電子設(shè)計大賽-儀器儀表類專項(xiàng)培訓(xùn)

*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,信號（波形）發(fā)生器,電子設(shè)計競賽培訓(xùn),2013.7,內(nèi)容,一、基礎(chǔ)知識,二、題目分析,三、設(shè)計方案,二、題目分析,1995年B題實(shí)用信號源的設(shè)計與制作,2001年A題波形發(fā)生器設(shè)計,2003年電壓控制LC振蕩器,2005年正弦信號發(fā)生器,2007年H題信號發(fā)生器,舉例,（參考2001年A題波形發(fā)生器）,任務(wù)：設(shè)計并制作一個波形發(fā)生器，該波形發(fā)生器能產(chǎn)生正弦波、方波、三角波。,要求：,（1）輸出波形的頻率范圍為100Hz200KHz，頻率步進(jìn)間隔100Hz。,（2）輸出波形幅度范圍05Vpp，步進(jìn)0.1Vpp調(diào)整。,（3）輸出負(fù)載為600,，輸出信號不失真。,（3）顯示輸出波形的類型、頻率和幅度。,（4）具有掉電存儲功能，可存儲掉電前用戶編輯的波形和設(shè)置。,（5）具有穩(wěn)幅輸出功能，當(dāng)負(fù)載變化時（100,），輸出電壓幅度變化不大于,3%。,題目分析,1、功能要求,（1）產(chǎn)生正弦波、三角波、方波。,（2）頻率與輸出幅度可以控制。,（3）用戶可輸入波形類型、頻率、幅度參數(shù)。,（4）顯示波形類型、頻率、幅度參數(shù)。,（5）具有掉電保護(hù)功能，保存掉電前的用戶設(shè)置。,（6）穩(wěn)幅功能。,2、性能指標(biāo),（1）頻率范圍為100Hz200KHz，頻率步進(jìn)間隔=100Hz。,（2）輸出波形幅度范圍05Vpp，步進(jìn)0.1Vpp調(diào)整。,（3）輸出負(fù)載為600,，輸出信號不失真。,（4）具有穩(wěn)幅輸出功能，當(dāng)負(fù)載變化時（100,），輸出電壓幅度變化不大于,3%。,方案論證,MAX038特點(diǎn),（1）輸出頻率范圍為0.1Hz20MHz。,（2）可產(chǎn)生精確的三角波、鋸齒波、正弦波、方波和脈沖波。,（3）輸出波形頻率和占空比獨(dú)立可調(diào)。,（4）350:1的頻率掃描范圍。,（5）1585可調(diào)占空比。,（6）0.1低阻抗輸出緩沖，具有輸出過載/短路保護(hù)。,（7）小于20010,-6,-1,的溫度頻率漂移。,（8）輸出正弦波失真度為0.75。,DDS技術(shù),DDS原理框圖,DDS,輸出頻譜分析及雜波分量,雜波分量出現(xiàn)在參考頻率與輸出頻率的組合處，即nfcf0(n=0,1,2,)處。,DDS的特點(diǎn),（1）能實(shí)現(xiàn)任意波形,（2）能達(dá)到很高頻率分辨率,（3）頻率范圍寬,（4）頻率轉(zhuǎn)換速度快（頻率字的變化時間，參考時鐘周期）,（5）頻率轉(zhuǎn)換時相位連續(xù),（6）易產(chǎn)生正交信號,（7）易于實(shí)現(xiàn)頻率、相位調(diào)制,DAC構(gòu)成數(shù)控電位器,DAC電阻網(wǎng)絡(luò)示意圖,將U,REF,和I,o1,作為數(shù)控電阻兩端，則數(shù)控電阻阻值為：,AD7520（10位）構(gòu)成的增益控制電路,AD603,單個AD603的增益為：,其中，V,G,為差分輸入電壓（V），范圍為-0.5+0.5V。G,0,為增益起點(diǎn)，不同反饋網(wǎng)絡(luò)的增益起點(diǎn)有所不同。,（a）-1030dB，90MHz帶寬，G0=10,（b）0+40dB，30MHz帶寬，G0=20,（c）+10+50dB，9MHz帶寬，G0=30,DAC08雙極型接口,晶體管擴(kuò)流輸出電路,fclk=10MHz；,N=24；,L=7，每周期128點(diǎn)；,LPF1：25KHz；,LPF2：250KHz。,系統(tǒng)組成框圖,f,=f,omin,=fclk/2,24,=0.6Hz；,200KHz時，每周期輸出10M/200K=50點(diǎn)。,舉例2,（參考2007年H題信號發(fā)生器）,任務(wù)：設(shè)計并制作一個波形發(fā)生器，該波形發(fā)生器能產(chǎn)生正弦波、方波、三角波。,要求：,（1）輸出波形的頻率范圍為,10Hz1MHz,；頻率在10Hz1KHz時，頻率步進(jìn)間隔為10Hz；頻率在1KHz1MHz時，頻率步進(jìn)間隔為1KHz；。,（2）,50,負(fù)載下，,輸出波形幅度范圍05Vpp，步進(jìn)0.1Vpp調(diào)整。,（3）顯示輸出波形的類型、頻率和幅度。,（4）具有掉電存儲功能，可存儲掉電前用戶編輯的波形和設(shè)置。,