[发明专利]一种函数信号发生器

说明书

技术领域

本发明涉及一种函数信号发生器。

背景技术

在电子系统的开发或者工作中，总是需要各种幅度随时间变化的信号来作为测试信号或者输入信号，它可以是正弦波、数字脉冲、二进制码型或者是其他模拟函数等，而产生这种信号的设备叫做信号发生器。函数信号发生器是指产生幅度、波形以及波形频率确定可调节的电子信号的仪器，诞生于20世纪20年代，是电子电路中最重要的设备之一。信号发生器应用广泛，种类繁多，性能各异，分类也不尽一致。按照频率范围分类可以分为：超低频信号发生器、低频信号发生器、视频信号发生器、高频波形发生器、甚高频波形发生器和超高频信号发生器。

提到电子测量，可能人们第一反应就是逻辑分析仪或者示波器，但是这两者只是在电路中把收到的信号放大显示出来。在任何电子测量中，要保证开发的硬件符合设计规范，需要输入测试信号及测量仪器，这时，信号发生器就扮演了信号源这个角色。幅度、频率及相位是波形的主要属性，幅度是衡量波形电压强度的指标；频率是波形周期发生的速率，频率与周期成反比，频率越高，周期越小；相位则是波形周期相对于0度点的位置。波形发生器一般都可以都以上的各个参数进行调节。

现代电子技术的成熟，各种各样的电子设备被研发出来，电子测量对信号发生器的要求也越来越高，早期单功能、误差大、体积笨重的信号发生器已不能符合现代测量需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足提供了一种结构简单、功耗低、集成度高、性能好，能够产生正弦波、三角波、方波，且波形频率分辨率极高，同时频率及幅度都可以实现数字化控制的函数信号发生器。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案

一种函数信号发生器，包含控制模块、用于产生波形的DDS芯片、用于人机交互的人机交互界面、用于放大输出波形电压的放大电路、用于将数字信号转换成模拟信号的模数转换器，用于产生方波的比较器；所述显示模块、人机交互界面、DDS芯片分别连接在控制模块的相应端口上，所述波形输出模块和比较器的输入端连接DDS芯片的输入端。

优选的，所述控制模块为ATmega32单片机。

优选的，所述DDS芯片为AD9834。

优选的，所述人机交互界面包含显示模块和输入键盘模块，所述显示模块和输入键盘模块分别连接控制模块的相应端口上。

优选的，所述显示模块为12864液晶显示屏。

本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

1、结构简单、功耗低、集成度高、性能好；

2、能够产生正弦波、三角波、方波；

3、能够产生信号的频率在100Hz—200KHz，且频率支持粗调及细调；

4、实现一种波形幅度峰峰值在0-5V可调；

5、误差小于5%；能够实现频率及幅度都可以实现数字化控制。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明ATmega32单片机的结构示意图；

图3是本发明AD9834DDS芯片的结构示意图；

图4是本发明放大电路示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明：

如图1所示，一种函数信号发生器，包含控制模块、用于产生波形的DDS芯片、用于人机交互的人机交互界面、用于放大输出波形电压的放大电路、用于将数字信号转换成模拟信号的模数转换器，用于产生方波的比较器；所述显示模块、人机交互界面、DDS芯片分别连接在控制模块的相应端口上，所述波形输出模块和比较器的输入端连接DDS芯片的输入端。所述控制模块最好选ATmega32单片机，所述DDS芯片选AD9834，所述人机交互界面包含显示模块和输入键盘模块，所述显示模块和输入键盘模块分别连接控制模块的相应端口上，所述显示模块可以选12864液晶显示屏。

本发明选用的波形产生器件为DDS芯片AD9834，以ATmega32单片机作为整个系统的控制中心，输出设备选择带中文字库的液晶显示屏12864，输入方案则采用轻触按键。AD9834可以直接产生正弦波、三角波，再将正弦波送至AD9834的高速比较器，得到方波。由于AD9834输出的波形电压偏小，所以利用运算放大电路放大至合适的电压值，然后送至数模转换芯片7513的参考电压端，由ATmega32控制DAC芯片的幅度值，从而实现幅度数控，而波形频率由ATmega32与AD9834通信时写入。