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模电课程设计之函数信号发生器
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2009-06-06
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函数信号发生器 摘 要 本系统能够产生正弦波、方波、三角波。同时还可以作为频率计测频率。函数信号的产生由MAX038和外围电路完成,能产生1Hz—20MHz的波形。波形选择由单片机完成。输出或输入频率经74HC390分频后,由单片机完成自动频率检测显示。 关键词:波形产生器、频率计、MAX038、74HC390、AT89S51。
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函数信号发生器
摘 要 本系统能够产生正弦波、方波、三角波。同时还可以作为频率计测频率。函数信号的
产生由 MAX038 和外围电路完成,能产生 1Hz—20MHz 的波形。波形选择由单片机完成。
输出或输入频率经 74HC390 分频后,由单片机完成自动频率检测显示。
关键词:波形产生器、频率计、MAX038、74HC390、AT89S51。
前言 gtzk
在现代电子学的各个领域,常常需要高精度且频率可方便调节的信号发生器。各种波形曲
线均可以用三角函数方程式来表示。能够产生多种波形,如三角波、锯齿波、矩形波(含方
波)、正弦波的电路被称为函数信号发生器。函数信号发生器在电路实验和设备检测中具
有十分广泛的用途。函数信号发生器的实现方法通常有以下几种:
(1)用分立元件组成的函数发生器:通常是单函数发生器且频率不高,其工作不很稳定,
不易调试。gtzk
(2)可以由晶体管、运放 IC 等通用器件制作,更多的则是用专门的函数信号发
生器 IC 产生。早期的函数信号发生器 IC,如 L8038、BA205、XR2207/2209 等,它们的功
能较少,精度不高,频率上限只有 300kHz,无法产生更高频率的信号,调节方式也不够灵
活,频率和占空比不能独立调节,二者互相影响。gtzk
(3)利用单片集成芯片的函数发生器:能产生多种波形,达到较高的频率,且易于调试。
鉴于此,美国马克西姆公司开发了新一代函数信号发生器 ICMAX038,它克服了(2)中芯
片的缺点,可以达到更高的技术指标,是上述芯片望尘莫及的。MAX038 频率高、精度好,
因此它被称为高频精密函数信号发生器 IC。在锁相环、压控振荡器、频率合成器、脉宽调
制器等电路的设计上,MAX038 都是优选的器件。gtzk
(4)利用专用直接数字合成DDS芯片的函数发生器:能产生任意波形并达到很高的频率。
但成本较高。gtzk
综合分析以上四种实现方法的性价比,我们决定采用单片集成芯片 AX038 来设计函数发生
器。频率越高、产生波形种类越多的发生器性能越好,但器件成本和技术要求也大大提高
因此在满足工作要求的前提下,性价比高的发生器是我们的首选。gtzk
一、整体设计思路 gtzk
本函数信号发生器是主要是由 MAX038 芯片产生我们希望输出的正弦波、方波、三角波。
它是本制作的核心,当然随带的频率计用于显示输出频率,它是由单片机 AT89S51 控制的,
由于用单片机所能测的频率范围有限,直接所计数的频率最大只能达到 500KHz,为了能
够测得更高的频率,所以加上分频器进行分频后再加到 AT89S51 的外部中断入口。考虑到
小信号时,所以必须加放大,然后整形才能达到分频器的输入要求。至于显示部分就用
74LS164 移位寄存器来驱动数码管显示。整体原理框架图如下:
一:硬件设计:gtzk
1.信号发生部分:gtzk
接通电源控制在输出状态,此时波形产生电路工作,它产生我们所选择的波形并输出到外
部电路,另一部分则送入计数器。波形发生器的这部分电路是由 MAX038 及其外围电路完
成的。MAX038 是一个精密高频波形产生器。它能产生频率高达 20MHz 的正弦波、三角波、
方波等脉冲信号,其压控振荡器的频率分粗调和细调两层控制。另外 MAX038 还包括占空
比调整电路、波形同步电路、相位检测电路、波形切换开关和电压基准源等电路,所需外
部元件少,使用很方便。这部分电路框图如下图 2:gtzk
gtzk
gtzk
波形产生原理框图(图 2)gtzk
tantan489587464
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