正弦信号发生器毕业设计论文

正弦信号发生器毕业设计论文内容摘要：

1、1正弦信号发生器摘 要本系统采用 片机为核心，辅以必要的模拟，数字电路，构成了一个基于 术的正弦波信号 发生器。 该软件系统采用 4*4 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 内存缓存区的数据读出送到 输出相应的频率，并把数据转换为 ，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（ By as a is on DS in be a 4X4 in a to up of DS a CD at be on a is in of 2一一 方案比 2、较与论证1 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，但频率受变频率范围响，高低 频 率比不可能作得很高。 方案 三：采用直接数字频率合成，其原理方框图如图1 3、所示，地址产生R A A 输出D / A 基准输出图 1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。 2调幅电路方案 一 用模拟乘法器于输出正弦波频率非常高，根据我们的调试，从 1得出的波形是很好，3但从1形明显失真。 方案 二 用增益可变运放传输带宽高达90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。 3调频电路 方案 一 ：D/方便控制将它量化存于需要 4、 时利用单片机控制D/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。 4显示模块方案一 采用普通显 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（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。 5A/方案一 用8位A/案二 用8位串行A/()是公司生产的一种低价位、高性能的位转换器，它以位开关电容逐次逼近的方法实现 5、 转换，其转换 速度小于，它能方便地采用三线串行接口方式与4各种微处理器连接，构成各种廉价的测控应用系统，且读写我们选择方案二。 一一 系统硬件设计1总体设计本系统采用51单片机作为核心，控制片块说明（1）用单片机控制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A/D 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。 （2）检波电路对输出信号采样，经过A/3）显示模块对输出信号动态显示（4）单片机控制压控振荡器产生频0率随调制信号变化的信号，并把已调信号送到为时钟频率，从而 实现对载波信号的调频。 （5）模数转换用8位串行A/6）二进制数字基带信号用单 6、片机直接产生，这种方式简便，快捷，而且 稳定度很好5A T 8 9 S 5 1正弦信号发生器自动增益控制稳幅控制峰值检波器A / D 转换显示电路A M 调制压 控 振荡 器F M 调制加法器按键输出级图13理论分析与参数计算（1）正弦信号发生器产生高精度、快速变换频率、输出波形失真小的优先选用技术。 过精密的相位累加器和数字信号处理，通过高速 D/A 变换器产生所需的数字波形（通常是正弦波形），这个数字波经过一个模拟滤波器后，得到最终的模 拟信号波形。 如 图 2 所示，通过高速 生数字正弦数字波形，通过带通滤 波器后得到一个对应的模拟正弦波信号，最后该模拟正弦波与一门限进行比较得到方波时钟信号 7、。 统一个显著的特点就是在数字处理器的控制下能够精确而快速地处理频率和相位。 除此之外，固有特性还包括：相当好的频率和相位分辨率（频率的可控范围达 ，相位控制小于 ,能 够进行快速的信号 变换（输出 转换速率 300 百万次/ 秒）。 这些特性使 军事雷达和通信系统中应用日益广泛。 本系统采用了美国模拟器件公司采用先进 接数字 频率合成技术生产的高集成度产品 片。 在 基础上，做了一些改进以后生成的具有新功能的 片。 对于 内部结构，只是多了一个 6 倍参考时钟倍乘器，当系统时钟为 180，在参考时钟输入端，只需输入 30参考时钟即可。 如 图 4（部结构）所示，由数据输入寄存器、频率/ 相位寄存器、具有 8、 6 倍参考时钟倍乘器的 片、10 位的模/数转换器、内部高速比 较器这几个部分组 成。 其中具有 6 倍参考时钟倍乘器的 片是由 32 位相位累加器、正弦函数功能 查找表、D/A 变换器以6及低通滤波器集成到一起。 这个高速 片时钟频率可达 180输出频率可达 70 辨率 为 了实现调频，基准信号源采用压控振荡器输出的30 M 频率作为基准信号源由于脚排列比较密，焊接时必须小心，还要防静电击穿，焊接不好就很容易把芯片给烧 坏。 还有在使用中数据线、电源等接反或接错都很容易损坏芯片。 所以在入、 输出、数据线的保护电路。 为了不受外界干扰，添加了不少的滤波电路，显得整个电路更完美。 详细电路图如 图2。 9、图 2（2）压控振荡器里我们只采用其中一种第一种基本负阻集成路如图3 示,它仅用一只变 容二极管,并由芯片外加谐振回路组成。 集成射极耦合振荡电路,具有负阻效应,输出平。 7图 3 其详细电路图如图 4 所示81F 10u+ 1u+47（3）自动增益控制模块原理框图1 其原理图如图5 所示图5已调信号从1带很宽，用一般的运放不能满足要求，全能 够满足要求，且为增益可变运放，由于频率高时信号衰减比较快，用 电路他图6所示91234876568图6 （5）正弦波调制信号采用正弦波 调制信号， 电路如图7所示，其中是用此电路产生调制信号图7（6）稳幅输出模块峰值检波器获得输出电压的幅值，经过A/回 单片 10、机与预设值 相比就可以知道输出下降的情况，从而实现自动增益控制。 （7）显示模块显示电路是很重要的人机界面。 在显示电路中，我 们没有选择普通的数码管显示，而是优先采用了能够显 示复杂字符的5 7 点阵液晶显示器（1602）。 此显10示界面分为上下两行：提示字符“请输入频率：” 下一行 为频率值显示与数码管相比，其优点是：功耗低，显示形象直观，人机界面友好。 控制部分：键盘输入经单片机处理后控制到智能控制目的。 （8）按键电路采用4*4键盘，系统不停的对按键进行扫描，当有 键按下时，即 转去执行相应的程序。 （九）A/678N+5和3脚为参考电压，接电位器可以改变参考电压，2脚为模拟信号输入端，4 脚为 接地端，5脚为片选，低电平有效，故接地，6，7，8分别为数据输出端和时钟输入端及电源端。 一一 系统软件设计系统软件流图如图7所示，通过 按键选择所需要的频率，操作简单快捷。 开始初始化恢复系统判断是否有键按下是。