多功能函数信号发生器-开题报告

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1、一、研究目的与意义研究目的与意义：函数信号发生器是信号源的一种，主要给被测电路提供需要的已知信号，然后同其他仪表测量感兴趣的参数。它不是测量电路，而是根据使用者的要求作为激励源，仿真各种测量信号，提供给被测电路，以满足测量或各种实际需要。目前我国在研究信号发生器方面有可喜的成就。但总的来说，我国信号发生器没有形成真正的产业。中国函数发生器产业发展中出现的问题中，如产业结果不合理、产业集中于劳动力密集型产品；技术密集型产品明显落后于发达工业国家；生产要素决定性作用正在削弱；产业能量消耗大、产出率低、环境污染严重、对自然资源破坏力大；企业总体规模偏小、技术创新能力薄弱

2、、管理水平落后等。就目前国内的成熟产品来看，核心部分存在成本高、控制不方便、创新能力小等缺点，因此和国外相比技术存在比较大的差距，所以开发出高性价比的函数发生器，从而与国外技术有所比拼，并且打破国外技术垄断，对目前我国发展中的电子业来说，是具有刻不容缓的作用的。随着电子技术的发展，电路测试对信号发生器的要求已经越来越高。除生成标准波形如正弦波、方波、三角波、脉冲波之外，信号发生器还要用于模拟输出一些不规则信号，以生成“实际环境”信号，包括在被测设备离开实验室或车间时可能遇到的毛刺、漂移、噪声和其它异常事件等。所有这些都要求信号发生器输出信号的参数如频率、波形、输出

3、电压或功率等，能够在一定范围内进行更加精确的调整，并拥有更好的稳定性及输出指示。目前市场上常见的信号发生器，按照价格与适用性大致可以分成高、中、低端，但由于品牌、型号冗繁，使用者在采购过程中面临很大难题。低端产品：DDS技术提高产品适用性通常价位在5,000元上下的信号发生器都是定位在普及水平的低端产品，这类产品由于性能指标的限制，多应用于教育和培训，常见如下图1-1所示：普源精仪的DG1000系列、石家庄无线电四厂的TFG2000系列、南京盛普的SPF05/SPF10和台湾固纬的SFG-830。图1-1低端波形发生器6这四家产品均来自中国厂商，安捷伦、泰克等几家

4、国际大厂并没有在低端市场投入什么战斗力，这主要缘于普及型产品不断提升的技术成本——DDS技术的向下移植。所谓DDS技术是直接数字合成技术(DirectDigitalSynthesis)的简称，包括安捷伦、泰克、普源精仪等厂商的高性能信号源都基于DDS技术。该技术1971年3月由美国学者J.Tierncy、C.M.Rader和B.Gold最先提出，这是一种从相位概念出发直接合成所需要波形的新的全数字频率合成技术。同传统频率合成技术相比，DDS技术具有频率分辨率高、变频速度快、变频相位连续、相位噪声低等优点，易于功能扩展、便于全数字化集成、容易实现对输出信号的多种调制

5、，是近年来任意波形发生器的基础。中端产品：波形下载功能为设计检测提供有力支持目前中端信号发生器的价格大致定位在万元左右，电子电路设计、功能检测、信号模拟这些工作越来越离不开任意波功能，选购时除关心传统信号源的缺陷之外，更应关心它的波形生成和下载能力，同时也要注意它的输出通道数，以便同步比较两信号的相移特性，进一步达到仿真实验状态。图1-2中端波形发生器中端信号发生器中比较有价值的产品如上图1-2所示：安捷伦的33220A、泰克的AFG3021/3022和普源精仪的DG2000系列。在中端市场，以上三者竞争异常激烈，而作为兵家争夺重地的基本性能指标，就是招标过程中的

6、第一个重要参考依据。首先，采样率方面，安捷伦33220A是50MSa/s，普源精仪DG2000为100MSa/s,泰克AFG3021/3022最高，达250MSa/s。其次，波形长度方面，普源精仪以512K遥遥领先，安捷伦与泰克同为6?K。第三，垂直分辨率方面相差不大。第四，屏幕显示方面，泰克的5.6英寸LCD效果较好，安捷伦与普源精仪为256×64LCD。另外，在军事、航空、交通、制造等领域中，有些电路运行环境很难估计，实验设计完成之后，在现实环境还需要作更进一步实验，有些实验的成本很高或者风险性很大(如火车高速实验时铁轨变换情况、飞机试机时螺旋桨的运行情况等)

7、，人们不可能长期作实验判断所设计产品(高速火车、飞机)的可行性和稳定性等，这时就需要利用任意波形发生器的波形下载功能。在作一些复杂、费用高、风险性大的实验时，通过数字示波器等仪器把波形实时记录下来，然后通过计算机接口传输到信号发生器，直接下载到设计电路，便可更进一步多次重覆实验验证。在信号发生器市场，除了安捷伦、泰克、普源精仪之外，其它产品基本都没有USBHOST接口和任意波下载功能，这在很大程度上限制了它们的应用。6高端产品：高性能信号源注重产品设计细节对于绝大部分工程师和研发人员来说，3万元人民币这就是高性能信号发生器的价格上限，目前市场中高端信号发生器主要包

8、括下图1-