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    6.3  失真测试    26
    结 论    28
    致 谢    29
    参考文献    30
    附录1  电信号测量仪整体电路    31
    附录2  源程序    32
    1  绪论
    1.1  课题背景
    随着微电子技术的迅速发展,信号发生器广泛应用于各类电子设备中,无论是通信产品还是电子仪器,无论是科学研究还是教学实验都离不开它,小到电子手表、袖珍收音机,大到计算机、通信系统,都有着广泛应用。随着电子信息技术的发展,对其性能也随之提高,如高频率稳定度的要求,转换速度快,幅度调制,频率调制,相位调制的功能,也往往需要两个同频率的正弦信号,同时又要有一定的相位差。
    随着数字信号处理技术的迅速发展,直接数字频率合成(DDS)在实际生活中的运用越来越多。它可以用来实现频率的合成和信号的产生,具有频率转换时间短、分辨率高等优点,在高、低相位噪声的频率变化,和频率调制,DDS可以保持连续相,所以很容易实现频率,相位和幅度调制。此外,因为DDS是在数字电路上发展而来的技术,所以它也具有可数字控制的优点。基于以上的优点,DDS的应用越来越广泛。本文的目的是基于DDS原理,采用DDS芯片设计一个可以调整的频率和相位的正弦信号发生器【1】。
    1.2  信号发生器的发展
    信号发生器是很早之前就作为必要的测量仪器。早在二十世纪初,信号发生器就已经随着电子设备而出现。三十年代末,随着通讯和雷达技术的发展,标准信号发生器从定性分析发展到定量分析,用于测试各种接收器。脉冲信号发生器也可以用来测试脉冲电路或调制脉冲电路。然而,由于早期的信号发生器结构复杂、能耗大,因此与其他数字化仪器相比发展缓慢。直到1964,终于有了第一台晶体管信号发生器。
    751十年代以来,信号发生器具有快速发展,并出现函数发生器,扫频信号发生器以及信号合成发生器等新类型。在各种信号发生器的主要性能指标有较大改善的同时,也简化了机械结构,信号发生器向小型化,多功能等方面发展。
    信号发生器不仅应用广泛,类型也很多。我们从运用的角度上把它分为通用与专用。顾名思义,专用信号发生器就是为了一个特定的测量目而研制出的,如电视信号发生器、脉冲编码信号发生器。这种发电机的特点是由测量对象的要求限制。另外,信号发生器可以依据输出波形的不同分为脉冲信号发生器,函数信号发生器和任意波形发生器。第三,根据频率的产生方法,信号发生器还可以分为谐振信号发生器和合成信号发生器【2】。
    目前,国内大多数波形发生器是通过分立元件和模拟集成电路组成,并手动实现量程转换,这种波形发生器虽然体积巨大,但是精度却不高。
    1.3  设计任务和要求
    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:1KHz;
    (3)输出信号频率稳定度:优于10-4;
    (4)输出电压幅度:在负载电阻上的电压峰-峰值Vopp≥1V;
    (5)失真度:用示波器观察时无明显失真。
    (6)显示输出的频率值。
    2  方案选择及工作原理
    2.1  方案设计
    2.1.1  方案一
    用分立元件组成信号发生器。随着科技的快速发展,人们走进了电子时代,分立器件也被广泛应用于各种领域。它包括:半导体二极管,三极管,电容,电阻,逻辑器件,敏感元件和负载的压电类似的半导体器件。
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