国赛一等奖的论文 正弦信号发生器

【正弦信号发生器】 这篇全国电子设计竞赛一等奖的论文主要介绍了如何构建一个正弦信号发生器，系统基于51单片机和FPGA作为控制核心，具备多种功能，包括正弦信号发生、功率放大、调幅（AM）、调频（FM）、数字键控（ASK，PSK）以及测试信号发生。以下是详细的分析： 1. **正弦信号发生模块**： - 方案一使用ICL8038集成函数发生器，可以产生多种波形，但为了实现数控，需要高精度DAC输出电压控制频率。 - 方案二利用锁相环频率合成器（PLL），通过鉴相器、低通滤波器和压控振荡器调整频率，频率稳定度高，可通过分频器实现精细频率控制。 - 方案三采用直接数字频率合成（DDS），通过ROM存储正弦波样点，按相位增量读取并DA转换，最后通过低通滤波器输出高质量正弦波，频率步进可精确控制。 2. **功率放大与调制模块**： - 产生的5Hz到20MHz正弦信号经过滤波和功率放大，达到6v驱动能力。 - 测试信号发生模块的1kHz正弦信号可以被AM和FM模块用于调制高频载波。 3. **数字键控模块**： - 二进制基带序列信号可以输入到ASK和PSK模块，生成二进制PSK或ASK信号，同时能对ASK信号进行解调，恢复原始数字序列。 4. **人机交互界面**： - 系统配备了液晶显示屏和遥控键盘，提供直观的用户界面，方便操作。 5. **技术优势**： - 通过FPGA和51单片机的结合，实现高度集成和灵活控制。 - 使用DDS技术，能快速、精确地产生所需频率的正弦波，适应性强。 - 调制功能全面，涵盖AM、FM、ASK和PSK，适用于多种通信应用。 6. **设计和论证**： - 关键在于设计1kHz到10MHz的正弦信号发生器，然后对其进行调制以满足比赛要求。 - 各个方案的比较和选择基于性能、稳定性和实现难度。 总结，这篇论文详细阐述了一款高性能的正弦信号发生器的设计与实现，包括了理论基础、硬件选型、软件控制以及系统整合，充分体现了电子设计的创新性和实用性，是全国电子设计竞赛一等奖的优秀作品。