工频移相信号发生器的设计

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1、桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸目录1绪论11.1课题背景11.2课题研究的目的与意义11.3国内外研究现状22系统总体方案32.1系统设计要求32.2方案论证与选择32.2.1移相方案32.2.2数字测量方案42.3总体方案确定43硬件电路设计63.1变压器移相模块63.1.1移相变压器的工作原理63.1.2移相变压器的分类73.1.3移相粗、细调原理73.2移相信号处理模块113.2.1信号放大部分113.2.2信号滤波部分123.2.3信号整形部分123.3信号相位测量模块133.3.1CD4046锁相环的工作原理143.3.2倍

2、频电路原理173.3.3相位测量原理193.4相位差数码显示模块223.4.1单片机最小系统的设计223.4.2单片机的计数、译码、输出263.4.3四位数码显示274系统软件设计284.1软件设计思路284.2软件设计框图284.3各部分功能的实现30桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸4.2.1中断子程序304.2.2显示子程序325硬件制作及系统调试335.1电路仿真335.2硬件制作335.2.1绘制原理图345.2.2电路板的制作345.3硬件调试355.4软件调试366结论36谢辞37参考文献38附录39附录1电路原理图39附录

3、2PCB图40附录3proteus仿真原理图42附录4程序清单42桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸第45页共45页1绪论1.1课题背景信号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。随着电子测量及其他部门对各类信号发生器的广泛需求及电子技术的迅速发展，促使信号发生器种类增多，性能提高。因此，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，另外还经常需要两路正弦信号不仅具有相同的频率，同时要有确定的相位差。尤其随着70年代微处理器的

4、出现，更促使信号发生器向着自动化、智能化方向发展。现在，许多信号发生器带有微处理器，因而具备了自校、自检、自动故障诊断和自动波形形成和修正等功能，可以和控制计算机及其他测量仪器一起方便的构成自动测试系统。当前信号发生器总的趋势是向着宽频率覆盖、低功耗、高频率精度、多功能、自动化和智能化方向发展。变压器的移相角是其重要的运行特性之一,特别是在城市轨道交通等需要将大功率交流电转换为直流电的系统中广泛应用的Z接线整流变压器,要求变压器输入输出电压之间有准确的移相角。变压器的设计使其能实现这样的功能,但考虑到制造中的误差,需要对成品进行移相角测量以保证

5、质量。自从80年代以来经过无数研究人员的不断探索、发展,相位测量已经形成了许多成熟、实用与有效的技术。现有的常用测量方法分为模拟与数字两大类。模拟的方法主要使用鉴相电路将相位信息转换为电压信息,然后或者使用数字或模拟的方式读出此电压信息。数字的方法就是通过A/D转换将信号波形转换为数字信号输入到计算机中,使用各种算法得到相位的信息。在90年代以前,利用模拟方式进行测量是比较流行的方法。现在随着电子计算机与数字电路的迅速发展,各种数字测量方法越来越得到青睐,其中经常使用的是脉冲计数法。1.2课题研究的目的与意义信号源是现代电子系统的重要组成部分，

6、它在通信、测控、导航、雷达、医疗等众多领域都有广泛的应用，而且信号源还可以作为现代电子产品设计和生产中的重要工具。因此，桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸第45页共45页其必须满足高精度、高速度、高分辨率、频率可调等许多要求。凡是能产生测试信号的仪器，都统称为信号源，也称为信号发生器，它能够用于产生被测电路所需特定参数的电测试信号。在测试、研究或调整电子电路及其设备时，为了测定电路的一些电参量，如测量频率响应、噪声系数，为电压表定度等，都要求提供符合所定技术条件的电信号，以模拟在实际工作中使用的待测设备的激励信号。当要求进行系统的稳态特性

7、测量时，需要使用振幅、频率已知的正弦信号源；当测试系统的瞬态特性时，又需使用前沿时间、脉冲宽度和重复周期己知的矩形脉冲源；并且要求信号源输出信号的参数，如频率、波形、输出电压或功率等，能够在一定范围内进行精确调整，其有很好的稳定性和输出指示等。信号源可以根据输出波形的不同，划分为正弦波信号发生器、矩形脉冲信号发生器、函数信号发生器和随机信号发生器等四大类。其中正弦信号是使用最广泛的测试信号。因为产生正弦信号方法简单,且用正弦信号测虽较方便。正弦信号源又可以根据工作频率范围的不同划分为若干种。合成信号源的信号不是由振荡器直接产生，而足以高稳定度石

8、英振荡器作为标准频率源，利用频率合成技术形成所需要的任意频率信号。具有与标准频率源相同的频率准确度和稳定度。作为测量各种电子元器件和电子仪器设备参数和