[實用新型]一種低頻函數(shù)信號發(fā)生器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320381228.0
• 申請日: 2013-06-30
• 公開（公告）號: CN203457124U
• 公開（公告）日: 2014-02-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃聰
• 申請（專利權(quán)）人: 黃聰
• 主分類號: H03K3/02
• 分類號: H03K3/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及機電領(lǐng)域，尤其是涉及一種低頻函數(shù)信號發(fā)生器。?

背景技術(shù)

信號發(fā)生器應(yīng)用廣泛，種類繁多，性能各異，分類也不盡一致。按照頻率范圍分類可以分為：超低頻信號發(fā)生器、低頻信號發(fā)生器、視頻信號發(fā)生器、高頻波形發(fā)生器、甚高頻波形發(fā)生器和超高頻信號發(fā)生器。按照輸出波形分類可以分為：正弦信號發(fā)生器和非正弦信號發(fā)生器，非正弦信號發(fā)生器又包括：脈沖信號發(fā)生器，函數(shù)信號發(fā)生器、掃頻信號發(fā)生器、數(shù)字序列波形發(fā)生器、圖形信號發(fā)生器、噪聲信號發(fā)生器等。按照信號發(fā)生器性能指標可以分為一般信號發(fā)生器和標準信號發(fā)生器。前者指對輸出信號的頻率、幅度的準確度和穩(wěn)定度以及波形失真等要求不高的一類信號發(fā)生器。后者是指其輸出信號的頻率、幅度、調(diào)制系數(shù)等在一定范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)，并且讀數(shù)準確、穩(wěn)定、屏蔽良好的中、高檔信號發(fā)生器。?

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型的目的在于提出一種低頻函數(shù)信號發(fā)生器，通過程序的控制，可以產(chǎn)生一系列有規(guī)律的波形。這樣一個信號發(fā)生裝置在控制領(lǐng)域有相當(dāng)廣泛的應(yīng)用范圍。?

為了達到上述目的，本實用新型實施例是這樣實現(xiàn)的：?

一種低頻函數(shù)信號發(fā)生器，所述的信號發(fā)生器包括按鍵電路、單片機、波形ROM表、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路、放大電路、低通濾波電路、波形輸出電路與電源電路，按鍵電路、單片機、波形ROM表、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路、放大電路、低通濾波電路、波形輸出電路依次連接，電源給整個信號發(fā)生器供電。

本實用新型具有如下有益效果：?

基于單片機的信號發(fā)生器設(shè)計，這個信號發(fā)生器的設(shè)計中涉及到一個典型的控制過程。通過單片機控制一個模數(shù)轉(zhuǎn)換器DAC0832產(chǎn)生所需要的電流，然后使用運算放大器LM324可以將其電流輸出線性地轉(zhuǎn)換成電壓輸出，再將電壓經(jīng)過運算放大器的放大，可以得到足夠幅度的信號。通過程序的控制，可以產(chǎn)生一系列有規(guī)律的波形。這樣一個信號發(fā)生裝置在控制領(lǐng)域有相當(dāng)廣泛的應(yīng)用范圍。

不僅采用軟硬件結(jié)合，軟件控制硬件的方法來實現(xiàn)，使得信號頻率的穩(wěn)定性和精度的準確性得以保證，而且它使用的幾種元器件都是常用的元器件，容易得到，且價格便宜，使得硬件的開銷達到最省。?

附圖說明

圖1為硬件結(jié)構(gòu)框圖。?

具體實施方式

下面，結(jié)合附圖以及具體實施方式，對本實用新型做進一步描述。?

基于單片機的信號發(fā)生器設(shè)計，這個信號發(fā)生器的設(shè)計中涉及到一個典型的控制過程。通過單片機控制一個模數(shù)轉(zhuǎn)換器DAC0832產(chǎn)生所需要的電流，然后使用運算放大器LM324可以將其電流輸出線性地轉(zhuǎn)換成電壓輸出，再將電壓經(jīng)過運算放大器的放大，可以得到足夠幅度的信號。通過程序的控制，可以產(chǎn)生一系列有規(guī)律的波形。這樣一個信號發(fā)生裝置在控制領(lǐng)域有相當(dāng)廣泛的應(yīng)用范圍。?

不僅采用軟硬件結(jié)合，軟件控制硬件的方法來實現(xiàn)，使得信號頻率的穩(wěn)定性和精度的準確性得以保證，而且它使用的幾種元器件都是常用的元器件，容易得到，且價格便宜，使得硬件的開銷達到最省。?

數(shù)字信號可以通過數(shù)/模轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成模擬信號，因此可通過產(chǎn)生數(shù)字信號再轉(zhuǎn)換成模擬信號的方法來獲得所需要的波形。89C51單片機本身就是一個完整的微型計算機，具有組成微型計算機的各部分部件：中央處理器CPU、隨機存取存儲器RAM、只讀存儲器ROM、I/O接口電路、定時器/計數(shù)器以及串行通訊接口等，只要將89C51再配置鍵盤及、數(shù)模轉(zhuǎn)換及波形輸出、放大電路等部分，即可構(gòu)成所需的波形發(fā)生器，其信號發(fā)生器構(gòu)成系統(tǒng)框圖如下圖所示。?

信號發(fā)生器包括按鍵電路、單片機、波形ROM表、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路、放大電路、低通濾波電路、波形輸出電路與電源電路，按鍵電路、單片機、波形ROM表、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路、放大電路、低通濾波電路、波形輸出電路依次連接，電源給整個信號發(fā)生器供電。?

設(shè)計中主要采用STC89C51型單片機，它具有如下優(yōu)點：（1）擁有完善的外部擴展總線，通過這些總線可方便地擴展外圍單元、外圍接口等。（2）該單片機內(nèi)部擁有4K字節(jié)的FLASH?ROM程序存儲器空間和256字節(jié)的RAM數(shù)據(jù)存儲空間，完全可以滿足程序的要求。由于該芯片可電擦寫，故可重復(fù)使用。如果更改程序內(nèi)容，可將芯片拿下重新燒寫。（3）該單片機與工業(yè)標準的MCS－51型機的指令集和輸出引腳兼容。?

89C51是整個波形發(fā)生器的核心部分，通過程序的編寫和執(zhí)行，產(chǎn)生各種各樣的信號，并從鍵盤接收數(shù)據(jù)，進行各種功能的轉(zhuǎn)換和信號幅度的調(diào)節(jié)。當(dāng)數(shù)字信號電路到達轉(zhuǎn)換電路，將其轉(zhuǎn)換成模擬信號也就是所需要的輸出波形。?