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1、信号(波形)发生器电子设计竞赛培训2013.7内容一、基础知识二、题目分析三、设计方案二、题目分析n1995年B题实用信号源的设计与制作n2001年A题波形发生器设计n2003年电压控制LC振荡器n2005年正弦信号发生器n2007年H题信号发生器举例(参考2001年A题波形发生器)任务:设计并制作一个波形发生器,该波形发生器能产生正弦波、方波、三角波。要求:(1)输出波形的频率范围为100Hz200KHz,频率步进间隔100Hz。(2)输出波形幅度范围05Vpp,步进0.1Vpp调整。(3)输出负载为600 ,输出信号不失真。(3)显示输出波形的类型、频率和幅度。(4)具有掉电存储功能,可存
2、储掉电前用户编辑的波形和设置。(5)具有稳幅输出功能,当负载变化时(100),输出电压幅度变化不大于3%。题目分析1、功能要求(1)产生正弦波、三角波、方波。(2)频率与输出幅度可以控制。(3)用户可输入波形类型、频率、幅度参数。(4)显示波形类型、频率、幅度参数。(5)具有掉电保护功能,保存掉电前的用户设置。(6)稳幅功能。2、性能指标(1)频率范围为100Hz200KHz,频率步进间隔=100Hz。(2)输出波形幅度范围05Vpp,步进0.1Vpp调整。(3)输出负载为600 ,输出信号不失真。(4)具有稳幅输出功能,当负载变化时(100),输出电压幅度变化不大于3%。方案论证MAX038
3、特点(1)输出频率范围为0.1Hz20MHz。(2)可产生精确的三角波、锯齿波、正弦波、方波和脉冲波。(3)输出波形频率和占空比独立可调。(4)350:1的频率扫描范围。(5)1585可调占空比。(6)0.1低阻抗输出缓冲,具有输出过载/短路保护。(7)小于20010-6-1的温度频率漂移。(8)输出正弦波失真度为0.75。DDS技术DDS原理框图DDS输出频谱分析及杂波分量 杂波分量出现在参考频率与输出频率的组合处,即nfcf0(n=0,1,2,)处。DDS的特点(1)能实现任意波形(2)能达到很高频率分辨率(3)频率范围宽(4)频率转换速度快(频率字的变化时间,参考时钟周期)(5)频率转换
4、时相位连续(6)易产生正交信号(7)易于实现频率、相位调制DAC构成数控电位器DAC电阻网络示意图将UREF和Io1作为数控电阻两端,则数控电阻阻值为:AD7520(10位)构成的增益控制电路AD603单个AD603的增益为:其中,VG为差分输入电压(V),范围为-0.5+0.5V。G0为增益起点,不同反馈网络的增益起点有所不同。(a)-1030dB,90MHz带宽,G0=10(b)0+40dB,30MHz带宽,G0=20(c)+10+50dB,9MHz带宽,G0=30DAC08双极型接口晶体管扩流输出电路fclk=10MHz;N=24;L=7,每周期128点;LPF1:25KHz;LPF2:250KHz。系统组成框图f=fomin=fclk/224=0.6Hz;200KHz时,每周期输出10M/200K=50点。举例2(参考2007年H题信号发生器)任务:设计并制作一个波形发生器,该波形发生器能产生正弦波、方波、三角波。要求:(1)输出波形的频率范围为10Hz1MHz;频率在10Hz1KHz时,频率步进间隔为10Hz;频率在1KHz1MHz时,频率步进间隔为1KHz;。(2)50 负载下,输出波形幅度范围05Vpp,步进0.1Vpp调整。(3)显示输出波形的类型、频率和幅度。(4)具有掉电存储功能,可存储掉电前用户编辑的波形和设置。