AVR mega88产生SPWM波形

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目的: A VR产生SPWM波形

目标系统: 基于A VR单片机

应用软件: ICCA VR

版本更新记录：

注意事项：

详见说明书

系统时钟:8.00000MHz

SPWM输出：OC1A，OC1B

周期50Hz

T0用于调整正弦波周期，T1调整正弦波波形

----------------------------------------------------------------------*/

#include

#include

/*------宏定义------*/

#define uchar unsigned char

#define uint unsigned int

flash uchar SinParam[234]={

127, 130, 133, 136, 139, 142, 145, 148, 152, 155, 158, 160, 163, 166, 169, 172, 175, 178, 180, 183,

186, 188, 191, 194, 196, 199, 201, 203, 206, 208, 210, 212, 214, 216, 218, 220, 222, 223, 225, 227,

228, 230, 231, 232, 233, 235, 236, 237, 237, 238, 239, 240, 240, 241, 241, 241, 242, 242, 242, 242,

242, 242, 241, 241, 241, 240, 240, 239, 238, 237, 237, 236, 235, 233, 232, 231, 230, 228, 227, 225,

223, 222, 220, 218, 216, 214, 212, 210, 208, 206, 203, 201, 199, 196, 194, 191, 188, 186, 183, 180,

178, 175, 172, 169, 166, 163, 160, 158, 155, 152, 148, 145, 142, 139, 136, 133, 130, 127, 124, 121,

118, 115, 112, 109, 106, 102, 99, 96, 94, 91, 88, 85, 82, 79, 76, 74, 71, 68, 66, 63,

60, 58, 55, 53, 51, 48, 46, 44, 42, 40, 38, 36, 34, 32, 31, 29, 27, 26, 24, 23,

22, 21, 19, 18, 17, 17, 16, 15, 14, 14, 13, 13, 13, 12, 12, 12, 12, 12, 12, 13,

13, 13, 14, 14, 15, 16, 17, 17, 18, 19, 21, 22, 23, 24, 26, 27, 29, 31, 32, 34,

36, 38, 40, 42, 44, 46, 48, 51, 53, 55, 58, 60, 63, 66, 68, 71, 74, 76, 79, 82,

85, 88, 91, 94, 96, 99, 102, 106, 109, 112, 115, 118, 121, 124};

// 234点正弦波样本值

uint x_SW =3,X_A =0, X_B =74; X_C=156;

int s=0;

//端口初始化

void port_init(void)

{

PORTB = 0x00;

DDRB = 0x00;

PORTC = 0x00;

DDRC = 0x00;

PORTD = 0x00;

DDRD = 0x0F;

}

//定时器T0初始化

void timer0_init(void)

{

TCCR0A|=0x00;

TCNT0=0xfC; // 确定中断的时间，0.05ms中断一次TCCR0B=0x02; // 8分频

TIMSK0|=0x01; // T/C0 溢出中断使能

}

//定时器T0溢出中断服务程序

////

#pragma interrupt_handler timer0_ovf_isr:17

void timer0_ovf_isr(void)

{

X_A += x_SW; // 新样点指针

if (X_A> 234) X_A -=234; // 样点指针调整

OCR1AH = 0x00;

OCR1AL = SinParam[X_A];//匹配A值

X_B += x_SW; // 新样点指针

if (X_B> 234) X_B -=234; // 样点指针调整

OCR1BH = 0x00;

OCR1BL =SinParam[X_B];//匹配B值

TCNT1H = 0x00; //重装值高位

TCNT1L = 0x00; //重装值低位

s=~s;

PORTD=s;

}

//定时T1初始化

void timer1_init(void)

{DDRB|=(1<

/*

TCCR1B = 0x00;//停止定时器

TIMSK1|= 0x00;//中断允许

TCNT1H = 0x00;

TCNT1L = 0x00;//初始值

OCR1AH = 0x00;

OCR1AL = 0x7F;//匹配A值

OCR1BH = 0x00;

OCR1BL = 0x7F;//匹配B值

ICR1H = 0x00;

ICR1L = 0x7F;//输入捕捉匹配值

TCCR1A = 0xA1;//比较匹配时清零，

TCCR1B = 0x09;//启动定时器

*/

TCCR1B = 0x00; //停止定时器

TCNT1H=0xfc; //初始值计数器清零

TCNT1L=0xe0;

TCCR1A=0xA1; // 1010 1101 频率与相位修正PWM，发生匹配的时候，电平为0 TCCR1B=0x09; // 0001 0001 不分频，

TCCR1C=0x00; //

OCR1A=0x7F; // 在这种模式下最大值寄存器OCR1A中的值

OCR1B=0x7F;

}

void init_devices(void)

{

CLI(); //禁止所有中断

MCUCR = 0x00;

port_init();

timer0_init();

timer1_init();

SEI();//开全局中断

}

//主函数

void main(void)

{

init_devices();

TCNT0 = 0x00;//初始值

TCNT2 = 0x00;//初始值

SEI(); // 开放全局中断

while(1)

{///LED_DISP(OCR1AL);

}

}

信号发生器概述

信号发生器概述 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。 信号源的分类和作用 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。 下面我们将对函数信号发生器和任意波形/函数发生器做简要介绍： 1、函数信号发生器 函数发生器是使用最广的通用信号源，提供正弦波、锯齿波、方波、脉冲波等波形，有的还同时具有调制和扫描功能。 函数波形发生器在设计上分为模拟式和数字合成式。众所周知，数字合成式函数信号源（DDS）无论就频率、幅度乃至信号的信噪比（S/N）均优于模拟式，其锁相环（PLL）的设计让输出信号不仅是频率精准，而且相位抖动（phaseJitter）及频率漂移均能达到相当稳定的状态，但数字式信号源中，数字电路与模拟电路之间的干扰始终难以有效克服，也造成在小信号的输出上不如模拟式的函数信号发生器，如今市场上的大部分函数信号发生器均为DDS信号源。 2、任意波形发生器 任意波形发生器，是一种特殊的信号源，不仅具有一般信号源波形生成能力，而且可以仿真实际电路测试中需要的任意波形。在我们实际的电路的运行中，由于各种干扰和响应的存在，实际电路往往存在各种缺陷信号和瞬变信号，如果在设计之初没有考虑这些情况，有的将会产生灾难性后果。任意波发生器可以帮您完成实验，仿真实际电路，对您的设计进行全面的测试。 由于任意波形发生往往依赖计算机通讯输出波形数据。在计算机传输中，通过专用的波

脉冲波形的产生与变换

脉冲波形的产生与变换 脉冲信号是数字电路中最常用的工作信号。脉冲信号的获得经常采用两种方法：一是利用振荡电路直接产生所需的矩形脉冲。这一类电路称为多谐振荡电路或多谐振荡器；二是利用整形电路,将已有的脉冲信号变换为所需要的矩形脉冲。这一类电路包括单稳态触发器和施密特触发器。这些脉冲单元电路可以由集成逻辑门构成,也可以用集成定时器构成。下面先来介绍由集成门构成的脉冲信号产生和整形电路。 9.1 多谐振荡器 自激多谐振荡器是在接通电源以后,不需外加输入信号,就能自动地产生矩形脉冲波。由于矩形波中除基波外,还含有丰富的高次谐波,所以习惯上又把矩形波振荡器叫做多谐振荡器。多谐振荡器通常由门电路和基本的RC电路组成。多谐振荡器一旦振荡起来后,电路没有稳态,只有两个暂稳态,它们在作交替变化,输出矩形波脉冲信号,因此它又被称作无稳态电路。 9.1.1门电路组成的多谐振荡器 多谐振荡器常由TTL门电路和CMOS门电路组成。由于TTL门电路的速度比CMOS门电路的速度快, 故TTL门电路适用于构成频率较高的多谐振荡器,而CMOS门电路适用于构成频率较低的多谐振荡器。 (1)由TTL门电路组成的多谐振荡器 由TTL门电路组成的多谐振荡器有两种形式：一是由奇数个非门组成的简单环形多谐振荡器；二是由非门和RC延迟电路组成的改进环形多谐振荡器。 ①简单环形多谐振荡器 uo

(a) (b) 图9－1 由非门构成的简单环形多谐振荡器把奇数个非门首尾相接成环状,就组成了简单环形多谐振荡器。图9－1（ａ）为由三个非门构成的多谐振荡器。若uo的某个随机状态为高电平,经过三级倒相后,uo跳转为低电平,考虑到传输门电路的平均延迟时间tpd,uo输出信号的周期为6tpd。图9－1（ｂ）为各点波形图。 简单环形多谐振荡器的振荡周期取决于tpd,此值较小且不可调,所以,产生的脉冲信号频率较高且无法控制,因而没有实用价值。改进方法是通过附加一个RC延迟电路,不仅可以降低振荡频率,并能通过参数 R、C控制振荡频率。 ② RC环形多谐振荡器 如图9－2所示,RC环形多谐振荡器由3个非门（G1、G2、G3）、两个电阻（R、RS）和一个电容C组成。电阻RS是非门G3的限流保护电阻,一般为100Ω左右；R、C为定时器件,R 的值要小于非门的关门电阻,一般在700Ω以下,否则,电路无法正常工作。此时,由于RC的值较大,从u2到u4的传输时间大大增加, 基本上由RC的参数决定,门延迟时间tpd可以忽略不计。 图9－2 RC环形多谐振荡器 ａ.工作原理 设电源刚接通时,电路输出端uo为高电平,由于此时电容器C尚未充电,其两端电压为零,则u2、u4为低电平。电路处于第1暂稳态。随着u3高电平通过电阻R对电容C充电,u4电

函数波形信号发生器

函数波形发生器设计 摘要 函数信号发生器是一种能够产生多种波形，如三角波、锯齿波、矩形波（含方波）、正弦波的电路。函数信号发生器在电路实验和设备检测中具有十分广泛的用途。通过对函数波形发生器的原理以及构成分析，可设计一个能变换出三角波、正弦波、方波的函数波形发生器。本课题采用由集成运算放大器与晶体管差分放大器共同组成的方波—三角波—正弦波函数发生器的设计方法，先通过比较器产生方波，再通过积分器产生三角波，最后通过差分放大器形成正弦波。波形变换的原理是利用差分放大器传输特性曲线的非线性。 经过仿真得出了方波、三角波、正弦波、方波——三角波转换及三角波——正弦波转换的波形图。 关键字：函数信号发生器、集成运算放大器、晶体管差分放 设计目的、意义 1 设计目的 （1）掌握方波—三角波——正弦波函数发生器的原理及设计方法。 （2）掌握迟滞型比较器的特性参数的计算。 （3）了解单片集成函数发生器8038的工作原理及应用。 （4）能够使用电路仿真软件进行电路调试。 2 设计意义 函数发生器作为一种常用的信号源,是现代测试领域内应用最为广泛的通用仪器之一。 在研制、生产、测试和维修各种电子元件、部件以及整机设备时，都学要有信号源，由它产生不同频率不同波形的电压、电流信号并加到被测器件或设备上，用其他仪器观察、测量被测仪器的输出响应，以分析确定它们的性能参数。信号发生器是电子测量领域中最基本、应用最广泛的一类电子仪器。它可以产生多种波形信号,如正弦波,三角波,方波等,因而广泛用于通信、雷达、导航、宇航等领域。 设计内容 1 课程设计的内容与要求（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等）： 1.1课程设计的内容 （1）该发生器能自动产生正弦波、三角波、方波。 （2）函数发生器以集成运放和晶体管为核心进行设计 （3）指标： 输出波形：正弦波、三角波、方波 频率范围：1Hz~10Hz，10Hz~100Hz 输出电压：方波VP-P≤24V，三角波VP-P=8V，正弦波VP-P＞1V； （4）对单片集成函数发生器8038应用接线进行设计。 1.2课程设计的要求 （1）提出具体方案 （2）给出所设计电路的原理图。 （3）进行电路仿真，PCB设计。 2 函数波形发生器原理 2.1函数波形发生器原理框图 图2.1 函数发生器组成框图

第八章 脉冲波形的产生和变换试题及答案

第八章脉冲波形的产生和变换 一、填空题 1.(10-1中)矩形脉冲的获取方法通常有两种：一种是________________；另一种是________________________。 2.（10-1易）占空比是_________与_______的比值。 3．（10-4中）555定时器的最后数码为555的是（,）产品，为7555的是（,）产品。 4．（10-3中）施密特触发器具有现象；单稳触发器只有个稳定状态。 5．（易，中）常见的脉冲产生电路有，常见的脉冲整形电路有、。 6．（中）为了实现高的频率稳定度，常采用振荡器；单稳态触发器受到外触发时进入。 7.（10-3易）在数字系统中，单稳态触发器一般用于______、 ______、______等。 8.（10-3中）施密特触发器除了可作矩形脉冲整形电路外，还可以作为________、_________。 9.（10-2易）多谐振荡器在工作过程中不存在稳定状态，故又称为________。 10.（10-2中）由门电路组成的多谐振荡器有多种电路形式，但它们均具有如下共同特点: 首先，电路中含有________，如门电路、电压比较器、BJT 等。这些器件主要用来产生________；其次，具有________, 将输出电压器恰当的反馈给开关器件使之改变输出状态；另外，还有，利用RC电路的充、放电特性可实现_______，以获得所需要的振荡频率。在许多实用电路中，反馈网络兼有_____作用。 11.（10-3易）单稳态触发器的工作原理是：没有触发信号时，电路处于一种_______。外加触发信号，电路由_____翻转到_____。电容充电时，电路由______自动返回至______。 二、选择题 1．（10-2中）下面是脉冲整形电路的是（）。 A.多谐振荡器触发器 C.施密特触发器触发器 2．（10-2中）多谐振荡器可产生（）。

信号发生器分析报告

信号发生器报告

————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：

基于虚拟仪器的信号发生器的设计 【摘要】虚拟仪器是将仪器技术、计算机技术、总线技术和软件技术紧密的融合在一起，利用计算机强大的数字处理能力实现仪器的大部分功能，打破了传统仪器的框架，形成的一种新的仪器模式。 本次设计主要是阐述虚拟信号发生器的前面板和程序框图的设计。设计完的信号发生器的功能包括能够产生正弦波、矩形波、三角波、锯齿波四种信号波形；波形的频率、幅值、相位、偏移量及占空比等参数由前面板控件实时可调。 【关键词】虚拟仪器，信号发生器，LABVIEW 引言 信号发生器作为科学实验必不可少的装置，被广泛地应用到教学、科研等各个领域。高等学校特别是理工科的教学、科研需要大量的仪器设备，例如信号源、示波器等，常用仪器都必须配置多套，但是有些仪器设备价格昂贵，如果按照传统模式新建或者改造实验室投资巨大，造成许多学校仪器设备缺乏或过时陈旧，严重影响教学科研。如果运用虚拟仪器技术构建系统，代替常规仪器、仪表，不但可以满足实验教学的需要、节约大量的经费、降低实验室建设的成本，而且能够提高教学科研的质量与效率。 1．信号发生器的发展 信号发生器是一种悠久的测量仪器，早在20年代电子设备刚出现时它就产生了。随着通信和雷达技术的发展，40年代出现了主要用于测试各种接收机的标准信号发生器，使信号发生器从定性分析的测试仪器发展成定量分析的测量仪器。同时还出现了可用来测量脉冲电路或用作脉冲调制器的脉冲信号发生器。由于早期的信号发生器机械结构比较复杂，功率比较大，电路比较简单，因此发展速度比较慢。直到1964年才出现第一台全晶体管的信号发生器。 自60年代以来信号发生器有了迅速的发展，出现了函数发生器，这个时期的信号发生器多采用模拟电子技术，由分立元件或模拟集成电路构成，其电路结构复杂，且仅能产生正弦波、方波、锯齿波和三角波等几种简单波形，由于模拟电路的漂移较大，使其输出的波形的幅度稳定性差，而且模拟器件构成的电路存在着尺寸大、价格贵、功耗大等缺点，并且要产生较为复杂的信号波形则电路结构非常复杂。自从70年代微处理器出现以后，利用微处理器、模数转换器和数

波形的发生和信号的转换

波形的发生和信号的转换 自测题 一、判断下列说法是否正确，用“√”或“×”表示判断结果。 （1）在图T8.1所示方框图中，若φF＝180°，则只有当φA＝±180°时，电路才能产生正弦波振荡。（） 图T8.1 （2）只要电路引入了正反馈，就一定会产生正弦波振荡。（） （3）凡是振荡电路中的集成运放均工作在线性区。（） （4）非正弦波振荡电路与正弦波振荡电路的振荡条件完全相同。（）解：（1）√（2）×（3）×（4）× 二、改错：改正图T8.2所示各电路中的错误，使电路可能产生正弦波振荡。要求不能改变放大电路的基本接法（共射、共基、共集）。 图T8.2

解：（a）加集电极电阻R c及放大电路输入端的耦合电容。 （b）变压器副边与放大电路之间加耦合电容，改同铭端。 三、试将图T8.3所示电路合理连线，组成RC桥式正弦波振荡电路。 图T8.3 解：④、⑤与⑨相连，③与⑧相连，①与⑥相连，②与⑦相连。如解图T8.3所示。 解图T8.3

四、已知图T8.4（a）所示方框图各点的波形如图（b）所示，填写各电路的名称。 电路1为，电路2为，电路3为，电路4为。 图T8.4 解：正弦波振荡电路，同相输入过零比较器，反相输入积分运算电路，同相输入滞回比较器。

五、试分别求出图T8.5所示各电路的电压传输特性。 图T8.5 解：图（a）所示电路为同相输入的过零比较器；图（b）所示电路为同相输入的滞回比较器，两个阈值电压为±U T＝±0.5 U Z。两个电路的电压传输特性如解图T8.5所示 解图T8.5

六、电路如图T8.6所示。 图T8.6 （1）分别说明A 1和A 2各构成哪种基本电路； （2）求出u O 1与u O 的关系曲线u O 1＝f （u O ）； （3）求出u O 与u O 1的运算关系式u O ＝f （u O 1）； （4）定性画出u O 1与u O 的波形； （5）说明若要提高振荡频率，则可以改变哪些电路参数，如何改变。 解：（1）A 1：滞回比较器；A 2：积分运算电路。 （2） 根据0)(2 1 N1O O1O 212O1211P1==+=?++?+= u u u u R R R u R R R u ，可得 V 8T ±=±U u O 1与u O 的关系曲线如解图T8.6（a ）所示。 （3） u O 与u O 1的运算关系式 ) ()(2000 )()(1 1O 12O11O 12O14O t u t t u t u t t u C R u +--=+-- = 解图T8.6

正弦波函数信号发生器

电子技术课程设计报告 电子技术课程设计报告——正弦波函数信号发生器的设计 作品40% 报告 20% 答辩 20% 平时 20% 总分 100% 设计题目：班级：班级学号：学生姓名：

目录 一、预备知识 (1) 二、课程设计题目：正弦波函数信号发生器 (2) 三、课程设计目的及基本要求 (2) 四、设计内容提要及说明 (3) 4.1设计内容 (3) 4.2设计说明 (3) 五、原理图及原理 (8) 5.1功能模块电路原理图 (9) 5.2模块工作原理说明 (10) 六、课程设计中涉及的实验仪器和工具 (12) 七、课程设计心得体会 (12) 八、参考文献 (12)

一、预备知识 函数发生器是一种在科研和生产中经常用到的基本波形生产期，现在多功能的信号发生器已经被制作成专用的集成电路，在国内生产的8038单片函数波形发生器，可以产生高精度的正弦波、方波、矩形波、锯齿波等多种信号波，这中产品和国外的lcl8038功能相同。产品的各种信号频率可以通过调节外接电阻和电容的参数进行调节，快速而准确地实现函数信号发生器提供了极大的方便。发生器是可用于测试或检修各种电子仪器设备中的低频放大器的频率特性、增益、通频带，也可用作高频信号发生器的外调制信号源。顾名思义肯定可以产生函数信号源，如一定频率的正弦波，有的可以电压输出也有的可以功率输出。下面我们用简单的例子，来说明函数信号发生器原理。 (a) 信号发生器系统主要由下面几个部分组成：主振级、主振输出调节电位器、电压放大器、输出衰减器、功率放大器、阻抗变换器(输出变压器)和指示电压表。 (b) 工作模式：当输入端输入小信号正弦波时，该信号分两路传输，其一路径回路，完成整流倍压功能，提供工作电源;另一路径电容耦合，进入一个反相器的输入端，完成信号放大功能。该放大信号经后级的门电路处理，变换成方波后经输出。输出端为可调电阻。 (c) 工作流程：首先主振级产生低频正弦振荡信号，信号则需要经过电压放大器放大，放大的倍数必须达到电压输出幅度的要求，最后通过输出衰减器来直接输出信号器实际可以输出的电压，输出电压的大小则可以用主振输出调节电位器来进行具体的调节。 它一般由一片单片机进行管理，主要是为了实现下面的几种功能： (a) 控制函数发生器产生的频率; (b) 控制输出信号的波形; (c) 测量输出的频率或测量外部输入的频率并显示; (d) 测量输出信号的幅度并显示; (e) 控制输出单次脉冲。 查找其他资料知：在正弦波发生器中比较器与积分器组成正反馈闭环电路，方波、三角波同时输出。电位器与要事先调整到设定值，否则电路可能会不起振。只要接线正确，接通电源后便可输出方波、三角波。微调Rp1，使三角波的输出幅度满足设计要求，调节Rp2，则输出频率在对应波段内连续可变。 调整电位器及电阻，可以使传输特性曲线对称。调节电位器使三角波的输出幅度经R输出等于U值，这时输出波形应接近正弦波，调节电位器的大小可改善波形。 因为运放输出级由PNP型与NPN型两种晶体管组成复合互补对称电路，输

LM324的波形变换电路(DIY)

集成运放LM324的波形变换电路设计 一、设计目的 1、掌握LM324的应用 2、掌握三角波产生器、加法器、滤波器、比较器的设计 二、设计原理 1、原理：LM324内部包括有四个独立的、高增益、内部频率补偿的运算放大器，适合于电源电压范围很宽的单电源使用，也适用于双电源工作模式，在推荐的工作条件下，电源电流与电源电压无关。它的使用范围包括传感放大器、直流增益模块和其他所有可用单电源供电的使用运算放大器的场合。 2、LM324的特点： 1、内部频率补偿 2、直流电压增益高(约100dB) 3、单位增益频带宽(约1MHz) 4、电源电压范围宽：单电源(3—32V)、双电源(±1.5—±16V) 5、低功耗电流，适合于电池供电 6、低输入偏流、低输入失调电压和失调电流 7、共模输入电压范围宽，包括接地 8、差模输入电压范围宽，等于电源电压范围 9、输出电压摆幅大(0至VCC-1.5V) 3、LM324引脚图 4、LM324内部电路图

三、实验设备与器件 1、基本元件清单 LM324芯片、导线若干、铁丝、14脚插槽、二极管(IN4700A) 电阻： 680、1K 、2K 、3K 、10K 、47K 、20K 、30K 、100K 、1M 电位器 ：2K 、10K 、20K 、50K 电容：0.3uF 、0.001uF 、0.1uF 、10uF 电路板 1块 2、实验仪器 直流电源、双踪示波器、数字万用表、信号发生器。 四、设计要求 使用一片通用四运放芯片 LM324组成电路框图见图1(a)，实 现下述功能： 使用低频信号源产生)V (2sin 1.001t f u i π=，z f H 5000=的正弦波信号，加至加法器的输入端，加法器的另一输入端加入由自制振荡器产生的信号1o u ，1o u 如图1(b)所示，ms T 5.01=，允许1T 有±5%的误差。

信号的基本运算和波形变换

信号的基本运算和波形变换 一、实验目的 对某一特定信号的运算有：放大、衰减、沿时间轴压缩、展宽、翻转、差分运算等等，借助MATLAB完成语音信号的采集，并以采集到的信号为研究对象，完成上述运算，体验运算效果。 二、实验原理 以PC机上的声卡为主要硬件，使用MATLAB软件完成语音信号的采集，通过实验可以让大家切实体验对某一信号的运算所带来的效果。根据个人要求效果的不同，通过修改实验中的相关参数，可以使其效果更佳。以上方法简单使用，性价比高。 语音信号的频率范围大约是20Hz~20kHz，其频率成分主要集中在300~3400Hz，因此语音通信中国际上广泛采用8 kHz的采样速率，而目前一般的PC 机声卡采样速率都达到44.1kHz 或48kHz，其16 位的A/D 精度比普通的16位A/D卡都要高，是性价比很高数据采集卡，完全能满足一般的语音信号的采集分析要求。借用PC机的现有资源加上MATLAB软件，可以方便的完成语音信号的采集、运算、频谱分析和滤波等。使用MATLAB与声卡的接口函数完成语音信号的采集，可以将采集到的数据保存为wav格式的文件或者保存为数据，并编程实现采集到的语音信号的运算，通过听觉切实体验数字信号运算所带来的效果。 三、实验内容 1 MATLAB中语音信号的采集 对于配置了声卡并连接了麦克风的计算机，MATLAB中可以采用命令wavrecord来录音，其调用格式是： y=wavrecord(n,Fs,ch,dtype); 其中，n为总的取样点数，Fs为取样速率（样点/s），标准取样速率可设为8000、11025（默认）、22050以及44100样点/s。用户也可以设定其他取样速率值，如Fs=10000，但必须满足采样定理的要求，否则将导致录音结果失真。ch为录音声道数，默认ch=1，为单声道录音；若ch=2，则为立体声录音，这时需要声卡能够支持双声道录音并配有两个话筒。dtype 为记录的数据格式，有double(默认)，single，int16，int8等几种类型。 需要强调的是，录音采用均匀量化规则，输出序列y是一个的数字序列，对于double(默认)，single，int16的数据类型，每个样值的量化精度将大于等于16bit（最高精度取决于声卡指标），这对于一般工程研究是足够的，可以忽略量化过程中引入的量化误差。例如，当要研究8bitA 律PCM的语音质量时，就可以将16bit的输出录音结果视为量化之前的采样结果。 使用指令wavplay和sound可以将一个数字序列按照指定的采样率通过声卡输出到扬声器。wavplay指令一般用于windows操作系统下，sound指定则用于跨平台的操作。wavplay指令的用法是： wavplay(y,Fs); wavplay(y, Fs,’mode’)%mode可取值async或sync; 其中，y是被播放序列（取值范围必须在-1~+1之间），当y为矩阵时，为单声道播出；当y 为矩阵时，则将各列分别送入左右两个声道播出。Fs为播放的采样率，默认值为11025Hz，一般声卡支持的Fs范围是5000~44100Hz。当播放模式设置为sync（默认）时，表示同步播放，即执行该指令完毕之后（声音播放完毕）才执行下一条语句；当播放模式设置为async 时，则表示异步播放，即将该命令的数据送入声卡后，立即开始执行下一语句。 MATLAB也可以将记录的音频信号直接保存为wav格式。在windows环境下，wav格式是最常用的。利用命令

第六章波形产生与变换电路

第六章 波形的产生与变换电路 6.1基本要求 1.熟练掌握正弦波振荡器产生振荡的相位平衡条件和幅值平衡条件。 2.熟练掌握桥式、变压器反馈式、三点式振荡器的结构、相位条件的判别和振荡频率的计算。 3.熟悉桥式振荡器的幅值条件，了解其稳幅措施。 4.了解石英晶体振荡器的工作原理。 5.熟练掌握各种比较器的结构、工作原理及参数的计算。 6.熟悉集成运放组成的方波、三角波、锯齿波发生器的工作原理和输出波形。 6.2 解答示例及解题技巧 题6-3解：（a ）不能产生正弦振荡。 此电路欲构成RC 桥式振荡器，桥式振荡器是由基本放大器和正反馈网络(同时具有选频功能)构成的。此电路中的运放与10k 、20k 电阻是基本放大器部分，应为负反馈放大器；RC 串并联网络是正反馈网络部分，应引正反馈（f =f 0时）至运放的同相输入端。但本电路中的放大器却构成了正反馈，而RC 串并联网络却引入了负反馈。所以不能产生正弦振荡。若将运放的反相输入端与同相输入端互换，便可以使基本放大器的相移ΦA =0o ，RC 串并联网络的相移ΦF =0（f =f 0时），从而满足振荡的相位条件ΦA +ΦF =0o 。 （b ）不能产生正弦振荡。 此电路欲构成RC 移相式振荡器。它的移相网络作为反馈网络，同时具有选频功能。但此电路中放大器部分是共基极放大器，ΦA =0o ，移相网络的相移ΦF 在0o ～270o 之间变化，其中当ΦF =0o 时，对应频率趋近无穷大，这意味着当频率趋近无穷时，电路才能满足振荡的相位条件ΦA +ΦF =0o ，显然是不可能做到的，所以不能产生正弦振荡。须将移相网络的反馈连线由BJT 的发射极改至基极，构成共射放大器，这样可以使ΦA =180o ，而在有限的频率范围内又可以在某一频率上得到ΦF =180o ，使 ΦA +ΦF =360o ，满足振荡的相位条件。 （c ）可以产生正弦振荡。 此电路构成了RC 桥式振荡器。其中的差放是基本放大器，RC 串并联网络是正反馈网络部分，由于ΦA =0o ，ΦF =0（f =f 0时），可以使ΦA +ΦF =0o ，所以能产生正弦振荡。 （d ）不能产生正弦振荡。 此电路欲构成RC 移相式振荡器。但放大器部分的输入端接错了位置。应将2R 电阻与移相网络的连线断开，改接至移相网络的最后一级RC 之间。另将移相网络的电阻R 下端接地。这样才可以构成正确的振荡电路，在这个电路中，ΦA =180o ，ΦF =180o （某频率上），可以使ΦA +ΦF =360o ，满足振荡的相位条件。 题6-4 解：（1）此电路为RC 桥式振荡器，当电路振荡时，RC 串并联网络的反馈系数为 3 1 。

任意波形信号发生器

目录 一、题目要求及分析 (1) 1.1题目要求 (1) 1.2题目分析 (1) 二、任意波形信号发生器方案设计 (3) 2.1系统设计框图与思路 (3) 2.2 系统设计原理图 (5) 2.3 相关芯片介绍 (6) 三、相关模块具体程序实现 (10) 四、仿真及实际结果与分析 (16) 4.1波形选择及仿真结果 (16) 4.2波形选择及实际结果 (18) 4.3结果分析与相关问题解决 (23) 五、总结与体会 (24) 参考文献 (25) 附录 (26)

一、题目要求及分析 1.1题目要求 任意波形信号发生器 利用FPGA器件产生控制信号及数据信号，经DAC0832和TL082转换产生以下波形： 1)正斜率斜波； 2)正弦波； 3)锯齿波； 4)任意波形。 用示波器观察输出波形。 硬件电路内容和要求：用DAC0832实现数模转换电路，用TLC082实现电流－电压转换电路，画出电路原理图。 软件设计内容和要求：VHDL编程实现任意波形的信号控制器。要求可以用开关切换不同的波形数据输出。 扩展：增加衰减控制信号，通过开关控制衰减倍数，并在数码管显示。 1.2题目分析 VHDL语言是随着集成电路系统化和高度集成化的发展而逐步发展起来的，是一种用于数字系统的设计和测试的硬件描述语言。相比传统的电路系统的设计方法，VHDL 具有多层次描述系统硬件功能的能力，支持自顶向下和基于库的设计的特点，因此设计者可以不必了解硬件结构。从系统设计入手，在顶层进行系统方框图的划分和结构设计，在方框图一级用VHDL对电路的行为进行描述，并进行仿真和纠错，然后在系统一级进行验证，最后再用逻辑综合优化工具生成具体的门级逻辑电路的网表，下载到具体的CPLD器件中去，从而实现可编程的专用集成电路（ASIC）的设计。 在本次课程设计中，函数发生器的设计采用自顶向下的系统设计的方法，通过MAX+plusⅡ开发环境进行编辑、综合、波形仿真，并下载到CPLD器件中，采用模块化

信号发生器实验报告(波形发生器实验报告)

信号发生器 一、实验目的 1、掌握集成运算放大器的使用方法，加深对集成运算放大器工作原理的理解。 2、掌握用运算放大器构成波形发生器的设计方法。 3、掌握波形发生器电路调试和制作方法 。 二、设计任务 设计并制作一个波形发生电路，可以同时输出正弦、方波、三角波三路波形信号。 三、具体要求 （1）可以同时输出正弦、方波、三角波三路波形信号，波形人眼观察无失真。 （2）利用一个按钮，可以切换输出波形信号。。 （3）频率为1－2KHz 连续可调，波形幅度不作要求。 （4）可以自行设计并采用除集成运放外的其他设计方案 （5）正弦波发生器要求频率连续可调，方波输出要有限幅环节，积分电路要保证电路不出现积分饱和失真。 四、设计思路 基本功能：首先采用RC 桥式正弦波振荡器产生正弦波，然后通过整形电路(比较器)将正弦波变换成方波，通过幅值控制和功率放大电路后由积分电路将方波变成三角波,最后通过切换开关可以同时输出三种信号。 五、具体电路设计方案 Ⅰ、RC 桥式正弦波振荡器 图1 图2 电路的振荡频率为：RC f π21 0= 将电阻12k ，62k 及电容100n ，22n ，4.4n 分别代入得频率调节范围为：24.7Hz~127.6Hz ，116.7Hz~603.2Hz ，583.7Hz~3015Hz 。因为低档的最高频率高于高档的最低频率，所以符合实验中频率连续可调的要求。 如左图1所示，正弦波振荡器采用RC 桥式振荡器产生频率可调的正弦信号。J 1a 、J 1b 、J 2a 、J 2b 为频率粗调，通过J 1 J 2 切换三组电容，改变频率倍率。R P1采用双联线性电位器50k ，便于频率细调，可获得所需要的输出频率。R P2 采用200k 的电位器，调整R P2可改变电路A f 大小，使得电路满足自激振荡条件，另外也可改变正弦波失真度，同时使正弦波趋于稳定。下图2为起振波形。

方波产生和波形变换电路

XXXXXXXX学院 课程设计说明书 课程名称：电力电子技术 设计题目：方波产生和波形变换电路 班级：XXXXXXXXXXXXXXX 姓名：XXXX 学号：XXXXXXXXXXX 指导老师：XXXX 设计时间：XXXXXXXXXXXXX

摘要 波形发生器广泛地应用于各大院校和科研场所。随着科技的进步，社会的发展，单一的波形发生器已经不能满足人们的需求，而我们设计的正是多种波形发生器。本设计将介绍由集成运算放大器组成的方波-----三角波----正弦波函数发生器的设计方法，了解多功能集成电路函数信号发生器的功能及特点，进一步掌握波形参数的测试方法。制作这种低函数信号发生器成本较低，适合学生学习电子技术测量使用。制作时只需要个别的外部元件就能产生从1—10HZ，10—100HZ的低失真正弦波、三角波、矩形波等脉冲信号。输出波形的频率和占空比还可以由电流或电阻控制。其中比较器与积分电路和反馈网络（含有电容元器件）组成振荡器，其中比较器产生的方波通过积分电路变换成了三角波，电容的充，放电时间决定了三角波的频率。最后利用差分放大器传输特性曲线的非线性特点将三角波转换成正弦波。 电压比较器实现方波的输出，又连接积分器得到三角波，并通过三角波-正弦波转换电路看到正弦波，得到想要的信号。 NI Multisim 软件结合了直观的捕捉和功能强大的仿真，能过快速、轻松、高效地对电路进行设计和验证。本设计就是利用Multisim软件进行电路图的绘制并进行仿真。 关键字：波形、比较器、积分器、Multisim

Abstract Waveform generator is widely used in universities and scientific research. With the progress of science and technology, the development of the society, a single waveform generator has can't satisfy people's needs, and our design is a variety of waveform generator. This design introduces the integrated operational amplifier composed of square wave -- -- -- -- -- the design method of the triangle wave, sine wave function generator, understand the multi-function integrated circuit functions and characteristics of function signal generator, further grasp the waveform parameter test methods. To make this kind of function signal generator with low cost, suitable for students learning electronic technology measure. Need only when making individual external components can produce from 1-10 hz, 10-100 hz low distortion of sine wave, triangular wave and square wave pulse signal. The output waveform frequency and duty ratio can also be controlled by current or resistance. The comparator and integral circuit and the feedback network (containing the capacitance component) oscillator, the comparator of square wave by integrating circuit transformation becomes a triangle wave, capacitance charging, discharge time determines the frequency of the triangular wave. Finally using the nonlinear characteristics of the differential amplifier transmission characteristic curve of converting triangular wave into sine wave. Voltage comparator for the square wave output, and connect the integrator by triangle wave, and see the sine wave by triangle wave, sine wave conversion circuit, achieve the desired signal. NI Multisim software combines intuitive capture and functional simulation, can quickly, easily and effectively carried out on the circuit design and verification. This design is to use Multisim software to draw and carry on the simulation of circuit diagram. Key words: waveform, comparator, integrator, Multisim

DSP课程设计--多波形信号发生器

DSP课程设计--多波形信号发生器

DSP课程设计报告 ——多波形信号发生器

目录 一、实验目的 (3) 二、实验内容 (4) 三、实验原理 (4) 1.产生连续的波形的方法 (4) 1.1 查表法： (4) 1.2计算法： (5) 2. TLV320AIC23B的内部结构及工作原理6 四、程序设计 (8) 五、程序调试 (19) 1、编译过程 (19) 2、.cmd程序（5502.cmd）全文及其解释： (20) 3、程序运行结果（图形和数据显示）：.. 25 六、硬件输出演示： (28) 七、实验感想与体会............. 错误!未定义书签。 八、参考文献 (30) 一、实验目的 1.学习并掌握D/A转换器的初始化设置及其应用

2.学习并掌握使用DSP产生正弦波的原理和算法，进而掌握任意信号波形(如三角波、锯齿波、矩形波等信号)产生的原理和算法。 3.比较产生信号的两种主要方法(查表法和计算法)的优缺点。 4.熟练使用软件CCS3.3对程序的完整调试过程。 二、实验内容 使用DSP产生300~16000Hz的正弦、方波、锯齿波和三角波信号，输出信号的幅度从0~1Vrms（有效值）。要求使用计算法，并且频率可变、幅度可变。 本实验要求用软件CCS3.3编程实现，并与硬件连接进行功能演示。 三、实验原理 1.产生连续的波形的方法 1.1 查表法： 把事先将需要输出的数据计算好，存储在DSP 中，然后依次输出就可以了。查表法的优点是速度快，可以产生频率较高的波形，而且不占用DSP

的计算时间；查表法的缺点在于需要占用DSP 的内部的存储空间，尤其对采样频率比较大的输出 波形，这样，需要占用的内部的空间将更大，而 DSP 内部的存储空间毕竟有所限制。这使得查表 法的应用场合十分有限。 1.2计算法： 采用计算的方法依次计算数据而后输出，然 后再计算而后输出。计算法的优缺点正好和查表 法相反。即：其优点是不占用DSP 的存储空间， 其缺点是占用DSP 的计算时间，使得执行程序的 开销变大。本实验将用第二种方法即计算法产生 一个正弦波信号，从DA 输出。由余弦信号的递推公式： 得知：如果需要产生连续的余弦信号，必须知道首先两个余弦值的大小，然后就可以利用上式计算出后面的数据，这就是下面编程依据的核心算 法。 正弦函数和余弦函数的泰勒级数数学表达式 为： =x sin +--+-+-+---)! 12()1(!9!7!5!31 219753n x x x x x x n n ,x ?),(∞-∞∈

波形的发生和信号的转换题解

第八章波形的发生和信号的转换 自测题 一、判断下列说法是否正确，用“√”或“×”表示判断结果。 （1）在图T8.1所示方框图中，若φF＝180°，则只有当φA＝±180°时，电路才能产生正弦波振荡。（） 图T8.1 （2）只要电路引入了正反馈，就一定会产生正弦波振荡。（） （3）凡是振荡电路中的集成运放均工作在线性区。（） （4）非正弦波振荡电路与正弦波振荡电路的振荡条件完全相同。（）解：（1）√（2）×（3）×（4）× 二、改错：改正图T8.2所示各电路中的错误，使电路可能产生正弦波振荡。要求不能改变放大电路的基本接法（共射、共基、共集）。 图T8.2

解：（a）加集电极电阻R c及放大电路输入端的耦合电容。 （b）变压器副边与放大电路之间加耦合电容，改同铭端。 三、试将图T8.3所示电路合理连线，组成RC桥式正弦波振荡电路。 图T8.3 解：④、⑤与⑨相连，③与⑧相连，①与⑥相连，②与⑦相连。如解图T8.3所示。 解图T8.3

四、已知图T8.4（a）所示方框图各点的波形如图（b）所示，填写各电路的名称。 电路1为，电路2为，电路3为，电路4为。 图T8.4 解：正弦波振荡电路，同相输入过零比较器，反相输入积分运算电路，同相输入滞回比较器。

五、试分别求出图T8.5所示各电路的电压传输特性。 图T8.5 解：图（a）所示电路为同相输入的过零比较器；图（b）所示电路为同相输入的滞回比较器，两个阈值电压为±U T＝±0.5 U Z。两个电路的电压传输特性如解图T8.5所示 解图T8.5

六、电路如图T8.6所示。 图T8.6 （1）分别说明A 1和A 2各构成哪种基本电路； （2）求出u O 1与u O 的关系曲线u O 1＝f （u O ）； （3）求出u O 与u O 1的运算关系式u O ＝f （u O 1）； （4）定性画出u O 1与u O 的波形； （5）说明若要提高振荡频率，则可以改变哪些电路参数，如何改变。 解：（1）A 1：滞回比较器；A 2：积分运算电路。 （2） 根据0)(2 1 N1O O1O 212O1211P1==+=?++?+= u u u u R R R u R R R u ，可得 V 8T ±=±U u O 1与u O 的关系曲线如解图T8.6（a ）所示。 （3） u O 与u O 1的运算关系式 ) ()(2000 )()(1 1O 12O11O 12O14O t u t t u t u t t u C R u +--=+-- = 解图T8.6

多波形函数信号发生器

电子课程设计 设计题目：多波型信号发生器 系部：信息工程学院 专业：电子信息工程 班级：1301班 学号：8 姓名：高旭 指导老师：亮 目录 一设计要求·································

(3) 二总体概要设计 (3) 三各单元模块设计与分析 (4) 3.1 正弦波发生 器 (4) 3.1.1 RC桥式振荡 器 (4) 3.2 方波转化电 路 (6) 3.2.1 555定时 片 (6) 3.2.2 由555芯片构成的施密特触发 器 (7) 3.2.3 方波幅度调节电 路 (8)

3.3 三角波转化电路 (8) 3.3.1 RC无源积分器 (8) 3.3.2 自举电路反相放大器 (9) 四总电路图 (10) 五元器件清单 (10) 六总结与体会 (11) 七参考文献和辅助软件 (11)

一设计要求： 具体要求： 用中小规模集成芯片设计制作产生方波、三角波和正弦波等多种波形信号输出的波形发生器，具体要求如下： （1）输出波形工作频率围为0.02H Z~20KH Z，且连续可调； （2）正弦波幅值±10V，失真度小于1.5%； （3）方波幅值±10V； （4）三角波峰-峰值20V，各种输出波形幅值均连续可调。 二总体概要设计： 总体设计思路：函数发生器一般是指能自动产生正弦波，三角波，方波 及锯齿波，阶梯波等电压波形的电路或仪器。根据用途不同，有产生三种或多 种波形的函数发生器，使用的器件可以是分立器件（如低频信号函数发生器 S101全部采用晶体管），也可以采用集成电路（如单片函数发生器模块8038）。为进一步掌握电路的基本理论及实验调试技术，本课题采用由集成运算放大器，555芯片共同构成正弦波—方波—三角波函数发生器的设计方法。产生正弦波，方波，三角波的方案有多种，如首先产生正弦波，然后通过整形电路将正 弦波变化为方波，再由积分电路将方波转化为三角波；也可以首先产生三角波—方波，再将三角波变成正弦波或将方波变成正弦波等等。本课题就是采用第 一种方法：先产生正弦波再转化为方波最后变为三角波的电路设计方法。 本课题的正弦波发生电路用的是RC桥式振荡器，调节其中的R,C的值可实现率频的调节。由正弦波转化为方波的电路是用555芯片构成的施密特触发器，在触发器的输出端接有两极运放，第一极构成的是同相跟随器，主要作用 是提高输入阻抗，减少前极对后极的影响；第二极构成的是反相比例放大器， 用于放大方波的幅度并调节方波的幅度。由方波转化为三角波则用到的是RC无源滤波器，在输出端接有自举电路放相放大器，主要作用是提高输出阻抗以减 小前极对后级的影响，然后三角波经过反相放大器放大并实现幅度可调。最终 实现多波形信号发生器电路的设计。 三各单元模块的设计与分析 3.1 正弦波发生器