基于pc机模拟信号发生器的设计方案

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1、基于PC机模拟信号发生器的设计方案1绪论1.1设计的目的和意义模拟信号发生器是1990年代初的一种新仪器,是计算机技术和仪器技术一起综合运用的产物,是一个重大的突破,代表测量仪器的一个发展方向。现在,一些大学已经在实训室中用模拟信号发生器进行实验了。模拟信号发生器用于实验课实训中,对于实验课的建设和进行能够达到很有益的效果[1]。虚拟仪器具有以下优点:(1)它可以大大降低建设成本,减少测量仪器和实验室的空间占用,而且更方便、可靠。(2)高度集成的基于虚拟仪器的测量调试系统可以获得大量经过测量而出现的数据。(3)软件系统把需要测量调试的数据用各种图纹的波动形状表

2、现出来，便于我们对该系统进行扩充。在进行电子实践实验时，信号发生器是实验室常用且不可缺少的设备,但单独的由物理设备而组成的早期老旧型的信号发生器只能实现某一种固定功能,不仅只能的体现某一种波形图，而且不是一般的昂贵。通过上面,不难看出:在实际的去研究和开发信号发生器时,需要的设计和研发成本往往会很高。购买高精度信号发生器的费用不便宜。该仪器扩展性能不是一般的差,调试起来很不方便,由外部环境所影响。高性价比数模转换器A/D与D/A的研发成功推动了模拟信号发生器的发展，模拟信号发生器的技术能够使用足够量的芯片来测量。系统进行前端的组件设计和软件设计已成为模拟信号发

3、生器技术的动力源泉，而用图形化数据的QuartusⅡ软件也逐渐被广泛的应用[2]。目前，模拟信号发生器技术向外展开的功能逐渐强大，可以在PC上研发测试，从而得出设计的结果。还可以在设计硬件时加入嵌入式处理器和可编程门来设计等。34这些为设计提供了一个单独的环境来进行系统测试与硬件作用的定义。这样一来，模拟信号发生器正在逐渐凭借其诸多优点来取代传统的仪器，其应用领域将越来越宽广。综合以上所述，制作一种模拟信号发生器，用个人计算机来进行模拟的方案是可行的，并且对于其电路的扩展功能研发也具有重大的意义。1.2信号发生器技术的发展在信号发生器显形的时候，信号发生器产品

4、增加了一种新的类型，是用声源信号测量来产生非正弦信号的任意信号发生器。其产生有三角波形，斜波形，方行波纹和余弦波纹等几种特殊规定函数发生器波形。需要进行复杂调制分析信号的声音和振动等信号源，各种振动信号可以用信号发生器来产生，但该信号并非是全是标准形式的。绝大多数汇集在声音频带的信号发生器是最初形成的。现在它同数字示波器相互联合运用，一但所需信号出现在示波器中显现出来，该信号的波形就能够在信号发生器中显示出一模一样的。模拟电路的这项技术应用于起初的信号发生器。该仪器能产生各种形态不一的波纹图。它是由各个元器件组成的整个电路的仪器。复杂，体积大，精度不高并且其不

5、稳定性强是这种信号发生器所拥有的特点。该发生器只能产生一些简单的波形图样，它是很难实现的繁琐波形信号的。伴随着微电子技术的发展，出现了一种被改进的信号发生器，它由微控制器硬件和软件组成。它增加了信号发生器的一些功能，并且该波形较之于之前是繁琐的。它运用了各种处理手段，就能得到各式各样浅显易懂的波形[3]。比如：微处理、数模转换等处理手段。然而因为微控制器的解决速度相当有限，所以信号发生器将不会太高的输出频率。任意信号发生器技术直到现在为止，能够掌握最为先进的技术仍然是几家国外大型仪器产商，任意信号发生器系列已经被这些公司确定，但在便携式仪器产品的品质方面各有千

6、秋。如关于生产这种仪器的美国生产商的制作成品，具有最高的采样速率，很高的分辨率，其点存储器容量大，输出频率高，可以建立无数不同的信号。最标准的输出波形包括正弦波形，方形波形，斜波波形，噪声波，和其它的一些波形。国内信号发生器和外国产品相比,还有有一个很大的差距.这非常重要的原因是：外国公司几乎所有的信号发生器全用了最新的技术。随着大量PC机迅速的发展，能够支持USB接口的越来越多，PC机的标准接口让USB替代了。USB以一种不可遏止的速度得到了广泛的应用。一些公司研发出了一种USB数据采集卡[4]34。其数据采集卡能够完美的将各种软件系统与模拟硬件相配合构成一

7、种新型的虚拟的仪器。该仪器不仅拥有早期的信号发生器的各种性能优点，还将前者产生的一些缺点解决掉。现在又被开发商推出一款USB3.0的高传速技术，该技术被开发后，广泛用于各种PC机的场合中。他拥有更为显著的性能较之于以前的USB技术。让各种高频的模拟信号发生器得到了更好的技术环境支持。这是一种由PC机控制，且完成该仪器的信号调节与工作选择工作的研究方案.因为PC机是可以进行系统升级和性能优化的。这种由PC机控制的技术，更加能突出性能的提高和方便的优越性。因此,研究PC机模拟信号发生器具有重要意义，所以研究新型的模拟信号发生器与计算机技术相结合已成为一种发展趋势。

8、342设计方案2.1总体设计方案在PC