正弦信号发生器

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第三章:信号发生器

第三章:信号发生器

3.2 低频信号发生器
概述: 1)低频信号发生器的输出信号频率范围通常为 20HZ~20KHZ,也称为音频信号发生器。 2)低频信号发生器可用于测试调整低频放大器、 传输网络和广播、音响等电声设备,还可为高频 信号发生器提供外部调制信号。
3.2.1 低频信号发生器的主要性能指标 (1)频率范围。1Hz~20KHz或延伸到 1MHz (2)频率稳定度。(0.1~0.4)%/小时 (3)频率的准确度。 ±(1~2)% (4)输出电压。0~10V连续可调 (5)输出功率。0.5~5w连续可调 (6)输出阻抗。50Ω、75Ω、150Ω、 600Ω和5KΩ (7)非线性失真系数。(0.1~1)% (8)输出形式:平衡输出与不平衡输出。
4.输出级:包括功率放大,输出衰减、阻 抗匹配等几部分电路。功放和输出衰减已 在前面讲过,这里就不讲了,由于高频信 号发生器必须工作在 阻抗匹配的条件下, (输出阻抗一般为50欧或75欧)否则将影 响衰减系数、前一级电路的正常工作、降 低输出功率或在输出电缆中形成驻波等。 所以必须在输出端与负载之间加入阻抗变 换器以实现阻抗的匹配。
应用实例:放大倍数等于输出电压与输入电压之比。
毫伏表
信号源 示波器 被测 放大器
放大器放大倍数测量连线图
3.3 函数信号发生器 函数信号发生器实际上是一种多波形信号源, 可以输出正弦波、方波、三角波、斜波、半 波正弦波及指数波等。由于其输出波形均可 用数学函数描述,故命名为函数发生器。目 前函数发生器输出信号的频率低端可至几毫 HZ,高端可达50MHZ。除了作为正弦信号源 使用外,还可以用来测试各种电路和机电设 备的瞬态特性、数字电路的逻辑功能、模数 转换器、压控振荡器以及锁相环的性能。

简易信号发生器设计制作

简易信号发生器设计制作

简易信号发生器设计制作一、训练目的 (1)掌握正弦波、三角波、矩形波和方波发生电路的工作原理; (2)学会正弦波、三角波、矩形波和方波发生电路的设计方法;(3)进一步熟悉电子线路的安装、调试、测试方法。

二、工作原理正弦波、三角板、矩形波是电子电路中常用的测试信号,如测试放大器的增益、通频带等均要用到正弦信号作为测试信号。

下面分别介绍产生这三种信号电路结构和工作原理。

1.正弦信号发生器正弦信号的产生电路形式比较多,频率较低时常用文氏电桥振荡器,图7-1为实用文氏电桥振荡电路.图中R 1、R 2、R 3、RW 2构成负反馈支路,二极管D 1、D 2构成稳幅电路,C 2、R 11(或R 12或R 13)、C 1、R 21(或R 22或R 23)串并联电路构成正反馈支路,并兼作选频网络。

调节电位器RW 2可以改变负反馈的深度,以满足振荡的振幅条件和改善波形。

二极管D 1、D 2要求温度稳定性好,特性匹配以确保输出信号正负半周对称,R 4接入用以消除二极管的非线性影响,改善波形失真。

如K1接电阻R 11、K2接R 21,并且R 11= R 21=R ,C 1= C 2=C ,则电路的振荡频率为:12f RCπ=(7-1)起振的幅值条件:11f v R A R =+(7-2)图7—1 正弦信号发生器通过调整RW 2可以改变电路放大倍数,能使电路起振并且失真最小.该电路可通过开关K1、K2选择不同的电阻以得到不同频率的信号输出。

2.方波和矩形波发生器 方波发生电路如图7-2,其基本原理是在滞回比较器的基础上增加了由R 4和C 1构成的积分电路,输出电压通过该积分电路送人到比较器的反相输入端.其中R 3 、D Z1和D Z2构成双向限幅电路,这样就构成了方波发生器电路,其工作原理如下:假设在接通电源瞬间,输出电压o v 为Z V +(稳压二极管D Z1、D Z2额定工作时的稳压值),这时比较器同相端的输入电压为212Z R v V R R +≈+ (7—3)同时输出电压o v 会通过电阻R 4给C 1充电,反相端的输入电压v -就会逐步升高,当反向输入端的电压v -略大于同相端输入电压v +时,比较器输出电压立即从Z V +翻转为Z V -,这时输出端电压o v 为Z V -,比较器同相端输入电压v +'为212Z R v V R R +'≈-+ (7-4)这时输出的电压o v 会通过R 4对C 1进行反向充电,当反相输入端的电压略低于v +'时,输出状态再翻转回来,如此反复形成方波信号.所产生方波信号的频率为4112f R C =方波 (7-5)R 4o图7-2 方波发生电路o图7-3 矩形波发生电路如果在积分电路中加入元件D 1、D 2和RW 1,则电容C 1正向、反向充电时间常数不同,这样就变成了矩形波发生电路,如图7-3。

信号发生器的使用条件及操作规程

信号发生器的使用条件及操作规程

信号发生器的使用条件及操作规程信号发生器的使用条件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。

一、信号发生器的分类:1、正弦信号发生器:正弦信号紧要用于测量电路和系统的频率特性、非线性失真、增益及灵敏度等。

按频率覆盖范围分为低频信号发生器、高频信号发生器和微波信号发生器;按输出电平可调整范围和稳定度分为简易信号发生器(即信号源)、标准信号发生器(输出功率能精准地衰减到—100分贝毫瓦以下)和功率信号发生器(输出功率达数十毫瓦以上);按频率更改的方式分为调谐式信号发生器、扫频式信号发生器、程控式信号发生器和频率合成式信号发生器等。

2、高频信号发生器:频率为100千赫~30兆赫的高频、30~300兆赫的甚高频信号发生器。

一般接受LC调谐式振荡器,频率可由调谐电容器的度盘刻度读出。

紧要用途是测量各种接收机的技术指标。

输出信号可用内部或外加的低频正弦信号调幅或调频,使输出载频电压能够衰减到1微伏以下。

3、微波信号发生器:从分米波直到毫米波波段的信号发生器。

信号通常由带分布参数谐振腔的超高频三极管和反射速调管产生,但有渐渐被微波晶体管、场效应管和耿氏二极管等固体器件取代的趋势。

仪器一般靠机械调谐腔体来更改频率,每台可覆盖一个倍频程左右,由腔体耦合出的信号功率一般可达10毫瓦以上。

4、扫频和程控信号发生器:扫频信号发生器能够产生幅度恒定、频率在限定范围内作线性变化的信号。

在高频和甚高频段用低频扫描电压或电流掌控振荡回路元件(如变容管或磁芯线圈)来实现扫频振荡;在微波段早期接受电压调谐扫频,用更改返波管螺旋线电极的直流电压来更改振荡频率,后来广泛接受磁调谐扫频,以YIG铁氧体小球作微波固体振荡器的调谐回路,用扫描电流掌控直流磁场更改小球的谐振频率。

扫频信号发生器有自动扫频、手控、程控和远控等工作方式。

第三章_信号发生器

第三章_信号发生器

第三章 信号发生器思考题与习题3.1 信号发生器的常用分类方法有哪些?按照输出波形信号发生器可以分为哪些类? 答:(1)按频率范围分类; (2)按输出波形分类;(3)按信号发生器的性能分类。

其中按照输出波形信号发生器可以分为正弦信号发生器和非正弦信号发生器。

非正弦信号发生器又可包括脉冲信号发生器、函数信号发生器、扫频信号发生器、数字序列信号发生器、图形信号发生器、噪声信号发生器等。

3.2 正弦信号发生器的主要技术指标有哪些?简述每个技术指标的含义? 答:正弦信号发生器的主要技术指标有:(1)频率范围指信号发生器所产生信号的频率范围; (2)频率准确度频率准确度是指信号发生器度盘(或数字显示)数值与实际输出信号频率间的偏差; (3)频率稳定度频率稳定度是指其它外界条件恒定不变的情况下,在规定时间内,信号发生器输出频率相对于预调值变化的大小(4)失真度与频谱纯度通常用信号失真度来评价低频信号发生器输出信号波形接近正弦波的程度,对于高频信号发生器的失真度,常用频谱纯度来评价;(5)输出阻抗 (6)输出电平输出电平指的是输出信号幅度的有效范围; (7)调制特性是否能产生其他调制信号。

3.3 已知可变频率振荡器频率f 1=2.4996~4.5000MHz ,固定频率振荡器频率f 2=2.5MHz ,若以f 1和f 2构成一差频式信号发生器,试求其频率覆盖系数,若直接以f 1构成一信号发生器,其频率覆盖系数又为多少? 解:因为差频式信号发生器f 0= f 1-f 2所以输出频率范围为:400Hz ~2.0000MHz 频率覆盖系数301055000Hz400MHz0000.2⨯===k如果直接以f 1构成一信号发生器,则其频率覆盖系数8.1.4996MHz2MHz5000.40≈='k3.4 简述高频信号发生器主要组成结构,并说明各组成部分的作用? 答:高频信号发生器主要组成结构图如下图所示:(1)主振级 产生具有一定工作频率范围的正弦信号,是信号发生器的核心。

正弦波调制信号发生器

正弦波调制信号发生器

摘要直接数字合成(DDS)是一种重要的频率合成技术,具有分辨率高、频率变换快等优点,在雷达及通信等领域有着广泛的应用前景。

系统采用AD9850 (DDS)与51系列单片机相结合的方法,以AD9850为频率合成器,以单片机为进程控制和任务调度的核心,设计了一个信号发生器。

实现了输出频率在1KHz~10MHz范围可调,输出信号频率稳定度优于10-4的正弦波信号。

正弦波信号的电压峰峰值Vopp能在—5V~7V范围内步进调节,步进间隔达到0.1V,所有输出信号无明显失真,且带负载能力强的正弦波信号调制发生器。

关键字:DDS 正弦信号 FM调频 AM调幅 PSK ASKAbstractdirect digital synthesis(DDS) is an important frequency synthesizer technology. With the advantages of high resolution and rapid transformation frequency etc,they are widely used on radar,communications and other fields. This system adopts the methods which combines AD9850(DDS)and 51 collection microcomputer, with AD8950 as the frequency synthesizer,and with task scheduling and process control of the MCU,as the core.It designs a signal generator, Achieving the output frequency of 1KHz to 10MHz range adjustable. Output signal frequency stability of it is better than 10-3 the sine wave,square wave and triangular wave signal.The sine wave signal peak voltage peak Vopp can adjust from -5V to 7V of the stepping conditioning,with step interval 0.1 V.the output signals have no obvious distortion.The signal generator of sine wave that with a good ability to load belt.Keywords: DDS sinusoidal signal FM Amplitude Modulation AM Amplitude Modulation PSK ASK学习生活、科学研究中,正弦波和方波、三角波是常用的基本测试信号。

信号发生器 8.1

信号发生器 8.1
C
ICL
L1
Uo _
Ui Uf
_
+ L2 Uf _
ICL Uf与Ui同相,满足相位平衡条件 同相,
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f. 电压 f超 电压U 前ICL90° °
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(2) 幅度条件 由于反馈信号U 由于反馈信号 f取自电感 L2, 改变电感中间抽头位 , T
C L1
置,调整反馈强弱,容 + L2 Uf _ 易满足幅度条件。 满足幅度条件。
N2
T
+
(4) 电路的特点 a.调节 2方便,起振容易。 调节N 方便,起振容易。 调节
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模拟电子技术基础
b. 振荡频率高。 振荡频率高。 c. 电路的品质因数高。 电路的品质因数高 d. 输出波形好。 输出波形好。 e. 频率稳定性高。 频率稳定性高。 f. 体积、重量大。 体积、重量大。 g.受 变压器分布参数的 受 限制, 限制 , 振荡频率不能很 高。
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5. 电容三点式正弦波振荡电路
电容器的三个端
+
T
+
子分别与T的三个 子分别与 的三个 L 电极相连接,故 称之为电容三点 式振荡电路。 式振荡电路。
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交流通路
+
T
+
T L
L
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简化的交流通路 T L
T
L
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(3) 电路的品质因数

Z
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方波——三角波——正弦波函数信号发生器

目录1 函数发生器的总方案及原理框图 (1)1.1 电路设计原理框图 (1)1.2 电路设计方案设计 (1)2设计的目的及任务 (2)2.1 课程设计的目的 (2)2.2 课程设计的任务与要求 (2)2.3 课程设计的技术指标 (2)3 各部分电路设计 (3)3.1 方波发生电路的工作原理 (3)3.2 方波---三角波转换电路的工作原理 (3)3.3 三角波---正弦波转换电路的工作原理 (6)3.4电路的参数选择及计算 (8)3.5 总电路图 (10)4 电路仿真 (11)4.1 方波---三角波发生电路的仿真 (11)4.2 三角波---正弦波转换电路的仿真 (12)5电路的安装与调试 (13)5.1 方波---三角波发生电路的安装与调试 (13)5.2 三角波---正弦波转换电路的安装与调试 (13)5.3 总电路的安装与调试 (13)5.4 电路安装与调试中遇到的问题及分析解决方法 (13)6电路的实验结果 (14)6.1 方波---三角波发生电路的实验结果 (14)6.2 三角波---正弦波转换电路的实验结果 (14)6.3 实测电路波形、误差分析及改进方法 (15)7 实验总结 (17)8 仪器仪表明细清单 (18)9 参考文献 (19)1.函数发生器总方案及原理框图1.1 原理框图1.2 函数发生器的总方案函数发生器一般是指能自动产生正弦波、三角波、方波及锯齿波、阶梯波等电压波形的电路或仪器。

根据用途不同,有产生三种或多种波形的函数发生器,使用的器件可以是分立器件(如低频信号函数发生器S101全部采用晶体管),也可以采用集成电路(如单片函数发生器模块8038)。

为进一步掌握电路的基本理论及实验调试技术,本课题采用由集成运算放大器与晶体管差分放大器共同组成的方波—三角波—正弦波函数发生器的设计方法。

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变换成方波,再由积分电路将方波变成三角波;也可以首先产生三角波—方波,再将三角波变成正弦波或将方波变成正弦波等等。

信号发生器的使用

信号发生器
信号发生器可以产生不同波形和频率的测试信号,是电子测量中经常使用的仪器之一。

按照信号发生器输出波形的不同,可分正弦信号发生器(输出正弦波)、脉冲信号发生器(输出不同重复频率、宽度和幅度的脉冲)、函数发生器(输出多波形信号)。

常见正弦信号发生器有XD一2型等,常见函数信号发生器有Sl01函数发生器等。

S101型函数信号发生器能产生1Hz~1MHz的正弦波、方波或三角波信号。

仪器是由全晶管构成,体积小、重量轻、使用方便。

适用于有关科研单位、工厂和学校实验室等使体用。

S101型函数信号发生器的面板装置如图2.4.8所示,其功能介绍如下。

图2—4—8$101函数信号发生器面板图
①频率倍乘开关:按键式开关共有六档,对应六个频段分别为“×1”、“×l0”、“×l00 ”、“×lk"、“×lOk”、“×lOOk”,通过换档改变充电电容来实现频段的转换。

②频率调节拨盘:在每一频段内调节频率之用,拨盘的作用是控制恒流充电电流的大小,从而控制频率。

③波形选择按钮:可选择三角波、方波或正弦波。

④输出调节旋钮:此旋钮控制输出信号的大小。

⑤衰减按键:三档按键分别为lOdB、20dB、20dB,可同时使用以达到不同衰减之用。

⑥输出插孔:输出信号由此输出。

使用步骤如下:
①开机,预热l5分钟后可稳定使用。

②根据需要选择适当的波形。

③根据需要选择适当的频率量程,并用拨盘调节所需的频率。

④信号输出幅度可通过“衰减”按键l0dB步级选择适当的衰减量,通过“输出幅度,旋钮连续调节输出信号大小。

数控正弦函数信号发生器(2013-2014-103)


教学方法:
1. 教法: ① 在实验室集中,分3次讲解。 * 电路设计提示。 * 装配要求、调测方法。 * 实验报告撰写要求。 ② 辅导实验、最后逐一验收。 2. 学习方法: *认真自学《电子电路课程设计》相关章节。 * 独立完成设计。 *独立装配、调测、撰写设计报告 。
课程纪律:
1. 缺少实验达三分之一以上无成绩,必须重修。
三、课题技术指标
3.1 技术指标(P146课题8.2.7)
1、整体功能要求
数控函数发生器的功能是用数字电路产生正弦波、方波、 三角波和锯齿波信号,输出信号的频率和电压的幅度均由 数字式开关控制,并用一个自复开关进行选择4个发光二极 管,指示波形种类。 事先对一个波形进行取样,把各个样点的取样值存入 存储器构成函数表(可以存入一个周期的完整信号,也可 以存入半个周期或1/4个周期)。通过数字频率控制电路对 函数表的读取,再把读取的取样值取出还原成原始的波形 信号,这就构成了信号发生器的基本设计原理。
}
}
(3)输出数据作为EEPROM里面输入的正弦函数表:
(3)三角波函数表的算法设计: 用C语言进行如下编程:
#include<stdio.h>
void main()
{ int i;
int rom_triangle[256];
int hex[256][2]; for(i=0;i<128;i++)
2、系统结构要求
数控信号发生器的结构如图1所示,其中波形发生器 采用数字电路产生正弦波、方波、三角波和锯齿波信号, 频率选择开关用于选择输出信号的频率,幅度选择开关用 于选择输出信号电压幅度,频率选择开关和幅度选择开关 均应采用数字电路,自复开关用于进行选择4个发光二极管 并指示波形种类。 通过频率控制开关改变频率控制电路的输出频率,由此 改变计数器(地址发生器)的循环计数速度,进而改变从 存储器取出的速度,经D/A变换后输出正弦波信号,再由幅 度控制开关控制输出信号的电压幅度,自复开关用于进行 控制选择4个发光二极管并指示其对应的4种波形。

50hz正弦波工频信号发生器【高压验电器专用检验仪】 (1)

GPF型手持式工频验电信号发生器【百鼎系列高压信号发生器拥有机型0.4kv、10kv、35kv、66kv、110kv、220kv 型验电器专用仪器的生产和销售以及同类高压验电器系列-500kv验电器】工频信号发生器概述简介50HZ正弦波工频信号发生器是一种专用于检验高压声光验电器的仪器,主要对验电器启动电压进行升压试验判断进而了解验电器性能的好坏,产品根据《DL740-2000》的要求,针对验电器自检后还是不能判断验电器性能的好坏。

是电力工作者必备的安全工具之一,目前国内市场上的验电器种类繁多,性能参差不齐,或由于各种原因造成验电器失灵,影响正常使用。

目前一般检验验电器好坏的验电信号发生器为高频电子升压式信号发生器,由于高频和工频存在很大区别,因此普通验电信号发生器不能完全确定验电器性能的好坏,即使检验时正常,验电器也可能是坏的,不能正常使用。

根据国家电力总公司《电力安全操作规程》精神,针对上述问题,应众多电力部门的要求,石家庄百鼎电气有限公司研制了工频验电信号发生器,完全杜绝了验电器检验失灵的问题。

彻底取代了高压信号发生器,本临场检测仪适用于各种场合对高压验电器的检测,可准确的判断其质量好坏和启动电压值,是电力行业室内和野外作业不可缺少的安全检测设备。

用于验电器的启动电压检验,及等效电压检验仪器!可以有效的取代设备检验。

对验电器性能检验有着重要的意义!产品主要分两种形式的机型:A台式铝合金外壳检验装置B手持式便携检验仪器用户可以根据自己的要求和使用环境选择产品款式!本文着重为您讲解手持式工频验电信号发生器【带数字显示】:GPF系列工频验电信号发生器是石家庄百鼎电气有限公司首创DF信号发生器的基础上最新研制的高科技产品。

本系列产品能可靠替代验电器在有电设备上进行试验。

从根本上解决了在全部停电场合,验电器无法验证的安全隐患。

GPF系列工频验电信号发生器采用微电脑电子技术,输出50HZ纯正弦波验电信号且输出信号能量稳定、动态功耗低、结构轻巧是作业人员理想的防身产品。

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A题正弦信号发生器摘要本文介绍以DDS芯片AD9851为产生正弦信号的波信号核心,以单片机为主控制器,实现了从低频100hz到高频10Mhz宽频带的频率任意设定(亦可以设定步进为10hz或者100hz等可调)、高精度(频稳度优于10-5)的正弦信号发生器,输出电压幅度为50欧姆负载上输出幅度大于1V。

并且实现了产生从1Mhz~10Mhz范围内调制度m a可调的模拟幅度调制(AM)信号,和把自行产生的M序列数字二进制基带信号调制成100khz固定频率载波二进制键控制的ASK 和PSK。

关键词DDS,PSK,ASK,模拟幅度调制(AM)信号,模拟频率调制(FM)信号,正弦信号发生器,M序列,多谐振荡器,模拟乘法器,可控增益宽带放大器,AD9851,AD603,MC1496AbsatractThis system is designed to generate sine wave generator. We use the DDS devise AD9851 as the system’s core, the single chip 89S52 as the MCU of the system. This sine wave generator can generate sine wave from 100khz to 10Mhz with a step 10hz or 100hz or 100khz, also, can generate AM analog signals, can generate ASK and PSK digital signal.KeywordDDS,PSK,ASK, sine wave generator, AM analog signals, LCD,MCU,DDS devise AD9851.1、设计任务和要求设计制作一个正弦信号发生器。

1.1基本要求(1)正弦波输出频率范围:1kHz~10MHz;(2)只有频率设置功能,频率步进:100Hz;(3)输出信号频率稳定度:优于10-4;(4)输出电压幅度:在50Ω负载电阻上的电压峰-峰值Vopp ≥1V;(5)失真度:用示波器观察时无明显失真。

1.2发挥部分在完成基本要求任务的基础上,增加如下功能:(1)增加输出电压幅度:在频率范围内50Ω负载电压上电阻上正弦信号输出电压的峰-峰值Vopp=6V±1V;(2)产生模拟幅度调制(AM)信号:在1Mhz~10Mhz范围内调制度ma可在10%~100%之间控制调节,步进量10%,正弦调制信号频率为1kHz,调制信号自行产生;(3)产生模拟频率调制(FM)信号:在100kHz~10MHz频率范围内产生10kHz最大频偏,且最大频偏可分为5kHz/10kHz二级控制程序调节,正弦调制信号频率为1kHz,调制信号自行产生;(4)产生二进制PSK、ASK信号:在100kHz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;(5)其他。

2、任务分析及方案论证2.1正弦信号发生器的核心部分方案的论证和选择方案1:采用传统的分立元件的方法,采用RC或LC正弦振荡电路,这种方法电路简单,成本低,但是这种方法难以实现步进达到100hz或者更高,并且难以兼顾频率跟得上10Mhz。

方案2:采用锁相环频率合成技术,将压控振荡的VCO的输出频率锁定在所需的频率之上,次方案具有很好的窄带跟踪性,可以较好的选择所需的频率,抑制杂散得分量,其基本模型如图1所示。

然而锁相环本身是一个惰性的环节,锁相时间长,频率串换时间长,并且模拟产生的正弦波,频率和相位难以控制。

方案3:采用直接数字频率合成技术产生所需的正弦信号(DDS)。

本想着自己做一个DDS信号发生器的,但是要达到题目的基本要求上到10Mhz并且要完成发挥部分的要求,我们采用AD公司的高集成度电路DDS电路的器件AD9851,它包含高速、高想能10位D/A转换器及高速比较器,可作为全数字编程控制的频率合成器来产生所需的正弦波,外接精密时钟源时,AD9851可以产生一个频谱纯净、频率和相位都可以编程控制且稳定性很好的模拟正弦波,这个正弦波能够直接作为基准信号源。

9851内含6倍参考时钟被乘器,可避免对外部高速参考时钟振荡器的需要,减小由于外部频率过高而可能产生的相位噪声;其频带宽,正常输出工作频率范围为0~72Mhz;频率分辨率高,其创新式高速DDS码可接受32位调频字,使得它在180Mhz系统时钟下输出频率的江都可达0.04Hz,完全达到了题目要求的输出信号频率稳定度由于10-4的要求;相位可调。

可接收来自单片机的5位相控制字,产生二进制PSK,作出题目要求的发挥部分的第四点。

另外我们认真查阅AD公司的AD9851的DATASHEET还发现,此此芯片可以有时能控制端,可以用程序来控制是否输出,这样可以进行ASK,完成题目发挥部分的第五点。

我们采用方案3.2.2幅度放大方案的论证和选择由于从DDS芯片AD9851出来的整形波的Vpp达不到1V,题目的基本要求部分要求Vpp≥1V,且题目发挥部分要求增加输出电压幅度;在频率范围内50Ω负载电阻上正弦信号输出电压的峰峰值V opp=6±1V,由于要求产生的信号频率比较高,要求从1Khz达到10Mhz,带宽很大,并且要求在此段范围内都要求输出电压的峰峰值Vopp=6V±1V。

方案1:采用高速运放进行放大,由于dds芯片9851产生的信号经过后面的7阶的椭圆滤波器之后的幅频特性的影响,产生的正弦信号会随着频率的上升而下降,如果采用固定的增益的话,在整个频率范围内达不到在6V±1V之内。

方案2:由固定增益运放之后采用数字的电位器进行程控的分压,但是发现这种方法的频率响应跟不上,在低频内还可以使用,但是到了Mhz以上就不能工作了。

方案3:使用程控增益宽带放大器AD603,此芯片内部由R-2R梯形电阻网络和固定增益放大器构成,加在其梯形网络输入端的信号经衰减后,由固定增益放大器输出,衰减量是由加在增益控制接口的参考电压决定;而这个参考电压可通过单片机进行运算并控制D/A芯片或者数字电位器输出控制电压得来,从而实现较精确的数控。

此外AD603能提供由直流到30Mhz以上的工作带宽,单级实际工作时可提供超过20db的增益(此芯片的资料可以狭隘相关的datasheet查阅)。

用这个方法我们可以只用一级放大,通过幅频补偿的方法来进行程控放大,来达到在1khz到10M范围内输出幅度在6V±1V。

我们选用方案3来实现发挥部分的幅度要求。

3、系统设计3.1 系统设计总思路根据题目要求,我们经过认真分析,并且考虑各种因素,我们制定出了总体的方案。

如图1所示,基本部分的正弦信号的产生我们采用AD9851芯片作为核心,采用单片机89S52作为主控制,采用44的键盘和液晶显示器作为人机交换的硬件,实现频率的步进可调,还有任意频率的输入,采用mc1496和可控数字电位器来进行发挥部分的模拟幅度调制(AM)信号的产生,用编程的方法用单片机来控制AD9851来进行发挥部分的二进制的ASK和PSK。

其总得系统框图如图2所示:3.2系统的理论分析和实际设计Ⅰ——基本要求部分3.2.1高精度正弦波信号产生模块近年间,直接数字频率合成器(Direct Digital Frequency Synthesis简称DDS 或DDFS)得到了飞速的发展,它以有别于其他频率合成方法的优越性能和特点成为现代频率合成技术中的佼佼者。

具体体现在相对带宽宽、频率转换时间短、频率分辨率高、输出相位连续、可产生宽带正交信号及其它多种调制信号、可编程和全数字化、控制灵活方便等方面,并具有极高的性价比。

(1)DDS基本原理及性能特点DDS的基本原理是利用采样定理,通过查表法产生波形。

DDS的结构有很多种,其基本的电路原理可用图3来表示。

图3 DDS基本原理相位累加器由N位加法器与N位累加器级联构成。

每来一个时钟脉冲fs,加法器将频率控制字k与累加寄存器输出的累加相位数据相加,把相加后的结果送至累加寄存器的数据输入器,累加寄存器将加法器在上一个时钟脉冲作用后所产生的新相位数据反馈到加法器的输入端,以使加法器在下一个时钟脉冲的作用下继续与频率控制字相加。

这样,相位累加器在时钟脉冲输入时,把频率控制字累加一次,相位累加器输出的数据就是合成信号的相位,相位累加器的溢出频率就是DDDS输出的信号频率。

用相位累加器输出的数据作为波形存储器(ROM)的相位取样地址,这样可把存储在波形存储器内的波形抽样值(二进制编码)经查找表查出,完成相位到幅值转换。

波形存储器的输出送到D/A转换器,D/A转换器将数字量形式的波形幅值转换成所要求合成频率的模拟量形式信号。

低通滤波器用于滤除不需要的取样分量,以便输出频谱纯净的正弦波信号。

DDS在相对带宽、频率转换时间、高分辨力、相位连续性、正交输出以及集成化等一系列性能指标方面远远超过了传统频率合成技术所达到的水平,为系统提供了优于模拟信号源的性能。

DDS技术的特点:(1)输出频率相对带宽较宽输出频率带宽为50%fs(理论值)。

但考虑到低通滤波器的特性和设计难度以及对输出信号杂散的抑制,实际的输出频率带宽仍能达到40%fs。

(2)频率转换时间短DDS是一个开环系统,无任何反馈环节,这种结构使得DDS的频率转换时间极短。

事实上,在DDS的频率控制字改变之后,需经过一个时钟周期之后按照新的相位增加累加,才能实现频率的转换。

因此,频率转换的时间等于频率控制字的传输时间,也就是一个时钟周期的时间。

时钟频越高,转换世家越短。

DDS的频率转换时间可达纳秒数量级,比使用其它的频率合成方法都要短数个数量级。

(3)频率分辨率极高若时钟fs的频率不变,DDS的频率分辨率就由相位累加器的位数N决定。

只要增加相位累加器的位数N即可获得任意小的频率分辨率,目前,大多数DDS的分辨率在1Hz数量级,许多小于1mHz甚至更小。

(4)相位变化连续改变DDS输出频率,实际上改变的每一个时钟周期的相位增量,相位函数的曲线是连续的,只是在改变频率的瞬间其频率发生了突变,因而保持了信号相位的连续性。

(5)输出波形的灵活性只要在DDS内部加上相应控制如调频控制FM、调相控制PM和调幅控制AM,既可以方便灵活的事现调频、调相和调幅功能,产生FSK、PSK、ASK 和MSK等信号。

另外,只要在DDS的波形存储器存放不同波形数据,就可以实现各种波形输出,如三角波、锯齿波和矩形波甚至是任意的波形。

当DDS的波形存储器分别存放正弦和余弦函数表时,既可得到正交的两路输出。

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