课程设计--信号发生器设计

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1、 测控电路课程设计说明书测控电路课程设计说明书 题目：信号发生器设计题目：信号发生器设计 姓姓 名名 学学 院院 专专 业业 班班 级级 指导教师指导教师 2013 2013 年年 6 6 月月 2828 日日 目目 录录 第一章 设计任务.1 1.1 简述信号发生器发展现状和发展趋势 第二章 电路基本原理.3 2.1 设计任务 2.2 设计要求 2.3 理论基础 第三章 电路调试与实验5 3.1 方案介绍及选定 3.1.1 方案介绍 3.1.2 方案选定 3.3 系统各部分的设计.5 3.3.1 电源部分 3.3.2 信号产生部分 3.3.3 电路设计 3.3.4 主要芯片介绍 3.4 调试

2、方法和实验分析.13 3.4.1 调试方法 3.4.2 实验结果分析 3.4.3 注意事项 第四章 设计总结体会.15 4.1 设计总计体会 附 录.19 附录 1 元器件清单 附录 2 实物图 附录 2 PCB 图 1 第一章第一章 设计任务设计任务 1.11.1 简述信号发生器发简述信号发生器发展现状和发展趋势展现状和发展趋势 随着电子技术的发展，电路测试对信号发生器的要求已经越来越高。除生成 标准波形如正弦波、方波、三角波、脉冲波之外，信号发生器还要用于模拟输出 一些不规则信号，以生成“实际环境”信号，包括在被测设备离开实验室或车间 时可能遇到的毛刺、漂移、噪声和其它异常事件等。所有这些

3、都要求信号发生器 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更加 精确的调整，并拥有更好的稳定性及输出指示。 1975 年任意波形发生器开发成功，使信号发生器产品增加了一个新品种。 在任意波形发生器作为测量用信号激励源进入市场之前，为了产生非正弦波信 号，已使用函数发生器提供三角波、斜波、方波和余弦波等几种特殊波形。声音 和振动分析需要复杂调制的信号源，以便仿真真实的信号，只有借助任意波形发 生器，例如医疗仪器测试往往需要心电波形，任意波形发生器很容易产生各种非 标准的振动信号。 早期的任意波形发生器主要着重音频频段， 现在的任意波形发生器已扩展到 射频频段，它与数字示

4、波器（DSO）密切配合，只要数字示波器捕获的信号，任 意波形发生器就能复制出同样的波形。在电路构成上，数字示波器是模拟/数字 转换，任意波形发生器是数字/模拟的逆转换，目前任意波形发生器的带宽达到 2GHz，足够仿真许多移动通信、卫星电视的复杂信号。 在几种任意波形发生器中， 生产数字示波器的仪器公司一般都供应任意波形 发生器，如安捷伦、力科、泰克公司，也有只生产任意波形发生器的公司，如雷 科、斯坦福公司。仪器有台式、PC 机虚拟、VXI 总线、PXI 总线等多种方式， 大部分产品只有 1 路输出，有的高达 16 路输出。仪器采样率从最低的 100KS/s 到 4GS/s，相当实时带宽 50k

5、Hz到最高的 2GHz。产生任意波形的方法主要有两 种：即存储器和直接数字合成（DDS） ，前者电路比较简单，分两种形式：相位 累加器式与计数器式，但需要较深的存储容量。仪器的垂直分辨率有 8 位至 16 位，采样率越高时分辨率越低，主要受数/模转换器和存储器特性的影响。存储 器容量从最小的 8K（12 位）到 16M（8 位） ，通常可根据用户要求扩充容量。 任意波形发生器的波形定义主要有面板设定、 方程式设定、 波形下载、 软件设定、 数字示波器下载、内置编辑器等多种。软件大部分采用 Windows、LabVIEW 或 VXIpnp，总线主要是 GPIB（台式仪器） 、VXI（模块仪器）

6、、PCI/PXI（PC 基仪 器） 、RS-232（通信） 、LAN（网络）等。 任意波形发生器的应用非常广泛，在原理上可仿真任意波形，只要数字示波 器或其它记录仪捕捉到的波形，任意波形发生器都可复制出，特别有用的是仿真 2 单次偶发的信号，例如地震波形、汽车碰撞波形等等。 随着电子信息技术的发展，信号发生器的用途更加广泛，但由于信号发生器 功能越来越多，品牌、型号分布日趋复杂，单凭产品性能指标已经不能左右用户 的选择，只有更具性价比、更有行业适用性、更方便工程师操作的产品才能获得 用户的青睐。 3 第二章设计任务第二章设计任务 2.12.1设计任务设计任务 设计方波三角波正弦波函数信号发生器 2.22.2设计要求设计要求 1、能产生2010KHz连续可调的正弦波和三角波，峰峰值在-5+5V内可调； 2、 能产生2010KHz的连续可调的方波