多路序列信号发生器设计(1)

虚拟仪器课程设计报告设计题目：1、多路信号发生器2、虚拟示波器虚拟仪器课程设计一、虚拟仪器简介虚拟仪器技术就是利用高性能的模块化硬件，结合高效灵活的软件来完成各种测试、测量和自动化的应用。

自80年代后期出现以来，已经得到了极大地发展，他的兴起为仪器制造商、仪器用户提供了前所未有的施展各自才能的领域，仪器不再是制造商的独自天下，从而真正体现了“仪器的使用者就是设计者，软件就是仪器”的新观念。

世界各国的工程师和科学家们都已将NI LabVIEW图形化开发工具用于产品设计周期的各个环节，从而改善了产品质量、缩短了产品投放市场的时间，并提高了产品开发和生产效率。

使用集成化的虚拟仪器环境与现实世界的信号相连，分析数据以获取实用信息，共享信息成果，有助于在较大范围内提高生产效率。

虚拟仪器提供的各种工具能满足我们任何项目需要。

使用labview开发平台编制的程序称为虚拟仪器程序，简称为VI。

VI包括三个部分：程序前面板、框图程序和图标/连接器。

程序前面板用于设置输入数值和观察输出量，用于模拟真实仪表的前面板。

在程序前面板上，输入量被称为控制（Controls），输出量被称为显示（Indicators）。

控制和显示是以各种图标形式出现在前面板上，如旋钮、开关、按钮、图表、图形等，这使得前面板直观易懂。

Labview图形化编程语言的出现终于把人们-尤其是工程师和科学家们从繁杂的编程工作中解放放出来，是他们能够真正专心于自己所关注的事情。

通过labview图形化编程环境，编程者可以像搭积木一样“搭建”所见即所得的程序界面，而程序的执行内容则由一个个表示函数的图标和图标之间的数据流连线构成。

这不仅使得编程者不再需要记忆纷繁复杂的语法和函数原型，更使编写程序的过程与工程师们的思维习惯相符合，从而使编写程序的过程也变得生动起来。

因此，在现代社会能够熟练使用labview编程并解决一些实际问题，将对一个人的发展奠定一个很好的基础，也将称为强大的生存工具。

1946.3.5 序列信号发生器的设计序列信号是把一组0、1数码按一定规则顺序排列的串行信号。

对于给定的序列信号，设计其发生器一般有两种结构形式：计数型序列信号发生器和移存型序列信号发生器。

计数型序列信号发生器的特点是，所产生的序列信号的长度等于计数器的模值，并可根据需要产生一个或多个序列信号。

先用计数器构成一个模P的计数器，然后辅以多路选择器、译码器或其他门的组合逻辑可以方便地构成各种序列发生器。

（1）选用多路选择器：把要产生的序列按规定的顺序加在多路选择器的输入端，把地址端与计数器的输出端适当地连接在一起，多路选择器的输出能得到所需的序列信号。

（2）选用译码器：把计数器的输出端和译码器的输入相连，将序列信号中为1的信号对应最小项用组合逻辑组合输出。

（3）选用其他门的组合逻辑：直接采用组合逻辑连接计数器的输出。

获得所需要的序列。

【例6.17】采用计数器74163和各种组合逻辑设计产生序列00010111。

解：序列为8位二进制代码，因此，首先构建模8的计数器。

对于同步置数的74163而言，当计数由0000计到0111，即Q A=1,Q B=1,Q C=1时，使用与非门反馈到置数端，使计数器模8计数。

（1）使用多路选择器输出。

如选用8选1多路选择器74151，则将需要产生的序列信号00010111分别接到输入端，将地址端与计数器的输出端低三位适当地连接在一起，如图6.63所示，随着时钟脉冲，多路选择器的输出Z即是所需的序列。

图6.63 使用多路选择器设计计数型序列信号发生器（2）使用译码器输出。

如选用低电平输出有效的译码器74138，则将8位序列00010111中为1的第3、5、6、7位通过与非门连接输出。

如图6.64所示。

图6.62 计数型序列信号发生器。

毕业论文（设计）材料题目：多路信号发生器的设计学生姓名：施乾东学生学号：0908030228系别：电气信息工程学院专业：电子信息工程届别：2013指导教师：张大雷一、毕业论文（设计）任务书要求完成的主要任务及达到的目标信号发生器是一种能提供各种频率、波形和输出电平电信号，常用作测试的信号源或激励源的设备。

其又称信号源或振荡器，是可以测试产生所需参数的电测试信号的仪器。

按信号波形可分为正弦信号、函数（波形）信号、脉冲信号和随机信号发生器等四大类，在生产实践和科技领域中有着广泛的应用。

多路信号发生器是信号发生器的一种，其利用单片机控制和DAC0832进行数模转换,通过硬件电路和软件程序相结合,可正弦波、方波、三角波、梯形波及其他任意波形，波形的频率通过软件控制、幅度通过硬件在一定范围内可改变。

该信号发生器相较于其他信号发生器，具有体积小、价格低、性能稳定的优点。

要求设计完成一个多路信号发生器：•了解多种时钟信号的产生方法•了解虚拟仪器的具体实际应用•通过单片机控制74LS138译码器，对DAC0832进行片选控制基于共阴/阳数码管的方式研究•将所学的知识通过设计信号发生器实验可产生各种波形如正弦波、方波、三角波、锯齿波等；来加深对虚拟仪器技术的深层理解要求所设计的多路信号发生器具有以下功能：1、能够产生正弦波、矩形波、锯齿波等基本波形信号，并通过修改程序能够产生任意波形的信号；2、通过两个按键控制波形类型和频率，一个按键控制信号类型，按下键一依次改变信号类型和停止产生波形；另一个按键改变信号频率；3、信号频率、幅值、占空比可调工作进度要求2011.12.1——2011.12.28 撰写开题报告2011.12.29——2011.12.31 拟定论文提纲2012.1.1——2012.2.28 撰写论文初稿2012.3.1——2012.4.31 论文修改2012.5.1——2012.5.14 论文定稿指导教师签名：年月日二、毕业论文（设计）开题报告课题研究目的信号发生器用来产生频率为20Hz～200kHz的正弦信号（低频）。

序列信号发生器的设计方法及应用实例在现代通信系统中，序列信号发生器是一个非常重要的设备，它能够产生各种类型的信号序列，如随机序列、伪随机序列、码片序列等。

这些信号序列在数字通信系统、脉冲调制系统以及其他通信系统中起着至关重要的作用。

在本文中，我将深入探讨序列信号发生器的设计方法及其应用实例，并共享一些个人观点和理解。

1. 序列信号发生器的基本原理序列信号发生器是一种能够产生特定类型的信号序列的设备。

其基本原理是利用特定的算法和逻辑电路来产生所需的信号序列。

在设计序列信号发生器时，首先需要确定所需的信号类型，如随机序列、伪随机序列或者其他类型的序列。

然后根据所选的信号类型，选择合适的算法和电路来实现信号的生成。

最常见的序列信号发生器包括线性反馈移位寄存器（LFSR）、差分方程序列发生器等。

2. 序列信号发生器的设计方法在设计序列信号发生器时，需要考虑信号的周期、自相关性、互相关性等性能指标。

一般来说，设计序列信号发生器的方法可以分为以下几个步骤：（1）确定信号类型：首先需要确定所需的信号类型，如随机序列、伪随机序列或者其他类型的序列。

（2）选择算法和电路：根据所选的信号类型，选择合适的算法和电路来实现信号的生成。

常用的算法包括线性反馈移位寄存器、差分方程序列发生器等。

（3）优化性能指标：优化信号的周期、自相关性、互相关性等性能指标，以确保生成的序列满足系统的要求。

（4）验证和测试：设计完成后，需要对信号发生器进行验证和测试，确保其生成的信号符合设计要求。

3. 序列信号发生器的应用实例序列信号发生器在数字通信系统、脉冲调制系统以及其他通信系统中有着广泛的应用。

以下是一些典型的应用实例：（1）伪随机噪声序列发生器：在数字通信系统中，伪随机噪声序列被广泛用于信道编码、扩频通信以及通信安全等领域。

（2）码片序列发生器：在脉冲调制系统中，码片序列被用于直序扩频通信系统中的扩频码生成。

（3）随机序列发生器：在通信加密领域，随机序列被用于数据加密和解密。

沈阳工程学院课程设计任务书课程设计题目：多路序列信号发生器设计二级学院自动化班级学生姓名学号指导教师高明亮职称讲师课程设计进行地点：任务下达时间：2016年12月1日起止日期：2016年12月19日起——至2016年12月23日止系部主任孟祥斌2016年12月1日批准以下内容根据各专业特点自行确定（如条件、资料、内容、任务、进度安排及要求等）：1.设计主要内容及要求多路序列信号发生器设计。

1）简要说明四相步进电动机有四相八拍和四相四拍两种工作方式。

0001→0011→0010→0110→1001→0100→1100→1000→1001→0001（四相八拍）0001→0010→0100→1000→0001（四相四拍）设计一个四相步进电动机控制电路（其输出即为四路序列信号）2）任务和要求(1) 时钟频率为2Hz~2KHz；(2) 有四相八拍和四相四拍两种工作方式，并能控制步进电动机正传和反转；(3) 调试时用七段数码管的上四段或下四段模拟步进电动机的工作；(4) 步进（或圈数）显示（选做）；(5) 步进（或圈数）控制（选做）；(6) 写出设计步骤，画出设计的逻辑电路图；(7) 对设计的电路进行仿真、修改，使仿真结果达到设计要求；(8) 安装并测试电路的逻辑功能。

3）训练目标熟练使用proteus软件仿真，具备数字电子技术制作初步能力，通过完成本课题的硬件设计，使同学们了解数字电路整个开发流程。

2.对设计说明书、论文撰写内容、格式、字数的要求1）课程设计说明书（论文）是体现和总结课程设计成果的载体，一般不应少于3000字。

2）学生应撰写的内容为：中文摘要和关键词、目录、正文、参考文献等。

课程设计说明书（论文）的结构及各部分内容要求可参照《沈阳工程学院毕业设计（论文）撰写规范》执行。

应做到文理通顺，内容正确完整，书写工整，装订整齐。

3）说明书（论文）手写或打印均可。

手写要用学校统一的课程设计用纸，用黑或蓝黑墨水工整书写；打印时按《沈阳工程学院毕业设计（论文）撰写规范》的要求进行打印。

内蒙古科技大学虚拟仪器期末大作业设计说明书题目：多路信号发生器学生姓名：蒙龙华学号：1067112303专业：测控技术与仪器班级：测控10—3班指导教师：肖俊生一．设计题目:多路信号发生器二．设计目的:1、通过实验让我们更深入了解虚拟仪器的基本原理及观念，掌握利用相关的软、硬件平台完成虚拟仪器设计的方法和步骤。

2、了解虚拟仪器的具体的实际应用。

3、将所学的知识通过设计信号发生器实验可产生各种波形如正弦波、方波、三角波、锯齿波等；来加深对虚拟仪器技术的深层理解。

三.设计要求:(1) 可输出双路正弦波（方波、三角波、公式波形）信号，其相位差可调,可叠加噪声。

(2) 信号频率、幅值、占空比、相位差可调。

(3) 简述设计过程并整理成电子版和书面文档。

四．设计思路：在条件结构中运用“基本函数发生器”模块作为正弦波、方波、三角波、公式波信号的发生单元，通过其可设置频率、幅值、相位差及占空比的调节，且经过条件结构即可进行双路、单路等各信号输出的选择，然后用While循环使输出信号连续的动起来，所产生的信号通过波形图来显示，可用DAQ输入模块将信号送入数据采集卡PCI6221再用DAQ输出模块将信号采集回来用波形图显示，便可验证所产生的信号。

五.程序流程图图1.程序流程图六．设计实现过程:1、调用两个“基本函数发生器”（函数－信号处理－波形生成－基本函数发生器）用来产生两个通道的波形，如正弦波、方波、三角波等。

调用“基本函数发生器”（函数－信号处理－波形生成－公式波形）用来产生公式波。

调用“基本函数发生器”（函数－信号处理－波形生成—均匀白噪声）用来产生噪声。

如下图2、在前面板创建8个数值输入控件：在前面板中，击右键，从数值输入控件中，选择旋钮输入控件，并将其拖入前面板中，之后，按住Ctrl键不放，一次拖动复制7个旋钮（如下图），并分别命名为“频率1”、“幅值1”、“偏移量1”、“相位1”，“频率2”、“幅值2”、“偏移量2”、“相位2”。

实验六、序列信号发生器与序列信号检测器的设计一、实验目的1、掌握序列发生器和检测器的工作原理；2、初步学会用状态机进行数字系统设计。

二、实验要求1、基本要求1)设计一个“10001110”序列发生器；2)设计一个“10001110”序列的检测器。

2、扩展要求1）设计一个序列发生器，将8 位待发生序列数据由外部控制输入进行预置，从而可随时改变输出序列数据。

2）将8 位待检测预置数由按键作为外部输入，从而可随时改变检测密码。

写出该检测器的VHDL 代码，并进行编译下载测试。

3）如果待检测预置数以右移方式进入序列检测器，写出该检测器的VHDL 代码(两进程符号化有限状态机)。

三、实验原理1、序列发生器原理在数字信号的传输和数字系统的测试中，有时需要用到一组特定的串行数字信号，产生序列信号的电路称为序列信号发生器。

本实验要求产生一串序列“10001110”。

该电路可由计数器与数据选择器构成，其结构图如图6－1所示，其中的锁存输出的功能是为了消除序列产生时可能出现的毛刺现象：图6－1 序列发生器结构图2、序列检测器的基本工作过程：序列检测器用于检测一组或多组由二进制码组成的脉冲序列信号，在数字通信中有着广泛的应用。

当序列检测器连续收到一组串行二进制码后，如果这组码与检测器中预先设置的码相同，则输出1，否则输出0。

由于这种检测的关键在于正确码的收到必须是连续的，这就要求检测器必须记住前一次的正确码及正确序列，直到在连续的检测中所收到的每一位码都与预置的对应码相同。

在检测过程中，任何一位不相等都将回到初始状态重新开始检测。

状态图如图6－2所示：图6－2 序列检测器状态图3、利用状态机设计序列检测器的基本思想在状态连续变化的数字系统设计中，采用状态机的设计思想有利于提高设计效率，增加程序的可读性，减少错误的发生几率。

同时，状态机的设计方法也是数字系统中一种最常用的设计方法。

一般来说，标准状态机可以分为摩尔（Moore）机和米立（Mealy）机两种。

多路信号发生器的设计制作摘要：提出了一种基于FPGA的DDS多路信号源的原理方案和实现方法。

该信号源以altera公司生产的FPGA芯片为核心，通过D／A 转换器转换，经FIR滤波器滤波之后输出波形，使用按键控制可实现多路信号输出切换。

此信号源可同时输出两路波形信号，可为正弦波、锯齿波、三角波和矩形波，且输出信号的频率、幅值灵活可调。

关键词：FPG A ；DDS原理；D/A转换器；FIR滤波一、系统方案论证与设计1.1设计方案分析比较方案一：基于单片机的信号发生器以单片机为处理核心，采用可输出波形的集成芯片（如8038）实现信号发生器，8038可同时产生正弦波、方波等，而且方法简单易行，用D/A转换器的输出来改变调制电压，也可以实现数控调整频率，但产生信号的频率稳定度不高。

方案二：采用锁相式频率合成器设计信号发生器利用锁相环，将压控振荡器（VCO）的输出频率锁定在所需频率上，该方案性能良好，但难以达到输出频率覆盖系数的要求，且电路复杂。

方案三：采用基于FPGA 信号发生器设计实现信号源的多路同步输出且各路间拥有固定的相位关系，在雷达、通信等多领域有着重要的应用。

为了实现此功能，大多数设计是利用单片机控制多个专用DDS 芯片，实现多信号同步输出。

但由于采用分立的专用DDS芯片，各芯片参数很难做到完全相同，参数的差异会造成输出信号频率和相位不同。

因此，尽管各DDS芯片采用同一频率字，各个输出信号频率也难以完全相同。

同样，由于参数的不一致，波形之间的相位也难以做到同步准确可调，更重要的是各个信号通道间频率差异的累积效应可能会导致同步失败。

由于这些原因，要实现多路同步输出且各路信号间成相干关系必须采用方案三。

1.2 方案工作原理本设计中，信号源以FPG A 为主控芯片，利用DDS原理实现多路信号源的设计，该信号源具有同时输出2路模拟信号的功能，输出波形有正弦波、三角波、锯齿波和矩形波四种选择，范围为10Hz到2000Hz，设置的步进值在1-200Hz之间可调，频率准确度不低于1%，且每路信号的波形及频率都可以单独预置，两路输出信号幅度0-1000mV，幅度可预置，设置的步进值不大于10mv，且每路信号的幅度都可以单独预置。