通用函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)與制作【文獻(xiàn)綜述】

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1、畢業(yè)設(shè)計(jì)文獻(xiàn)綜述電子信息工程通用函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)與制作前言信號(hào)發(fā)生器是用來提供各種測量所需要的儀器，它是一種常用的信號(hào)源，被廣泛應(yīng)用于電子電路、自動(dòng)控制和科學(xué)實(shí)驗(yàn)等領(lǐng)域。它是教學(xué)科研及工程實(shí)踐中最重要的儀器之一，剛開始都是用分立元件組成的電路，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，可維護(hù)性和可操作性不佳。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)越來越多的應(yīng)用到信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)制作中。在工程、教學(xué)、科研等各個(gè)領(lǐng)域中，往往需要精度高且頻率調(diào)節(jié)容易的信號(hào)發(fā)生器。而在這些信號(hào)發(fā)生器中能夠產(chǎn)生多種函數(shù)波形的稱為函數(shù)信號(hào)發(fā)生器，常見的波形有三角波、方波、正弦波。函數(shù)信號(hào)發(fā)生器在教學(xué)實(shí)驗(yàn)檢測中具有相當(dāng)廣泛的用途?；拘阅苋缦拢?

2、.可以生成常見函數(shù)波形如方波、三角波、正弦波等；2.可存儲(chǔ)掉電前操作人員編輯的信號(hào)的設(shè)置；3.波形的幅值和頻率可調(diào)。主題1.函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的發(fā)展概述函數(shù)信號(hào)發(fā)生器是電子技術(shù)領(lǐng)域的一種常用的電子設(shè)備，在以前經(jīng)常由模擬電路組成。它的優(yōu)缺點(diǎn)眾所周知，分立元件多，體積重量較大，故障率高，但在高頻范圍內(nèi)其頻率可調(diào)性較好，穩(wěn)定度比較高。函數(shù)信號(hào)發(fā)生器是一種非常悠久的測量儀器，早在20年代電子設(shè)備剛剛出現(xiàn)時(shí)就產(chǎn)生了。隨著通信和雷達(dá)技術(shù)的進(jìn)步發(fā)展，40年代出現(xiàn)了主要用于測試各種接收機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器，它的出現(xiàn)使其從本來定性分析的測試儀器發(fā)展成了用定量分析的測量儀器，同一時(shí)期還出現(xiàn)了用來測量脈沖電路的脈沖信號(hào)

3、發(fā)生器。但由于早期研發(fā)的信號(hào)發(fā)生器機(jī)械結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，電路相對(duì)比較簡單，功率比較大等等原因，所以發(fā)展速度比較慢。一直到1964年才成功研制出了第一臺(tái)全晶體管的信號(hào)發(fā)生器。604年代以后，信號(hào)發(fā)生器就有了迅速的發(fā)展，出現(xiàn)了函數(shù)信號(hào)發(fā)生器。這個(gè)時(shí)期的信號(hào)發(fā)生器大多數(shù)采用模擬電子技術(shù)，通過分立元件或模擬集成電路設(shè)計(jì)構(gòu)成。但是用這個(gè)方案的電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且只能產(chǎn)生方波、三角波、正弦波等幾種簡單的波形。還有模擬電路的漂移較大，使其輸出波形的幅度穩(wěn)定性較差，且模擬元器件構(gòu)成的電路存在著尺寸大、價(jià)格高、功耗大等缺點(diǎn)。如果需要產(chǎn)生復(fù)雜的信號(hào)波形則需要更加復(fù)雜的電路結(jié)構(gòu)，我們需要的是簡單的結(jié)構(gòu)，強(qiáng)大的功能。70年

4、代后，微處理器出現(xiàn)使信號(hào)發(fā)生器進(jìn)入了另一個(gè)時(shí)代。這個(gè)時(shí)期的信號(hào)發(fā)生器大多以軟件為主，實(shí)質(zhì)是采用微處理器對(duì)DAC的程序控制，就可以得到各種簡單的波形。軟件控制波形的一個(gè)最大缺點(diǎn)就是輸出波形的頻率低，這主要是由CPU的工作速度所決定的。如果想要提高頻率可以改進(jìn)軟件程序，減少其執(zhí)行周期時(shí)間或提高CPU的時(shí)鐘周期。利用微處理器、A/D、D/A以及軟硬件使信號(hào)發(fā)生器的功能不斷擴(kuò)大，使其能夠產(chǎn)生更加復(fù)雜的波形。隨著現(xiàn)代電子、計(jì)算機(jī)和信號(hào)處理等技術(shù)的發(fā)展，大大促進(jìn)了數(shù)字化技術(shù)在電子測量儀器中的應(yīng)用；提高了信號(hào)測量的準(zhǔn)確度、精度和變換速度；使其原有的模擬信號(hào)處理逐步被數(shù)字信號(hào)處理所代替，從而加強(qiáng)了儀器的信號(hào)

5、處理能力；這一發(fā)展克服了模擬信號(hào)處理的諸多缺點(diǎn)，數(shù)字型信號(hào)發(fā)生器隨之迅速發(fā)展起來了。2.函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的實(shí)現(xiàn)方法（1）用分立元件組成的函數(shù)信號(hào)發(fā)生器：傳統(tǒng)的信號(hào)發(fā)生器多應(yīng)用此類方法，但通常是單函數(shù)信號(hào)發(fā)生器且頻率不高，其工作很不穩(wěn)定，不易調(diào)試。（2）基于集成芯片的函數(shù)信號(hào)的發(fā)生器：美國美信公司開發(fā)了新一代函數(shù)信號(hào)發(fā)生器芯片MAX038，它能夠產(chǎn)生多種波形，達(dá)到較高的頻率，且易于調(diào)試，可以達(dá)到更高的技術(shù)指標(biāo)。MAX038頻率高、精度好，因此它被稱為高頻精密函數(shù)信號(hào)發(fā)生器芯片，并且在鎖相環(huán)、壓控振蕩器、頻率合成器、脈寬調(diào)制器等電路的設(shè)計(jì)上，MAX038都是優(yōu)選的器件。（3）基于單片機(jī)的數(shù)字化函數(shù)

6、信號(hào)發(fā)生器：具有線路相對(duì)簡單，結(jié)構(gòu)緊湊，價(jià)格低廉，頻率穩(wěn)定度高，抗干擾能力強(qiáng)，用途廣泛等優(yōu)點(diǎn)，并且能夠?qū)Σㄐ芜M(jìn)行細(xì)微調(diào)整，改良波形，使其滿足系統(tǒng)的要求。只要對(duì)電路稍加修改，調(diào)整程序，即可完成功能升級(jí)。（4）利用專用直接數(shù)字合成DDS芯片的函數(shù)信號(hào)發(fā)生器：能產(chǎn)生任意波形，其輸出波形取決于波形存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)。美國Analog公司生產(chǎn)的AD98524能產(chǎn)生頻率、相位、幅度可編程控制的高穩(wěn)定模擬信號(hào)。唯一的缺點(diǎn)就是所需成本比較高。上述的4種方案均具有可行性，所以可根據(jù)要求不同選取不同的方案。第一種方案針對(duì)的是對(duì)波形質(zhì)量和數(shù)字顯示要求不是很高，且對(duì)模擬電路調(diào)試有一定的經(jīng)驗(yàn)。第二種方案的電路比較簡單，調(diào)試

7、相對(duì)較方便，且波形的質(zhì)量較高。第三種方案所需電路簡單、可控性好、產(chǎn)品升級(jí)方便、顯示直觀。最后一種如果需要對(duì)波形質(zhì)量和頻率穩(wěn)定度要求很高，并且不關(guān)心費(fèi)用的可以選擇。雖然基于分立元件的函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)與利用單片集成芯片MAX038和DDS技術(shù)的函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)相比有一定的缺點(diǎn)，但是在此次設(shè)計(jì)中它仍然能夠完成所有設(shè)計(jì)要求，而且另外兩種方案都存在自身缺陷、價(jià)格貴等局限性。相比較而言，方案三最經(jīng)濟(jì)，鑒于這次的設(shè)