波形产生电路的设计和制作.doc

《波形产生电路的设计和制作.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、波形产生电路的设计和制作波形产生电路的设计和制作摘要：各种各样的信号是通信、电子、电气领域的重要组成部分，其中正弦波、三角波、和方波等是较为常见的信号，在科学研究及教学实验中常常需要这几种信号的发生装置。波形发生器作为电子技术领域中最基本的电子仪器，广泛应用于航空航天测控、通信系统、电子对抗、电子测量、科研等各个领域中。随着电子信息技术的发展，对其性能的要求也越来越高，如要求频率稳定性高、转换速度快，具有调幅、调频、调相等功能。本课题重在对基础电路学知识的应用，通过波形发生器的设计，来加深和强化模拟电路及相关知识，掌握常用元器件的识别和测试和电子系统的一般设计方法，培养综合应

2、用所学知识来指导实践的能力。关键词：正弦波、三角波、方波近年来国内外研究现状：目前市场上已有的信号发生器有很多种，随着数字集成电路和微电子技术的发展和提高，新的频率合成技术直接数字频率合成得到飞速发展，它是继直接频率合成和间接频率合成之后发展起来的第三代频率合成技术。该技术在相对带宽、频率转换时间、相位连续性、正交输出、高分辨率以及集成化等一系列性能指标已远远超过传统的频率合成技术所能达到的水平。就目前波形发生器的种类而言，其电路形式有采用运放及分立元件构成；也有采用单片集成的函数发生器；以及以单片机和FPGA为核心，辅以必要的模拟电路构成的DDFS数字信号发生器，在保证信号

3、发生器的稳定性、频率范围、幅值范围等指标的同时，实现对输出信号的频率、相位和幅值的数字控制是现代信号发生器的发展方向。现在，国外研究和使用的波形发生器大多要求频率在610−Hz-50MHz，产生正弦、三角、锯齿、方波、调幅等波形，而国内则对频率在5*310−Hz-40MHz，能产生正弦、三角、方波等基本波形的波形发生器需求大。本次毕业设计的课题是：波形产生电路设计1.设计要求：产生三角波、正弦波、方波三种信号波形；2.频率范围：100Hz~10kHz，输出频率连续可调；7波形产生电路的设计和制作3.输出的正弦波幅度0~6V可调；4.正弦波失真度小于5%；5.工作电源交流2

4、20V；正文：1）通过查阅手册和文献资料，熟悉常用电子器件的类型和特性，并掌握合理选用的原则，进一步掌握电子仪器及电子软件的正确使用方法。初步掌握普通电子电路的安装、布线、调试等基本技能。2）提高综合运用所学理论知识独立分析和解决问题的能力，学会撰写毕业设计总结报告，培养严肃认真的学习作风和严谨的科学态度。3）充分掌握方波--三角波--正弦波函数发生器的发生原理及设计方法，能够使用电路仿真软件进行电路调试。4）函数发生器作为一种常用的信号源，是现代测试领域内应用最为广泛的通用仪器之一，在研制、生产、维修和测试各种电子元件以及整机设备时都要用到信号源，以确定他们的性能参数。同时

5、，信号发生器还广泛应用于通信、雷达、宇航、导航领域，是最基本的电子仪器之一。通过阅读十五篇文献：制作波形发生电路大致分为三种方法一、直接模拟法这是传统函数发生器的简化结构，一般都是由自由振荡器产生原始波形，然后经过转换电路将原始波形转换成其他波形，在图1中方波是由振荡器产生的，三角波是由方波通过积分电路转变而成的，正弦波是由三角波通过一个波形整形电路（正弦波整形器）演变而来的，所需要波形经过放大和衰减输出，显然这种方式产生的波形种类有限，每增加一种波形，都要增加相应的转换电路，整个电路变得很复杂，最重要的是要产生用户所需要的任意波形复杂的波形几乎不可能7波形产生电路的设计和制

6、作图1相关方案也有多种，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。本课题采用先产生方波—三角波，再将三角波变换成正弦波的电路设计方法由比较器和积分器组成方波—三角波产生电路，比较器输出的方波经积分器得到三角波，三角波到正弦波的变换电路主要由差分放大器来完成。差分放大器具有工作点稳定，输入阻抗高，抗干扰能力较强等优点。特别是作为直流放大器时，可以有效地抑制零点漂移，因此可将频率很低的三角波变换成正弦波。波形变换的原理是利用差分放大器传输特性曲线的非线性。二、直接数字

7、法（即用单片机实现的方法）直接数字法是采用直接数字合成（DirectDigitalSynthesis）的方法实现信号产生。该技术具有频率转换速度快、频率分辨率高、易于控制的突出特点。直接数字合成技术近年来发展得很快，而要产生任意波形就必须采用直接数字合成技术。随着DDS技术的发展，出现了各种各样的直接数字合成的结构，但基本上可以发成两种：1）基于地址计数器的数字频率和成法；2）基于相位累加器的数字频率和成法。7波形产生电路的设计和制作图2此电路为典型的MAX038内部电路图1）能精密地产生三角波、锯齿波