数控信号源的设计.docVIP

北京经济管理职业学院2010届毕业论文 第 PAGE 19 页 共 NUMPAGES 20 页 摘 要 应用集成函数发生器ICL8038产生振荡信号或者用分立元件组合完成相同功能，然后经过显示和调节电路进行频率调节与频率指示。同时波形用模拟开关进行切换，最后用程控放大器实现输出信号幅度的调节 该发生器通过将滞回电压比较器的输出信号通过RC电路反馈到输入端，即可组成方波波信号发生器。然后经过积分电路产生三角波，通过改变三角波的占空比可以得到方波。三角波通过低通滤波电路来实现正弦波的输出。低通滤波之后，正弦波的幅值很小，所以将其信号通过一个比例放大电路得到需要幅值，峰峰值。 该电路具有结构、思路简单，运行时性能稳定且能较好的符合设计要求，对原器件要求不高，且成本低廉、调整方便，操作简单。 关键词：信号源、数控、单片机 目 录 TOC \o 1-3 \h \u 一、信号源的用途 4 二、方案设计与论证 5 方案一: 5 方案二： 5 三、RC串并联振荡电路： 6 四．矩形波发生器 7 五. 方波－三角波发生器 9 六、幅值、频率控制电路，选通电路控制部分： 10 频率、幅值显示电路： 10 七、总原理图及元器件清单 11 1．总原理图 11 输出方波信号 13 输出三角波信号 1 3 输出正弦波信号 14 2．元器件清单 15 八、电路中参数的选择与计算： 17 九、性能测试与分析（写仿真调试与分析） 17 十、结论与心得 18 主要参考文献 19 数控信号源设计 一、信号源的用途 信号源有很多种分类方法，其中一种方法可分为混和信号源和逻辑信号源两种。其中混和信号源主要输出模拟波形；逻辑信号源输出数字码形。混和信号源又可分为函数信号发生器和任意波形/函数发生器，其中函数信号发生器输出标准波形，如正弦波、方波等，任意波/函数发生器输出用户自定义的任意波形；逻辑信号发生器又可分为脉冲信号发生器和码型发生器，其中脉冲信号发生器驱动较小个数的的方波或脉冲波输出，码型发生器生成许多通道的数字码型。如泰克生产的AFG3000系列就包括函数信号发生器、任意波形/函数信号发生器、脉冲信号发生器的功能。? 另外，信号源还可以按照输出信号的类型分类，如射频信号发生器、扫描信号发生器、频率合成器、噪声信号发生器、脉冲信号发生器等等。信号源也可以按照使用频段分类，不同频段的信号源对应不同应用领域。 凡是产生测试信号的仪器，统称为信号源，也称为信号发生器，它用于产生被测电路所需特定参数的电测试信号。? 信号源是根据用户对其波形的命令来产生信号的电子仪器。信号源主要给被测电路提供所需要的已知信号（各种波形），然后用其它仪表测量感兴趣的参数。可见信号源在电子实验和测试处理中，并不测量任何参数，而是根据使用者的要求，仿真各种测试信号，提供给被测电路，以达到测试的需要。 ?一般将输出范围在300MHz-30GHz,工作波长为10cm-1cm的信号发生器，输出频率范围在30GHz~300GHz，工作波长为10mm~1mm的信号发生器为毫米波信号源发生器。 二、方案设计与论证 总体设计思路为：应用集成函数发生器ICL8038产生振荡信号或者用分立元件组合完成相同功能，然后经过显示和调节电路进行频率调节与频率指示。同时波形用模拟开关进行切换，最后用程控放大器实现输出信号幅度的调节； 方案一: 画出如图所示的系统框图，频率调节电路接收操作人员的指令，改变振荡电路的输出频率，该信号经波形调节电路处理成各种波形信号，送入输出电路，最后经幅度调节电路后输出。因为ICL8038精密函数发生器采用肖特基势垒二极管等先进工艺制成的单集成电路芯片，电源电压范围宽、稳定度高、精度高、方便使用等优点，外部接入很少的元件即可工作，可同时产生方波、三角波、和正弦波，其函数波形的频率受内部或外电压控制，当调节外部电路参数时，还可获得占空比可调的锯齿波，所以该方案可行。 方案二： 利用集成块LM741有积分器和比较器同时产生三角波和方波。其中比较器起电子开关的作用，将恒定的正、负极性的电位交替地反馈积分器去积分而得到三角波。该电路的优点是：线性良好、稳定性好；频率易调，在几个数量级的频带范围内，可方便的连续改变频率。三角波和方波在半个周期内是线性函数，易于变换其他波形。 电路原理框图如下： 方波-三角波发生电路组成框 在此电路的基础上加上频率、幅值控制电路，以及显示电路，最终构成数控信号源。这种设计方法用