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正弦信号发生器示列资料.doc
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正弦信号发生器示列资料.doc
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正弦信号发生器
摘 要
本系统采用 单片机为核心,辅以必要的模拟,数字
电路,构成了一个基于 技术的正弦波信号发生器。该软件系统
采用 键盘操作,以菜单形式进行显示,操作方便简单,软件增
加了许多功能。它通过启动 ,把内存缓存区的数据读出送到
后输出相应的频率,并把数据转换为 码,通过液晶显示
器进行显示。该系统体积小、稳定度、精度极高,方便携带,适用
于当代的尖端的通信系统和精密的高精度仪器以及高频无线传输系
统等。
关键词:直接数字频率合成()、、
Sinusoidal Wave Signal Generator
[Abstract ]
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一. 方案比较与论证
. 常见信号源制作方法
方案 一 :采用模拟分立元件或单片压控函数发生器-(./,可产生正
弦波,方波,三角波,通过调整外部元件可改变输出频率,但采用模拟器件由
于分散性太大,即使使用单片函数发生器,参数也揶揄外部元件有关,因而产
生的频率稳定度较差,精度不高,抗干扰能力较低成本较高。
方案 二 :采用锁相式频率合成方案,锁相式频率合成是将一个高稳定度和
高精度的标准频率经过加减乘除的运算产生同样稳定度和精确度的 大量离散频
率的技术,它在一定程度上解决了既要频率稳定精确,又要频率在较大范围内
可变的矛盾,但频率受可变频率范围响,高低频率比不可能作得很高。
方案 三:采用,即直接数字频率合成,其原理方框图如图所示,
它以有别于其它频率合成方法的优越性能和特点成为现代频率合成技术中
的佼佼者。具体体现在相对带宽、频率转换时间短、频率分辨率高、输出相位
连续、可产生宽带正交信号及其他多种调制信号、可编程和全数字化、控制灵
活方便等方面,并具有极高的性价比!正因如此,我们采用方案三。
0.调幅电路
方案 一 用模拟乘法器-1实现调制信号对载波信号的幅度调制,由
于输出正弦波频率非常高,根据我们的调试,从2到-34得出的波形是很好,
但从-34至.-34时由于输出幅度不够,波形明显失真。
方案 二 用增益可变运放1./,其传输带宽高达.-34,完全可以满
足输出信号频率的要求,因此,方案二是较理想的选择。
2
/.调频电路
方案 一 :5控制
此方案预先测试和计算好产生固定频率所需的控制电压,为方便控制将它量
化存于6-之中,在需要时利用单片机控制5转换即可完成,此方案设计的
是一个开环的系统,他的稳定性不好,且频率步进无法做得很小。
方案 二 :压控振荡器
压控振荡器的输出频率是随着输入电压的改变而改变的,鉴于此,如果用
调制信号来控制压控振荡器的输入电压,即可实现调频。这样显然简单而容易
控制,且精度较高。因此我们选择方案 二。
.显示模块
方案一 采用普通,7显示,其优点是操作方便,但显示信息及功能少,且
耗电量大。
方案二 采用液晶(,)显示,界面形象清晰,内容丰富,可显示复杂字
符,易于和单片机接口,且耗电少,故优先采用。
.A/D转换模块
方案一 用位5转换器..实现。
方案二 用位串行5转换器,实现,TLC5498TLC5489
是TI公司生产的一种低价位、高性能的8位A/D转换器,它以8位开关电
容逐次逼近的方法实现A/D转换,其转换速度小于17us,它能方便地采
用三线串行接口方式与各种微处理器连接,构成各种廉价的测控应用系统,且
读写,比读写..简单,故我们选择方案二。
二. 系统硬件设计
.总体设计
本系统采用单片机作为核心,控制芯片产生频率为234
至.-34的正弦波系统框图如图所示
0.模块说明
()用单片机控制产生频率为2至.-34的正弦波,自动增益控
制实现增益自动调节,当输出幅度过大或偏小时,单片机通过检波电路和5
采样调节增益大小。放大级对已调信号进行幅度放大,然后输出至负载。
(0)检波电路对输出信号采样,经过5转换送给单片机处理。
(/)显示模块对输出信号动态显示
()单片机控制压控振荡器产生频.率随调制信号变化的信号,并把已调信
号送到,作为的时钟频率,从而实现对载波信号的调频。
()模数转换用位串行5,即可实现。
(1)二进制数字基带信号用单片机直接产生,这种方式简便,快捷,而且
稳定度很好
3
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