一种正弦波发生器的设计方法
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正弦波发生器的设计(完整版)实用资料(可以直接使用,可编辑完整版实用资料,欢迎下载)电子技术课程设计报告题目:正弦波发生器的设计专业:XXXXXXXXXXXX班级:XXXXXXXXXXX学号:XXXXXXX姓名:XX指导教师:XXXX设计日期:2021年12月3日正弦波发生器设计报告一、设计目的作用1. 培养理论联系实际的正确设计思想,训练综合运用已经学过的理论和生产实际知识去分析和解决工程实际问题的能力。
2. 学习较复杂的电子系统设计的一般方法,提高基于模拟、数字电路等知识解决电子信息方面常见实际问题的能力,由学生自行设计、自行制作和自行调试。
3. 进行基本技能训练,如基本仪器仪表的使用,常用元器件的识别、测量、熟练运用的能力,掌握设计资料、手册、标准和规范以及使用仿真软件、实验设备进行调试和数据处理等。
4. 培养创新能力二、设计要求1. 用途广泛,能产生10 Hz ~ 400 Hz 的正弦波,要求掌握设计原理,对电路进行分析。
2. 控制便捷,通过调节电位器实现对频率的调节,了解一些元器件的用途。
3. 造价低廉,使用集成芯片,花费都很低,熟悉一些重要芯片的逻辑功能,以及对芯片进行设计连接。
4. 精度较高,通过对振荡器、计数器、加法器等集成电路的使用,使得电路的运行都是很精确的。
所以要对一些逻辑电路的进行运用。
三、设计的具体实现1、系统概述总体设计思路:电路原理:振荡器--- 扭环形计数器----逻辑模拟开关----加法器----滤波器----正弦波一.首先阐述正弦波振荡器起振条件及原理过程:正弦波振荡器起振条件:|AF|>1(略大于)结果产生增幅震荡振荡条件是=1幅度平衡条件||=1相位平衡条件ϕAF = ϕA+ϕF = ±2nπ正弦波振荡电路的组成判断及分类:(1)放大电路:保证电路能够有从起振到动态平衡的过程,电路获得一定幅值的输出值,实现自由控制。
(2)选频网络:确定电路的振荡频率,是电路产生单一频率的振荡,即保证电路产生正弦波振荡。
利用LPM 设计正弦信号发生器一、设计目的:进一步熟悉maxplu sII 及其LPM 设计的运用。
二、设计要求:1、利用原理图输入方式。
2、信号数据点值自行想法实现。
3、得出正确时序仿真文件。
三、设计原理:图1 正弦信号发生器结构框图图1所示的正弦波信号发生器的结构由三部分组成计数器或地址发生器(这里选择8位),正弦信号数据ROM (8位地址线,8位数据线),含有256个8位数据(一个周期)。
四、VHDL 顶层设计。
设计步骤:1、建立.mif 格式文件建立C 语言文件sin.cpp ,运行产生sin.exe 文件。
sin.cpp 程序代码:#include <iostream>#include <cmath>#include <iomanip>using namespace std;int main(){int i;float s;VHDL 顶层设计sin.vhd8位计数器 (地址发生器) 正弦波数据 存储ROM 产生波形数据cout<<"WIDTH=8;\nDEPTH=256;\n\nADDRESS_RADIX=HEX;\nDA TA_R ADIX=HEX;\n\nCONTENT\nBEGIN\n";for(i=0;i<256;i++){s=sin(atan(1)*8*i/256);cout<<" "<<i<<" : "<<setbase(16)<<(int)((s+1)*255/2)<<";"<<endl;}cout<<"END"<<endl;return 0;}把上述程序编译后,在DOS命令行下执行命令:sin.exe > sin.mif;将生成的sin.mif 文件。
课程设计I(论文)说明书(正弦波信号发生器设计)2010年1月19日摘要正弦波是通过信号发生器,产生正弦信号得到的波形,方波是通过对原信号进行整形得到的波形。
本文主要介绍了基于op07和555芯片的正弦波-方波函数发生器。
以op07和555定时器构成正弦波和方波的发生系统。
Op07放大器可以用于设计正弦信号,而正弦波可以通过555定时器构成的斯密特触发器整形后产生方波信号。
正弦波方波可以通过示波器检验所产生的信号。
测量其波形的幅度和频率观察是否达到要求,观察波形是否失真。
关键词:正弦波方波 op07 555定时器目录引言 (2)1 发生器系统设计 (2)1.1系统设计目标 (2)1.2 总体设计 (2)1.3具体参数设计 (4)2 发生器系统的仿真论证 (4)3 系统硬件的制作 (4)4 系统调试 (5)5 结论 (5)参考文献 (6)附录 (7)1引言正弦波和方波是在教学中经常遇到的两种波形。
本文简单介绍正弦波和方波产生的一种方式。
在这种方式中具体包含信号发生器的设计、系统的论证、硬件的制作,发生器系统的调制。
1、发生器系统的设计1.1发生器系统的设计目标设计正弦波和方波发生器,性能指标要求如下:1)频率范围100Hz-1KHz ;2)输出电压p p V ->1V ;3)波形特性:非线性失真~γ<5%。
1.2总体设计(1)正弦波设计:正弦波振荡电路由基本放大电路、反馈网络、选频网络组成。
2图1.1正弦波振荡电路产生的条件是要满足振幅平衡和相位平衡,即AF=1;φa+φb=±2nπ;A=X。
/Xid; F=Xf/X。
;正弦波振荡电路必须有基本放大电路,本设计以op07芯片作为其基本放大电路。
基本放大电路的输出和基本放大电路的负极连接电阻作为反馈网络。
反馈网络中两个反向二极管起到稳压的作用。
振荡电路的振荡频率f0是由相位平衡条件决定的。
一个振荡电路只在一个频率下满足相位平衡条件,这要求AF环路中包含一个具有选频特性的选频网络。
路则法---2902230674 方波-三角波-正玄波函数发生器设计目录1 函数发生器的总方案及原理框图1.1 电路设计原理框图1.2 电路设计类型2设计的目的及任务2.1 课程设计的目的2.2 课程设计的任务与要求2.3 课程设计的技术指标3部分选择电路及其原理3.1集成函数发生器8038简介.2 方波---三角波转换电路的工作原理4 电路仿真4.1 方波---三角波发生电路的仿真4.2 三角波---正弦波转换电路的仿真4.3正弦波---方波---三角波电路输出5电路的原理5.1电路图及元件原理5.2 电路各部分作用5.3 总电路的安装与调试6心得体会8 仪器仪表明细清单9 参考文献1.函数发生器总方案及原理框图一、主原理框图1.1 555定时器的工作原理555定时器是一种功能强大的模拟数字混合集成电路,其组成电路框图如图22.32所示。
555定时器有二个比较器A1和A2,有一个RS触发器,R和S高电平有效。
三极管VT1对清零起跟随作用,起缓冲作用。
三极管VT2是放电管,将对外电路的元件提供放电通路。
比较器的输入端有一个由三个5kW电阻组成的分压器,由此可以获得和两个分压值,一般称为阈值。
555定时器的1脚是接地端GND,2脚是低触发端TL,3脚是输出端OUT,4脚是清除端Rd,5脚是电压控制端CV,6脚是高触发端TH,7脚是放电端DIS,8脚是电源端VCC。
555定时器的输出端电流可以达到200mA,因此可以直接驱动与这个电流数值相当的负载,如继电器、扬声器、发光二极管等。
2、单稳类电路单稳工作方式,它可分为3种。
见图示。
第1种<图1)是人工启动单稳,又因为定时电阻定时电容位置不同而分为2个不同的单元,并分别以1.1.1 和1.1.2为代号。
他们的输入端的形式,也就是电路的结构特点是:“RT-6.2-CT”和“CT-6.2-RT”。
第2种<图2)是脉冲启动型单稳,也可以分为2个不同的单元。
一种正弦波发生器的设计方法作者:杨小明吴光敏孟宇来源:《现代电子技术》2008年第01期摘要:介绍一种用数字方式获得正弦波的方法,该方法不需要使用存储器,完全通过计算得到正弦波的波形数据,而且得到正弦波的同时还可以得到相位正交的余弦波。
通过实验仿真表明调节电路中的参数还可以调节输出幅度、频率和精度。
这种电路可以用于离散傅里叶变换的计算和某些数字通信系统中,为正弦波、余弦波的设计提供一种新思路。
关键词:正弦波;发生器;序列中图分类号:TN715.4 文献标识码:B文章编号:Design Method of Sine Wave Generator(Faculty of Science,Kunming University of Technology,Kunming,650093,China)Abstract:This text introduces a kind of acquiring the sine wave with the arithmetic figure method,and gets sine a cosine for at the same time.Passing the experiment imitates the true expressing regulates the parameter in the electric circuit can also regulate the exportation range,frequency with the accuracy.This kind of electric circuit can be used for FFT and some digital communication,and providing a kind of new way of thinking for the design of the sine and cosine wave.Keywords:sine wave;generator;sequence;DDS1 引言经常采用的正弦波发生器设计方案有模拟方式和数字频率合成(DDS)方式。
正弦波信号发生器电压跟随器设计
设计一个正弦波信号发生器电压跟随器需要
确定电路拓扑:选择合适的电路拓扑,常用的拓扑包括运放反相放大器、非反相放大器或振荡器电路。
选择运放:选择一个合适的运放作为信号发生器电压跟随器的核心元件。
常用的运放包括通用运放放大器(Op-Amp)或运算放大器(OA)。
设计反馈电路:为了实现电压跟随功能,需要设计适当的反馈电路。
可以选择负反馈电路,如反相放大器或非反相放大器,以便输出电压与输入信号保持一致。
确定放大倍数:根据需求确定所需的电压放大倍数。
这取决于所需的输出电压幅度和输入信号的幅度。
选择合适的元件:根据设计要求选择合适的电阻、电容和其他元件。
确保它们的额定值能够满足电路的要求。
进行仿真和调试:使用电路仿真软件,如LTSpice或Multisim,对设计进行仿真。
检查输出波形是否为正弦波,并调整电路参数以满足要求。
PCB布局和制造:根据设计结果进行PCB布局,并制造电路板。
确保布局合理,减少信号干扰和噪声。
调试和测试:将制造好的电路连接到电源,并通过示波器检查输出波形是否符合要求。
根据需要进行调试,如调整电路参数或更换元件。
优化和改进:根据测试结果,对电路进行优化和改进。
(完整word版)基于单片机的正弦波信号发生器的设计毕业设计论文题目:基于单片机的正弦波信号发生器的设计系部:电子信息工程系专业名称:电子信息工程技术班级: 08431 学号:33姓名:顾伟国指导教师:郑莹完成时间:2011 年 5 月12 日(完整word版)基于单片机的正弦波信号发生器的设计基于单片机的正弦波信号发生器的设计摘要:信号发生器的应用越来越广,对信号发生器的频率稳定度、频谱纯度、频率范围和输出信号的频率微调分辨率提出越来越高的要求,普通的频率源已经不能满足现代电子技术的高标准要求。
因而本设计采用了AT89C51单片机为控制核心,通过D/A转换器DAC0832将数字信号转换成模拟信号,滤波放大,最终由示波器显示出来,能产生1HZ—180HZ的正弦波波形。
通过键盘来控制波形频率变化,并通过液晶屏1602显示其波形以及频率和幅度值的大小。
关键字:信号发生器;AT89C51;D/A转换器DAC0832Based on SCM sine wave signal generator designAbstract:Signal generator used more and more widely, to signal generator frequency stability, the spectrum purity,frequency range and output signal frequency fine-tune resolution higher and higher demands are proposed,the average frequency source cannot have satisfied the high standard requirement of modern electronic technology. So this design USES A AT89C51 as control core,through the D/A converter DAC0832 converts digital signals into analog signals, filter and amplification, finally shown by oscilloscope 1HZ — 180HZ, can produce the sine wave。
正弦波信号发生器的设计及电路图正弦波信号发生器的设计结构上看,正弦波振荡电路就是一个没有输入信号的带选频网络的正反馈放大电路。
分析RC串并联选频网络的特性,根据正弦波振荡电路的两个条件,即振幅平衡与相位平衡,来选择合适的放大电路指标,来构成一个完整的振荡电路。
很多应用中都要用到范围可调的LC振荡器,它能够在电路输出负载变化时提供近似恒定的频率、几乎无谐波的输出。
电路必须提供足够的增益才能使低阻抗的LC电路起振,并调整振荡的幅度,以提高频率稳定性,减小THD(总谐波失真)。
1引言在实践中,广泛采用各种类型的信号产生电路,就其波形来说,可能是正弦波或非正弦波。
在通信、广播、电视系统中,都需要射频(高频)发射,这里的射频波就是载波,把音频(低频)、视频信号或脉冲信号运载出去,这就需要能产生高频信号的振荡器。
在工业、农业、生物医学等领域内,如高频感应加热、熔炼、淬火,超声波焊接,超声诊断,核磁共振成像等,都需要功率或大或小、频率或高或低的振荡器。
可见,正弦波振荡电路在各个科学技术部门的应用是十分广泛的。
2正弦波振荡电路的振荡条件从结构上来看,正弦波振荡电路就是一个没有输入信号的带选频网络的正反馈放大电路。
图1表示接成正反馈时,放大电路在输入信号某i=0时的方框图,改画一下,便得图2。
由图可知,如在放大电路的输入端(1端)外接一定频率、一定幅度的正弦波信号某a,经过基本放大电路和反馈网络所构成的环路传输后,在反馈网络的输出端(2端),得到反馈信号某f,如果某f与某a在大小和相位上一致,那么,就可以除去外接信号某a,而将1、2两端连接在一起(如图中的虚线所示)而形成闭环系统,其输出端可能继续维持与开环时一样的输出信号。
正弦信号发生器是信号中最常见的一种,它能输出一个幅度可调、频率可调的正弦信号,在这些信号发生器中,又以低频正弦信号发生器最为常用,在科学研究及生产实践中均有着广泛应用。
引言引言正弦信号发生器是信号中最常见的一种,它能输出一个幅度可调、频率可调的正弦信号,在这些信号发生器中,又以低频正弦信号发生器最为常用,在科学研究及生产实践中均有着广泛应用。
广泛应用。
目前,常用的信号发生器绝大部分是由模拟电路构成的,当这种模拟信号发生器用于低频信号输出往往需要的RC 值很大,这样不但参数准确度难以保证,而且体积大和功耗都很大,而由数字电路构成的低频信号发生器,虽然其低频性能好但体积较大,大,而由数字电路构成的低频信号发生器,虽然其低频性能好但体积较大,价格较贵,价格较贵,价格较贵,而本而本文借助DSP 运算速度高,系统集成度强的优势设计的这种信号发生器,比以前的数字式信号发生器具有速度更快,且实现更加简便。
号发生器具有速度更快,且实现更加简便。
系统原理系统原理一般的采样型SPWM 法分自然采样法和规则采样法,自然采样法是将基准正弦波与一个载波三角波相比较,由两者的交点决定开关模式的方法。
由于自然采样法得到的数学模型需要解超越方程,因而并不适合微控制器进行实时控制,又因为实践检验对称波形比非对称波形在三相电的相电流中引起的谐波失真小,所以我们使用对称规则采样法作为本系统的数学模型。
学模型。
这里说明一下使用TI 公司的DSP 芯片TMS320LF2407(以下简称2407)来产生PWM 信号的原理:由于产生一个PWM 信号需要有一个适合的定时器来重复产生一个与PWM 周期相同的计数周期,并用一个比较寄存器来保持调制值,并用一个比较寄存器来保持调制值,因此,因此,比较寄存器的值应不断与定时寄存器的值相比较,这样,当两个值相匹配时,时寄存器的值相比较,这样,当两个值相匹配时,就会在响应的输出上产生一个转换(从低就会在响应的输出上产生一个转换(从低到高或从高到低),从而产生输出脉冲,输出的开启,从而产生输出脉冲,输出的开启(或关闭)(或关闭)(或关闭)时间与被调制的数值成正比,时间与被调制的数值成正比,因此,改变调制数值,相关引脚上输出的脉冲信号的宽度也将随之改变。
一种基于CPLD的正弦信号发生器的设计周鹏;李园园【摘要】为了改进传统正弦信号发生的不足,提高其稳定性和灵活性,设计了一种基于CPLD器件的正弦信号发生器.在总体的设计过程中,完成了信号发生器所需的各个模块的设计与其硬件的实现,其中包括信号频率设定模块、UFM读取控制模块和UFM (FLASH存储器)存储模块.利用QuartusⅡ软件编写了测试程序并调用modelsim软件对信号发生器进行了实时仿真测试,结果较为准确,能够完成多种测试所需的工作任务.【期刊名称】《辽宁高职学报》【年(卷),期】2016(018)009【总页数】3页(P63-65)【关键词】CPLD;正弦信号发生器;UFM【作者】周鹏;李园园【作者单位】抚顺职业技术学院,辽宁抚顺 113122;抚顺职业技术学院,辽宁抚顺113122【正文语种】中文【中图分类】TM935正弦信号发生器在各种电子系统设计以及仪器仪表检测中都有着十分重要的作用[1]。
当前传统的信号发生器使用的是模拟电路或者是处理器与专用芯片的结合,这种设计存在着输出频率较低、稳定性差、不易修改和扩充的缺点[2],工程应用效果不好。
随着EDA技术不断发展及可编程逻辑器件性能的提高,利用CPLD/FPGA器件来设计正弦信号发生器不但可以提高系统的精度,减小误差[3],还能丰富系统的灵活性,降低设计成本。
由于CPLD器件内部的时序延时设计优于FPGA,且MAX II系列的CPLD内部还嵌入了UFM[4](8 Kbit的FLASH存储器),这不但节省了系统资源,还提高了通用性。
因此,本文提出了一种采用CPLD器件来设计正弦信号发生器的方法。
本信号发生器主要由信号频率设定模块、UFM读取控制模块和UFM(FLASH存储器)模块构成。
其总体结构如图1所示。
其中clk为CPLD的外部100MHz系统时钟,rst_n为信号发生器的复位输入。
信号频率设定模块主要用于给定待生成的正弦信号的数据采样频率clk_sin,以此实现多种不同频率正弦信号的输出;UFM模块主要存储用于生成正弦信号的采样数据;UFM读取控制模块会不断地检测nbusy信号,当其不忙时,以设定的频率clk_sin控制地址线addr[8:0]进行地址累加,并使读信号nread有效,来读取存储在UFM模块中的数据,同时data_valid信号线有效,sinout[15:0]输出正弦信号数据。
★项目2:数字信号源
项目简述:设计制作一个正弦信号发生器。
(1)正弦波输出频率范围:1kHz~10MHz;
(2)具有频率设置功能,频率步进:100Hz;
(3)输出信号频率稳定度:优于10-2;
(4)输出电压幅度:1V到5V这间;
(5)失真度:用示波器观察时无明显失真。
(6)输出电压幅度:在频率范围内
50负载电阻上正弦信号输出电压的峰-峰值V opp=6V±1V;
(7)产生模拟幅度调制(AM)信号:在1MHz~10MHz范围内调制度m a可在30%~100%之间程控调节,步进量50%,正弦调制信号频率为1kHz,调制信号自行产生;
(8)产生模拟频率调制(FM)信号:在100kHz~10MHz频率范围内产生20kHz最大频偏,正弦调制信号频率为1kHz,调制信号自行产生;
(9)产生二进制PSK、ASK信号:在100kHz固定频率载波进行二进制键控,二进制基带序列码速率固定为10kbps,二进制基带序列信号自行产生;
开发时间:2007 开发人数:1
运行环境:windows xp、Quartus II
相关内容:(还未整体综合)
下面是调幅原理图:
下面是调频原理图:
下面是正弦信号发生器设计原理图:
下面是PSK设计原理图:。
基于DDS的正弦波信号发生器的设计DDS(Direct Digital Synthesis,直接数字合成)技术是一种通过数字计算得到各种波形信号的合成技术。
正弦波信号发生器是一种用于产生正弦波信号的电子设备,通常用于各种测量、实验和测试中。
本文将介绍基于DDS的正弦波信号发生器的设计。
1.设计目标我们的设计目标是开发一个基于DDS的正弦波信号发生器,具有以下特点:-可以生成多种频率的正弦波信号;-可以通过数字控制方式调整频率;-可以输出稳定的、低失真的正弦波信号。
2.设计思路-选择一个固定的时钟频率作为DDS系统的时钟频率;-使用一个相位累加器来产生一个递增的相位值,该相位值与输出的正弦波信号频率相关;-使用一个查表ROM存储正弦波的采样值,根据相位值从查表ROM中读取相应的采样值;-使用一个数字到模拟转换器(DAC)将采样值转换成模拟信号输出。
3.系统设计基于上述思路,我们可以设计一个基于DDS的正弦波信号发生器,具体步骤如下:-设计一个用于控制频率的数字控制模块。
该模块可以接收一个控制信号,根据控制信号计算应当输出的频率,并将频率值传递给相位累加器。
-设计一个相位累加器模块。
该模块可以接收一个时钟信号和一个频率值,并根据时钟信号和频率值递增相位值,并将相位值传递给查表ROM模块。
-设计一个查表ROM模块。
该模块可以接收一个相位值,并根据相位值从查表ROM中读取相应的采样值。
-设计一个数字到模拟转换器(DAC)模块。
该模块可以接收一个采样值,并将采样值转换成模拟信号输出。
4.系统性能考虑在设计基于DDS的正弦波信号发生器时,需要考虑一些性能指标以确保输出的信号质量,如下所示:-频率范围:选择合适的时钟频率和相位累加器实现合理的频率范围。
-分辨率:根据需要的输出信号精度选择合适的查表ROM大小和DAC分辨率。
-失真度:选择合适的查表ROM分辨率和DAC精度,以及合适的滤波器设计,以保证输出信号的低失真度。
1Proteus软件简介Proteus ISIS是英国Labcenter公司开发的电路分析与实物仿真软件。
它运行于Windows 操作系统上,可以仿真、分析(SPICE)各种模拟器件和集成电路,该软件的特点是:①实现了单片机仿真和SPICE电路仿真相结合。
具有模拟电路仿真、数字电路仿真、单片机及其外围电路组成的系统的仿真、RS232动态仿真、I2C调试器、SPI调试器、键盘和LCD系统仿真的功能;有各种虚拟仪器,如示波器、逻辑分析仪、信号发生器等。
②支持主流单片机系统的仿真。
目前支持的单片机类型有:68000系列、8051系列、A VR系列、PIC12系列、PIC16系列、PIC18系列、Z80系列、HC11系列以及各种外围芯片。
③提供软件调试功能。
在硬件仿真系统中具有全速、单步、设置断点等调试功能,同时可以观察各个变量、寄存器等的当前状态,因此在该软件仿真系统中,也必须具有这些功能;同时支持第三方的软件编译和调试环境,如Keil C51 uVision2等软件。
④具有强大的原理图绘制功能。
总之,该软件是一款集单片机和SPICE分析于一身的仿真软件,功能极其强大。
特点:支持ARM7,PIC ,A VR,HC11以及8051系列的微处理器CPU模型,更多模型正在开发中;交互外设模型有LCD显示、RS232终端、通用键盘、开关、按钮、LED等;强大的调试功能,如访问寄存器与内存,设置断点和单步运行模式;支持如IAR、Keil和Hitech等开发工具的源码C和汇编的调试;一键“make”特性:一个键完成编译与仿真操作;内置超过6000标准SPICE模型,完全兼容制造商提供的SPICE模型;DLL界面为应用提供特定的模式;14种虚拟仪器:示波器、逻辑分析仪、信号发生器、规程分析仪等;高级仿真包含强大的基于图形的分析功能:模拟、数字和混合瞬时图形;频率;转换;噪声;失真;付立叶;交流、直流和音频曲线;模拟信号发生器包括直流、正旋、脉冲、分段线性、音频、指数、单频FM;数字信号发生器包括尖脉冲、脉冲、时钟和码流;集成PROTEUS PCB设计形成完整的电子设计系统。
标准125kHz正弦波发生器的设计实现姓名:刘星宇班级:20100434学号:20100434082013年4月12日摘要:在标准的RFID(无线射频识别卡)中,按频率可分为几个等级,其中125kHz 是一个比较常用的频率,由于制作方便、通信可靠,因此得到了广泛的应用,其中最重要的一部分就是产生一个125KHz的正弦波信号加载到调制线圈中,但是常规的方法产生正弦波造价较高。
本实验采用方案为:用石英晶体振荡器和计数器(CD4060)实现十六进制分频器,将2MHz分频为125kHz;再通过施密特触发器(CD4049)进行整波;利用电阻、电容和电感设计振荡频率为125kHz的RLC串联谐振电路;利用OTL 缓冲器提高电路的带负载能力;利用比较器(74LS85)改变矩形波形信号的占空比来实现正弦波幅度可控。
本方案可以实现一个精确地125KHz正弦波发生器,稳定度<0.5*10^-2,精度<0.5*10^-6,且幅值大于1V可调;而且成本较低。
一、设计选题及设计任务要求:1、设计题目:标准125kHZ 正弦波发生器的设计实现 2、任务与要求:实现一个精确的125kHz 正弦波发生器,稳定度<0.5*10^-2,精度<0.5*10^-6,且幅度大于1v 可调二、正文1、方案设计与论证① 号方案:基于89C51单片机的正弦波发生器② 号方案:基于CD4060和分频器电路的正弦波发生器2MHz 自激振荡器十六进制分频器RLC 串联电路OTL 缓冲器(1)(2)(3)(4)(5)正弦波正弦波正弦波产生频率为2MHz 的矩形波分频并实现占空比可调整形保留125KHz 正弦波提高带负载能力方案论证比较:方案一是利用89C51单片机编程实现125KHZ矩形波的输出,并利用单片机的外部中断来实现占空比可调,输出的矩形波经过整形后,送入RLC串联谐振电路产生125KHZ的正弦波,最后经过OTL功放电路提高负载能力。
一种正弦波发生器的设计方法
杨小明;吴光敏;孟宇
【期刊名称】《现代电子技术》
【年(卷),期】2008(031)001
【摘要】介绍一种用数字方式获得正弦波的方法,该方法不需要使用存储器,完全通过计算得到正弦波的波形数据,而且得到正弦波的同时还可以得到相位正交的余弦波.通过实验仿真表明调节电路中的参数还可以调节输出幅度、频率和精度.这种电路可以用于离散傅里叶变换的计算和某些数字通信系统中,为正弦波、余弦波的设计提供一种新思路.
【总页数】2页(P64-65)
【作者】杨小明;吴光敏;孟宇
【作者单位】昆明理工大学,理学院,云南,昆明,650093;昆明理工大学,理学院,云南,昆明,650093;昆明理工大学,理学院,云南,昆明,650093
【正文语种】中文
【中图分类】TN715.4
【相关文献】
1.正弦波气流发生器的一种设计及在麻醉系统测试中的应用 [J], 张赟;齐丽晶
2.一种基于误差的数字式正弦波发生器设计方法 [J], 张文铎
3.一种基于FPGA的正弦波信号发生器的设计 [J], 薛鹏飞;师晶
4.一种电压正弦波波动发生器及控制策略 [J], 周胜军; 谈萌; 李亚琼; 冯丹丹
5.一种低开销的频率可编程正弦波发生器设计 [J], 屈盼让;孙少华;肖鹏;蔡晓乐
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摘要数字信号处理(Digital Signal Processing,简称DSP)是一门涉及许多学科而又广泛应用于许多领域的新兴学科。
20世纪60年代以来,随着计算机和信息技术的飞速发展,数字信号处理技术应运而生并得到迅速的发展。
数字信号处理是一种通过使用数学技巧执行转换或提取信息,来处理现实信号的方法,这些信号由数字序列表示。
数字信号处理器(DSP)是在模拟信号变成数字信号以后进行高速实时处理的专用处理器。
DSP 芯片以其独特的结构和快速实现各种数字信号处理算法的突出优点,发展十分迅速。
本文中提出的基于DSP技术设计的正弦波信号发生器已被广泛地应用于通信、仪器仪表和工业控制等领域的信号处理系统中。
在本文中简要的概括了一种基于TMS320C5402实现正弦信号发生器的设计原理与方法,介绍了所设计的正弦信号发生器硬件电路结构和软件程序流程图。
结合DSP硬件特性,通过使用泰勒级数展开法得到设定参数的正弦波形输出,达到设计目的。
该信号发生器弥补了通常信号发生器模式固定,波形不可编程的缺点,其具有实时性强,波形精度高,可方便调节频率和幅度、稳定性好等优点。
关键字:DSP;TMS320C5402;信号发生器;正弦信号;目录1 设计目的及要求 (1)1.1 设计目的 (1)1.2 设计内容及要求 (1)2设计方案及原理 (2)2.1总体方案 (2)2.2设计原理 (2)3系统硬件设计 (3)3.1系统硬件框图 (3)3.2 TMS320C5402简介 (4)3.3 D/A转换部分设计 (5)4系统软件设计及调试 (6)4.1变频调幅的方法 (6)4.2程序设计 (6)4.3程序编写 (8)4.4 CCS简介 (14)4.5运行步骤及结果 (15)5 设计心得 (19)参考文献 (20)附录设计程序 (21)1 设计目的及要求1.1 设计目的DSP课程设计是对《数字信号处理》、《DSP原理及应用》等课程的较全面练习和训练,是实践教学中的一个重要环节。
一种正弦波发生器的设计方法
作者:杨小明吴光敏孟宇
来源:《现代电子技术》2008年第01期
摘要:介绍一种用数字方式获得正弦波的方法,该方法不需要使用存储器,完全通过计算得到正弦波的波形数据,而且得到正弦波的同时还可以得到相位正交的余弦波。
通过实验仿真表明调节电路中的参数还可以调节输出幅度、频率和精度。
这种电路可以用于离散傅里叶变换的计算和某些数字通信系统中,为正弦波、余弦波的设计提供一种新思路。
关键词:正弦波;发生器;序列
中图分类号:TN715.4 文献标识码:B
文章编号:
Design Method of Sine Wave Generator
(Faculty of Science,Kunming University of Technology,Kunming,650093,China)
Abstract:This text introduces a kind of acquiring the sine wave with the arithmetic figure method,and gets sine a cosine for at the same time.Passing the experiment imitates the true expressing regulates the parameter in the electric circuit can also regulate the exportation range,frequency with the accuracy.This kind of electric circuit can be used for FFT and some digital communication,and providing a kind of new way of thinking for the design of the sine and cosine wave.
Keywords:sine wave;generator;sequence;DDS
1 引言
经常采用的正弦波发生器设计方案有模拟方式和数字频率合成(DDS)方式。
采用模拟方式可以有RC正弦波发生器、LC正弦波发生器和石英晶体振荡器等[1]。
模拟方法通过调整外部元件的参数可以改变输出的正弦波频率,这种方案可以产生很宽的频率范围,从几赫兹到一百多兆赫兹[1]。
但是模拟元件的参数分散性大,因此产生的正弦波频率稳定性较
差、精度低、抗干扰能力差,要获得高精度的输出或频率很低的输出则成本比较高。
采用数字方式的直接数字频率合成(DDS)的方案,可使用单片机或FPGA作为核心控制部件[2]。
该方案的思想是在ROM中预先存储一个周期为个等间隔归一化的采样数据,通过对ROM中数据的扫描输出数据并进行DA转换得到波形,改变对ROM的扫描频率可以改变ROM中数据的读取速度即可合成不同频率的波形。
该方案的优点是能达到较高的精度(增加ROM中的数据量),可以实现各种波形的输出(改变ROM中的波形文件)。
但该方案必须有足够的运算速度,并且必须配置有存储器和DA转换器,产生的波形往往需要通过低通滤波器才能达到满意的效果。
2 一种新的设计方法
本文提出的一种新设计方案可以不需要存储器,通过计算的方法同时获得正弦和余弦两种
输出波形。
这种电路可以用于离散傅里叶变换的计算和某些数字通信系统中。
2.1 设计过程
注:由式(8)和式(9)可知:和不能同时为0,否则所有输出都为0。
2.3 设计结果仿真[5]
在Matlab仿真中参数设置为:=0;=该数值可任意设置,只要满足和不能同时为0即可),仿真结果如下
可以发现,调节的初始值可以调节输出正弦波和余弦波的峰值,而且峰值正好就是的初始值。
调节Gain1可以调节输出的精度,图3是Gain1=时的输出波形,而Gain1=0.7
时,则波形为图4。
显然图3的精度高于图4的精度。
3 结语
本文产生正弦波的方法可以不需要存储器,在精度要求不高的情况下效果很好,可以应用于某些数字化仪器仪表中,但也存在一定问题:由于乘法器系数的量化可能使根落在单位圆内
或圆外,从而导致振荡器的输出随增大或衰减,此外由于乘法器的舍入误差,可能使正弦余弦发生器所产生的序列不再保留正弦特性。
因此,为使累积误差不至于太大,可以考虑经过一些递归后重新设置变量]和的值。
参考文献
[1]童诗白,华成英.模拟电子技术基础[M].3版.北京:高等教育出版社,2001.
[2]董在望.通信电路原理[M].2版.北京:高等教育出版社,2002.
[3]Paulo S R Diniz,Eduardo A B da Silva,Sergio L Netto.数字信号处理系统分析与设计[M].门爱东,杨波,全子一,译.北京:电子工业出版社,2004.
[4]Chi Tsong Chen.Digtal Signal Processing Spectral computation and Filter Design[M].北京:电子工业出版社,2002.
[5]徐明远,邵玉斌.Matlab仿真在通信与电子工程中的应用[M].西安:西安电子科技大学出版社,2005.
作者简介
杨小明男,1975年出生,硕士、讲师。
主要研究方向为嵌入式系统和数字电子技术。
注:“本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。
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