正弦波調(diào)制信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì)論文

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1、正弦波調(diào)制信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì)畢業(yè)論文目錄第一章緒論11.1背景和意義11.2國(guó)內(nèi)外的研究狀況11.2.1波形發(fā)生器的發(fā)展現(xiàn)狀11.2.2國(guó)內(nèi)外波形發(fā)生器產(chǎn)品比較31.2.3本課題在國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀41.3設(shè)計(jì)任務(wù)和內(nèi)容4第二章系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)52.1正弦波發(fā)生器概述52.1.1正弦波發(fā)生器的分類(lèi)和功能52.1.2低頻信號(hào)發(fā)生器52.1.3高頻信號(hào)發(fā)生器52.1.4標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器62.1.5微波信號(hào)發(fā)生器62.1.6掃頻和程控信號(hào)發(fā)生器62.1.7頻率合成式信號(hào)發(fā)生器62.2直接數(shù)字頻率合成器72.2.1DDS的基本結(jié)構(gòu)72.2.2DDS的

2、基本原理82.2.3DDS的性能特點(diǎn)92.2.4DDS的應(yīng)用1022.2.5DDS芯片的簡(jiǎn)單介紹112.2.6DDS主要芯片122.3正弦波調(diào)制信號(hào)發(fā)生器的總體設(shè)計(jì)13第三章正弦波調(diào)制信號(hào)發(fā)生器的硬件設(shè)計(jì)143.1主控制器143.2正弦信號(hào)發(fā)生器183.3AM/FM調(diào)制模塊213.4基帶序列產(chǎn)生模塊253.5ASK、PSK信號(hào)產(chǎn)生模塊253.6濾波電路設(shè)計(jì)263.7放大電路設(shè)計(jì)26第四章系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)及仿真結(jié)果分析274.1.1軟件整體流程圖274.1.2AM信號(hào)的流程圖284.1.3FM信號(hào)的流程圖284.1.3ASK/PSK信號(hào)

3、的流程圖294.2仿真及結(jié)果分析294.2.1正弦波信號(hào)294.2.2AM信號(hào)304.2.3FM信號(hào)314.2.4ASK/PSK信號(hào)31結(jié)論33參考文獻(xiàn)34附錄35附件一：程序35附件二：外文文章43附件三：外文翻譯56謝辭692天津工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)論文第一章緒論第一章緒論1.1背景和意義正弦波信號(hào)發(fā)生器是信號(hào)發(fā)生器的一種。信號(hào)發(fā)生器根據(jù)輸出波形的不同，劃分為正弦波信號(hào)發(fā)生器、矩形脈沖信號(hào)發(fā)生器、函數(shù)信號(hào)發(fā)生器和隨機(jī)信號(hào)發(fā)生器四大類(lèi)。正弦波信號(hào)發(fā)生器是使用最廣泛的信號(hào)發(fā)生器，主要用于測(cè)量電路和系統(tǒng)的頻率特性、非線性失真、增益及靈敏

4、度等。作為電子技術(shù)領(lǐng)域中最基本的電子儀器，廣泛應(yīng)用于航空航天測(cè)控、通信系統(tǒng)、電子對(duì)抗、電子測(cè)量、科研等各個(gè)領(lǐng)域中。隨著電子信息技術(shù)的發(fā)展，對(duì)其性能的要求也越來(lái)越高。如要求頻率穩(wěn)定性高，轉(zhuǎn)換速度快，具有調(diào)幅、調(diào)頻、調(diào)相等功能，另外還經(jīng)常需要兩路正弦信號(hào)不僅具有相同的頻率，同時(shí)要有確定的相位差。在此背景下，本課題提出了一種基于直接數(shù)字頻率合成器（DDS）的信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)。DDS是一項(xiàng)關(guān)鍵的數(shù)字化技術(shù)，與傳統(tǒng)的頻率合成器相比，DDS具有低成本、低功耗、高分辨率和快速轉(zhuǎn)換時(shí)間等優(yōu)點(diǎn)，廣泛使用在電信與電子儀器領(lǐng)域，是實(shí)現(xiàn)設(shè)備全數(shù)字化的一個(gè)

5、關(guān)鍵技術(shù)。傳統(tǒng)的頻率合成器由于采用倍頻、分頻、混頻和濾波環(huán)節(jié)，使頻率合成器結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積龐大、頻譜純度低。本課題采用直接數(shù)字式頻率合成器與單片機(jī)相結(jié)合，設(shè)計(jì)出一種基于DDS的正弦波調(diào)制信號(hào)發(fā)生器。1.2國(guó)內(nèi)外的研究狀況1.2.1波形發(fā)生器的發(fā)展現(xiàn)狀波形發(fā)生器，作為實(shí)驗(yàn)用的一種信號(hào)源，是現(xiàn)今各種電子電路實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)應(yīng)用中必不可少的儀器設(shè)備之一。目前，市場(chǎng)上常見(jiàn)的波形發(fā)生器多為純硬件的搭接而成。信號(hào)發(fā)生器作為一種常見(jiàn)的應(yīng)用電子儀器設(shè)備，傳統(tǒng)的可以完全由硬件電路搭接而成，如采用5570天津工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)論文第一章緒論5振蕩電路發(fā)生正弦波的

6、電路便是可取的路徑之一。不用依靠單片機(jī)。但是這種電路存在波形質(zhì)量差、控制難、可調(diào)范圍小、電路復(fù)雜和體積大等缺點(diǎn)。在科學(xué)研究和生產(chǎn)實(shí)踐中，如工業(yè)過(guò)程控制、生物醫(yī)學(xué)、地震模擬機(jī)械振動(dòng)等領(lǐng)域常常要用到低頻信號(hào)源。而由硬件電路構(gòu)成的低頻信號(hào)其性能難以令人滿(mǎn)意，而且由于低頻信號(hào)源所需的RC很大，大電阻、大電容在制作上有困難，參數(shù)的精度亦難以保證，體積大，漏電，損耗顯著更是其致命的弱點(diǎn)。一旦工作需求功能有增加，則電路復(fù)雜程度會(huì)大大增加。波形發(fā)生器是能夠產(chǎn)生大量的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)和用戶(hù)定義信號(hào)，并保證高精度、高穩(wěn)定性、可重復(fù)性和易操作性的電子儀器。函數(shù)

7、波形發(fā)生器具有連續(xù)的相位變換，和頻率穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)，不僅可以模擬各種復(fù)雜信號(hào)，還可對(duì)頻率、幅值、相移進(jìn)行動(dòng)態(tài)、及時(shí)的控制，并能夠與其它儀器進(jìn)行通訊，組成自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)，因此被廣泛用于自動(dòng)控制系統(tǒng)、震動(dòng)激勵(lì)、通訊和儀器儀表領(lǐng)域。在70年代前，信號(hào)發(fā)生器主要有兩類(lèi)：正弦波和脈沖波，而函數(shù)發(fā)生器介于兩類(lèi)之間，能夠提供正弦波、余弦波、方波、三角波等幾種常用標(biāo)準(zhǔn)波形，產(chǎn)生其它波形時(shí)，需要采用較復(fù)雜的電路和機(jī)電結(jié)合的方法。這個(gè)時(shí)期的波形發(fā)生器多采用模擬電子技術(shù)，而且模擬器件構(gòu)成的電路存在著尺寸大、價(jià)格貴、功耗大等缺點(diǎn)，并且要產(chǎn)生較為復(fù)雜的信號(hào)波形

8、，則電路結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜。同時(shí)，主要表現(xiàn)為兩個(gè)突出問(wèn)題，一是通過(guò)電位器的調(diào)節(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn)輸出頻率的調(diào)節(jié)，因此很難將頻率調(diào)到某一固定值；二是脈沖的占空比不可調(diào)節(jié)。在70年代后，微處理器的出現(xiàn)，可以利用處理器，A/D/和D/A，硬件和軟件使波形發(fā)生器的功能擴(kuò)大，