任意波形發生器

市場上銷售的信號發生器價格昂貴。

結合實際需要，我們設計了一個任意波形發生器。

電路設計充分利用MATLAB的仿真功能，在MATLAB中生成，采樣并進行模數轉換，得到的數字波形數據存儲在數據存儲器中，由單片機控制和CPLD。

讀出波形數據，并在后向信道上執行A / D轉換和放大處理，以獲得所需的模擬信號波形。

采用上述方法設計的任意波形發生器，信號生成靈活方便，功能擴展靈活，信號參數可調，實現了硬件電路的軟件設計。

本實用新型電路結構簡單，實用性強，成本低。

任意波形發生器的設計思想是利用MATLAB強大的仿真功能，輕松快速地生成給定頻率，周期和脈沖寬度的任意波形數據;并將數據預先存儲在數據存儲器中。

在單片機的控制下，CPLD電路用于產生地址讀數據，并被發送到D / A轉換電路以獲得所需的任意波形信號。

系統結構框圖如圖1所示。

分頻電路和地址發生器由CPLD實現：1。

單片機控制電路單片機采用AT89C52芯片通過軟件編程生成所需的控制信號。

主要控制參數包括：信號周期，脈沖寬度;分頻電路啟動信號，地址發生器復位信號; E2PROM的選通信號; D / A轉換電路的選通信號。

在具體電路中，P1.0端口控制分頻電路的啟動，P1.1控制地址發生器清零，P2.0控制28C256和AD7545的選通信號。

MCU工作在定時器0模式，軟件設計用C語言實現。

流程圖如圖2所示：2。

波形數據生成MATLAB是一款優秀的數學工具軟件，具有強大的計算功能;它可以輕松生成各種信號波形，實現波形信號生成，軟件采樣和仿真。

號碼轉換。

設計了任意波形發生器，數據存儲器選用28C256芯片，信號波形由MATLAB仿真生成;獲得的波形數據存儲在數據存儲器28C256中。

在具體設計中，我們需要單個/ FM混合信號，周期為200ms，脈沖寬度為5ms。

單頻信號的脈沖寬度為4ms，頻率為30KHz; FM信號的脈沖寬度為1ms，頻率為30KHz [[_]] 35KHz。

在MATLAB中將采樣率設置為500KHz，并獲得2,500個波形數據。

在將混合波形數據燒錄到數據存儲器的過程中，由于波形數據很大，因此不僅手動直接進入數據存儲器而且非常耗時且容易出錯。

為了克服這個缺點，通過MATLAB編程方法將生成的波形數據存儲在HEX文件的INTEL格式中，然后將波形數據燒入數據存儲器。

利用上述方法，波形數據生成簡單快速;可根據需要在軟件程序中輕松修改信號參數;在不改變硬件電路的情況下，可以實現信號參數的功能擴展。

3，CPLD邏輯設計分頻電路由兩個74HC163實現。

在通過分頻電路劃分12??MHz晶體振蕩器標準頻率之后，獲得500KHz的采樣頻率作為地址發生器的時鐘。

分頻電路的操作由單片微計算機控制。

地址發生器電路由三個74HC163時鐘頻率500KHz組成，由分頻電路提供;并且預先存儲的波形數據采樣頻率是一致的，以實現數據的無失真讀取。

4，D / A轉換電路D / A轉換電路的實現如圖3所示。

在電路中，AD7545將波形數據轉換為模擬信號; LF353執行信號濾波和整形。

任意波形發生器的趨勢是更高的采樣率，更高的分辨率和更大的存儲容量。

目前，實時帶寬超過1 GHz的產品很少，分辨率只有8位，不能滿足移動通信和高速網絡的快速發展。

測量要求。

與數字存儲示波器相比，任意波形發生器的完整規格之間存在顯著差距。

前者的采樣率為20 GS / s，帶寬為6 GHz。

后者的采樣率為4.8 GS / s，帶寬為2 GHz。

任意波形發生器必須首先趕上數字存儲示波器，然后繼續前進，因為在電路配置中，任意波形發生器的核心部件是高速數模轉換器，具有很大的工藝潛力和顯然缺乏。

這是市場需求。

任意波形發生器的另一個重要應用領域是低頻，如心電圖，汽車點火，防撞安全氣囊，醫療器械等。

頻率范圍低于音頻，多組信號輸出，分辨率16位或更多。

這種任意波形發生器有許多VXI總線，PXI總線和PC總線模塊，每年都會推出新產品。