《波形信号发生器》word版

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1、波形发生器设计报告一、设计任务设计制作一个波形发生器，该波形发生器能产生正弦波、方波、三角波和由用户编辑的特定形状波形。二、设计要求1.基本要求具有产生正弦波、方波、三角波三种周期性的波形。用键盘输入编辑生成上述三种波形（同周期）的线性组合波形，以及由基波及其谐波（5次以下）线性组合的波形。具有波形存储功能。输出波形的频率为100Hz～20KHz（非正弦波频率按10次谐波计算）：重复频率可调，频率步进间隔≤100Hz。输出波形幅度范围0～5V（峰-峰值），可按步进0.1V（峰-峰值）调整。具有显示输出波形的类型、重复频率（周期）和幅度的功能。2.发挥部分输出波形频率范围扩展至1

2、00Hz～200KHz。用键盘或其他输入装置产生任意波形。增加稳幅输出功能，当负载变化时，输出电压幅度变化不大于±3%（负载电压变化范围：100Ω～∞）。具有掉电存储功能，可存储掉电前用户编辑的波形和设置。可产生单次或多次（1000次以下）特定波形（如产生一个半周期三角波输出）。其它（如增加频谱分析、失真度分析、频率扩展＞200KHz、扫频输出等功能）。三、方案设计和论证：根据题目的要求，我们一共提出了三种设计方案，分别介绍如下：1、方案一采用低温漂、低失真、高线性单片压控函数发生器ICL8038，产生频率受控可变的正弦波，可实现数控频率调整。通过D/A和5G353进行输出信号

3、幅度的控制。输出信号的频率、幅度参数由4x4位键盘输入，结果输出采用6位LED显示，用户设置信息的存储由24C01完成。2、方案二由2M晶振产生的信号，经8253分频后，产生100Hz的方波信号。由锁相环CD4046和8253进行N分频，输出信号送入正弦波产生电路和三角波产生电路，其中正弦波采用查表方式产生。计数器的输出作为地址信号，并将存储器2817的波形数据读出，送DAC0832进行D/A转换，输出各种电压波形，并经过组合，可以得到各种波形。输出信号的幅度由0852进行调节。系统显示界面采用16字x1行液晶，信号参数由4x4位键盘输入，用户设置信息的存储由24C01完成。3

4、、方案三以4M石英晶振作为参考源，通过F374，F283以及LS164组成的精密相位累加器，通过高速D/A变换器和ROM产生正弦波形，这个数字正弦波经过一个模拟滤波器后，得到最终的模拟信号波形。通过高速D/A产生数字正弦数字波形和三角数字波形，数字正弦波通过带通滤波器后得到一个对应的模拟正弦波信号，最后该模拟正弦波与一门限进行比较得到方波时钟信号。通过相位累加器来实现多种波形的同相位输出，并可以连续地改变频率。输出信号幅度由TLC7524进行数字控制。用户设置信息的存储由24C01完成。以下为三种基本方案的具体电路实现：方案一单片压控函数发生器ICL8038产生频率为100Hz

5、～20KHz的正弦波，其频率由DAC0832和5G353进行控制。由于ICL8038自身的限制，输出频率稳定度只有10-3（RC振荡器）。而且由于压控的非线性，频率步进的步长控制比较困难。输出信号的幅度数控由DAC0832和5G353完成。幅度数码由单片机通过P0口输入。要求幅度数据为8位/100mV。用户设置信息的存储由24C01完成。微控制器由8051最小系统，键盘/显示接口芯片8279，16位键盘，6位LED数码显示器以及相应译码、驱动电路及“自动扫描/手动设置”选择开关等组成。方案二基本信号产生：晶振频率为2M，经8253进行分频后，产生100HZ的方波信号，则分频比为

6、：M=fALE/100=2X104其中FALE=2M一般石英晶体振荡器的频率稳定性优于10-5，故输出信号的频率稳定性指标得以保证。频率合成：CD4046和8253组成的锁相环中，fo=100N其中8253的定时器做4046的N分频，则占空比电路的输入脉冲信号频率也是N。利用可编程定时器/计数器8253的三个定时器，正好可以承担上述2x104分频和锁相环中而个分频器的任务。其中定时器0分频比设为2x104，定时器2做锁相环N分频。利用8253做分频器，应使其工作于方式3。波形变换采用查表方式，把正弦波一个周期的波形按时间平均划分为100个点，各点的电压数据放在存储器2817中，

7、通过DA0832实时查询输出。输出信号的幅度数控由DAC0832完成，幅度数码由单片机通过P1口输入，要求幅度数据为8位/100mV。当输出幅度为3V时，DAC输入数值应为240。微控制器系统由89C51最小系统，4x4位键盘输入，字符型液晶显示器以及相应的译码、驱动电路构成。液晶显示采用菜单显示方式，显示直观，操作方便，人机界面非常友好.用户设置信息的存储由24C01完成方案三以4M石英晶振作为参考源，通过F273，F283以及LS164组成的精密相位累加器和数字信号处理，通过高速D/A变