容(RC)值达到改变振荡频率的目的。
2.2 方案二
采用分立运算放大器（单片机产生方波)，然后使用传统的波形转换方法。
这种方法能实现快速频率变换，具有低相位噪声以及所有方法中最高的工作频率。
但由于采用大量的倍频、分频、混频和滤波环节，导致直接频率合成器的结构复杂、体积庞大、成本高，而且容易产生过多的杂散分量，难以达到较高的频谱纯度。
2.3 方案三
使用ATNEGA16A为核心设计一个dds函数信号发生器,其输出的信号经过LM358放大处理,并在其中安插可变电阻,使其输出信号幅值在一定范围内可调。
2.4 方案比较及最后采取
基于实验要求“采用DDS函数信号放大器制作”，下表是对上述三种方案的比较：
优点缺点实施性
（满10分）
方案一（ICL8038）（1）成本低，只需一个芯片
及少量外部器件；
（2）实施性高，电路简单，
设计方便；
（3）灵敏度高，可以通过调
节外部电路的电阻（即RC），
实现调节频率和幅值；
（4）正弦波失真度低于1%，
有良好的稳定性；
（5）有相当高的电平输出
范围：最高28V；
（6）发生温度变化时，有很
低的频率漂移，最大不超过
50ppm/℃；
（7）失真度满足1‰的基本
要求。
（1）无法精准的调节频率
大小；
（2）产生的频率很低，只能
在0.001Hz～300KHz低失真
波形；
10
方案二（分立运算）（1）可以实现快速频率变
换；
（2）具有低相位噪声以
及所有方法中最高的工
作频率；
（3）可以通过调节外部电
路的电阻，实现调节幅值；
（4）通过按键即可调节频
率。
（1）成本高，产生波形需要
通过大量的积分，比较，滤
波等环节，直接导致需要大
量器件；
（2）大量器件的连接造成
电路实施性不高，容易损坏
等缺点；
（3）复杂的电路会导致
体积庞大、成本高，而且
容易产生过多的杂散分
量，难以达到较高的频谱
纯度（失真小于1‰）；
5
方案三（1）实施性高，电路简单，
稳定性好；
（2）可以轻易准确的控制
幅值和频率；
（1）单片机使用较为复杂，
易学难精，在设计信号发生
器程序时，难度非常高；
（2）成本很高，DDS芯片很
贵。
7
（ATM EGA16 A）（3）产生波形在低频下具有非常高的精度；
（4）可以通过编程控制产生信号，方便快捷，并且拥有很多的功能扩展。
经比较我认为如果只要求做出满足“基本要求”的信号发生器，我建议采用方案二实现！
这里我将采用所有方案分别制作信号发生器，证明是哪种方式最适合制作信号发生器。
3 各方案各单元的设计电路
3.1 方案一
ICL8038的芯片结构图如下：
其中最重要几个引脚如下：
脚1、12（Sine Wave Adjust）：正弦波失真度调节；
脚4、5（Duty Cycle Frequency）：方波的占空比调节、正弦波和三角波的对
称调节；
脚8(FM Sweep)：频率调节；
3.2 方案二
基于分立运算放大器：
该方案分为单片机最小系统电路；方波放大电路；积分电路转三角波、三角波放大电路；低通滤波电路转正弦波、正弦波放大电路共四部分
3.3方案三
基于ATMEGA16A的DDS函数信号发生器
设计电路图大致如上，通过对ATM芯片的编程在16MHz晶振的结合下可以输出多种函数波形，然后做一些运放调整可得出精确的波形。
4.1方案一中可能遇到的问题
基于ICL8038芯片制成的信号发生器预测实验，最容易出现的问题就是正弦波失真较严重。
做预测性试验时，我给ICL8038的电压为10V，我认为这是导致波形失真严重的主要原因。
以后实验中我准备给它±5V的电压进行验证。
4.2方案二中可能遇到的问题
分立式运算放大器，具有实现快速频率变换、低相位噪声以及所有方法中最高的工作频率，但是由于过多的元器件，导致体积庞大，容易产生过多的杂散分量。
4.3方案三
实验设计的DDS信号发生器理论最高频率可达到60KHz，实际测量中达到40KHz时便出现失真现象。