信号发生器制作

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1、2010年南邮大学生电子设计竞赛设计报告参赛题目：信号发生器题目编号：信号发生器（C题）参赛队员：参赛单位：南京邮电大学日期：二〇一〇年七月十二日信号发生器（C题）摘要：设计并制作一台信号发生器，使之能产生正弦波和方波信号，频率可调，范围较宽。赛题任务：设计并制作一台信号发生器，使之能产生正弦波和方波信号，其系统框图如图1所示。信号发生参数调整稳压电源信号输出输出信号图1信号发生器系统框图关键词：电源、单片机、频率可调、多波产生一、系统方案1、信号发生器总体方案设计2、控制部分使用51单片机来完成控制。通过与MAX038中A1A0引脚相连的按键实现输出波形的

2、选择；单片机通过DAC0832与FADJ引脚和DADJ引脚的相连实现频率与占空比的控制。3、稳压电源自制稳压电源实现±5V和±12V的装化。4、输出部分输出信号通过放大滤波，实现在200欧负载下的峰峰值±5V清晰波形。二、理论分析和计算及电路分析和设计1、硬件实现1）、频率调整的实现本系统可以用程序控制频率及波形的输出，其中频率的调节是在中心频率左右调节，中心频率的具体频率值由;R6C2来设定，其调节范围为MAX038的频率输出范围，当然，由于器件的原因，可能中心频率值的调节范围不能完全达到MAX038的频率输出范围，但可以通过)D/A的调节使MAX038的

3、输出范围为0.1HZ~20MHz，为了便于应用中的调节，一般中心频率设为调节频率范围的中间值，输出频率的步频大小可以通过R5来调节。由于频率变化范围的需要，我们用两个电容用开关选择C2的大小（用103和105的电容型号供其选择）。2）、波形选择的实现用P1.0P1.1来选择MAX038输出的波形，其对应关系如表二所示。通过按键来实现输出频率的调节，其中P1.6所接的按键为增量键,P1.7所接的按键为减量键,R4调节运放输出的零点,R5调节运放输出的增益（微调），C2和R6控制MAX038输出的中心频率（粗调），硬件实现如图2所示。2、数字调频信号波形定时及频

4、率扫描设计2.1输出频率输出频率取决于注入引脚IIN的电流、COSC引脚的电容量（对地）以及引脚FADJ上的电压。当VFADJ=0时，输出的基频F0由下式给出：F0=I/C（1）其中IIN为注入到引脚IIN的电流（2ì～750ìA）；CF为接到COSC和地之间的电容C2（电容用开关选择C2的大小，103和105的电容型号供其选择）。虽然当IIN的电流在2ì～750ìA范围内的频率控制线性是好的，但最佳的性能在10ì～400ìA之间，因此电阻的选择应在kÙ级，则CR电容的范围应在20ì～100ìF中选取，而且必须用短的引线使电路的分布电容减到最小。在COSC引

5、脚以及它的引线的周围有一个接地平面以减小其他杂散信号对这个支路的耦合。电容和电阻可以串联在一起以产生基频F0，其公式为F=V/R´C（2）而VIN为2.5V的基准电压，因此当F0在0.1Hz～12MHz时，INFRC´的值在0.25kÙ·ìF～0.208kÙ·pF之间，因为电流最好控制在10ì～400ìA，因此电阻的选择应为kÙ级，可选多个不同的电阻，然后通过选择可跨两个相差100倍的电容来串联获得所需的基频。选择电容型号为103和105，由式（2）可知：当F0=400Hz，CF=40000pF时，其中VIN=2.5V，可得RIN=13.298kÙ。其他两个

6、电阻为33.245kÙ和6.649kÙ。IIN对电阻13.298kÙ、33.245kÙ和6.649kÙ分别为188ìA、75ìA和259ìA。电阻、电容值选择和基频及其细分值由表1所列。其中的频率细分是指当基频确定后由DAC0832F=V/R´C（2）而VIN为2.5V的基准电压，因此当F0在0.1Hz～12MHz时，INFRC´的值在0.25kÙ·ìF～0.208kÙ·pF之间，因为电流最好控制在10ì～400ìA，因此电阻的选择应为kÙ级，可选3个不同的电阻，然后通过选择可跨5个数量级的电容来串联获得所需的基频。选择电容值为47pF、470pF、4700

7、pF、47nF和0.47ìF，由式（2）可知：当F0=400Hz，CF=40000pF时，其中VIN=2.5V，可得RIN=13.298kÙ。其他两个电阻为33.245kÙ和6.649kÙ。IIN对电阻13.298kÙ、33.245kÙ和6.649kÙ分别为188ìA、75ìA和259ìA。电阻、电容值选择和基频及其细分值由表1所列。其中的频率细分是指当基频确定后由DAC0832输出的电压的细分值。DAC0832接2.4V的基准电源，其双极性输出接到MAX038的FADJ调整端，通过内部的锁相环，作为精细的频率控制。这个电压从-2.4V变到+2.4V，引起基

8、频（FADJ是0V时的输出频率值）的变化从1.7～0