全国大学生电子设计大赛a题：正弦信号发生器

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1、无线电爱好者协会2005年全国大学生电子设计大赛A题：正弦信号发生器目录1.A组题1………………………………………………..22.A组题2………………………………………………..173.A组题3………………………………………………..324.A组题4………………………………………………..415.A组题5…………………………………………………………..86正弦信号发生器1华南理工大学电子与信息学院摘要这个正弦信号发生器利用最新的频率合成技术，实现了1KHz~30MHz的正弦波输出，频率步进可达到1Hz，可输出调制度可调的AM信号，5KHz、10KHz最大频

2、偏的FM信号，100KHz固定频率载波、码速10kbps的PSK，ASK信号。采用了超宽带、超低噪声的高速运放，提高了输出电压的幅度。整个系统以ADuC841为控制中心，有很高的精确度和稳定度。双CPU结构，大大增强了信息的处理能力；行列式键盘输入，大屏幕LCD输出，操作简便，人机界面友好。AbstractThissinewavegenerator,basedontheDDSnewtechnique,cangenerateasinewavewithafrequencyrangingfrom1KHzto30MHz，whichhasafrequencystep

3、of1Hz！ThesystemcanalsooutputanAMsignalwithanadjustablemodulationindex,anFMsignalwithafrequencydeviationof5kHzor10kHz,controlledbythekeyboardinput.MeanwhileithasafunctionofoutputtingPSKorASKsignals,withacoderateof10kpsand100KHzcarrier.Applyingthelownoise,highspeed,widepassbandOpAmp

4、,increasestheoutputvoltageamplitude.ThewholesystemhasanADuC841asitscontrollercenter,whichprovidesahighprecisionandstabilization.TwoCPUsenhancetheabilityofprocessing.MatrixkeyboardandlargescreenLCD96无线电爱好者协会displayprovideafriendlyinterface,whichmakestheoperatingmoreeasy.一、方案设计与论证1.

5、1方案比较本题目的要求是设计一个正弦信号发生器，并且能够输出模拟幅度调制(AM)信号，模拟频率调制(FM)信号，二进制PSK、ASK信号。综合各方面考虑，可以把这个系统分为几个子模块：信号源部分、控制处理部分、AM，FM，PSK，ASK信号的产生部分，输入输出用户接口和末级放大部分。本系统采用模块化制作，对各模块分析如下：(1)信号源部分信号源是这个系统的核心，它的成功与否，将直接影响到整个系统的性能。方案一：利用RC、LC网络产生振荡信号利用成熟的三点式晶体管振荡电路，可以通过改变电阻，电感，电容元件的参数，来改变正弦振荡的频率。这种电路的特点是频率稳定

6、性较好，并且很容易起振，电路简单。但是如果要实现题目中要求的1KHz至10MHz那么宽的频率范围，很难做到，或者实现起来系统体积太大，功耗很高，容易产生杂波，不易精确调节振荡频率。因此该方案在设计之中不予考虑。方案二：利用压控振荡器VCO产生振荡信号压控振荡器(又称为VCO或V/F转换电路)产生的波形的振荡频率与它的控制电压成正比，因此，调节可变电阻或可变电容可以调节波形发生电路的振荡频率。利用集成运放可以构成具有一定精度、线性较好的压控振荡器。并且，可以用数字电位器实现对电压的程控。但是，开环VCO的频率稳定度和频率精度较低，题目中的频率范围对于压控振荡

7、器来说太宽，很难实现，加之压控振荡器产生的信号频率稳定度也达不到题目的设计要求。方案三：利用锁相环进(PLL)行间接频率合成这个方案是在方案二的基础上，用锁相环将VCO输出的频率锁定在所需的频率上。PLL使输出频率的稳定度和精度,接近参考振荡源(通常用晶振)，如图1所示。如果只用一个锁相环，频率肯定覆盖不了1KHz-10MHz的变化范围。因此可以考虑用多个PLL进行分段锁定。缺点是硬件复杂，增加了调试难度。因此也不采用这种方案。压控振荡器VCO图1锁相环框图低通滤波器LPF鉴相PD参考振荡器f0方案四：直接数字合成法(DDS)DDS或DDFS是Direct

8、DigitalFrequencySynthesis的简称，通常将此