[实用新型]一种新型教学用图形合成器

说明书

技术领域

本实用新型涉及图形图像合成技术领域，尤其是涉及一种新型教学用图形合成器。

背景技术

物理实验教学中对李萨如图形进行合成时一般使用2台模拟正弦波信号发生器，由于温漂和时漂的存在，信号的频率比和相位差不能固定，导致李萨如图形随时间滚动。采用数字正弦信号发生器可以改善这种情况，但实验成本太高，图像还是有较大的滚动。

发明内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种新型教学用图形合成器，其采用基于单一晶振的相位可调的双路频率合成电路和基于单片机的双路数字正弦波合成电路，使两路正弦波信号的频率比恒定不变，合成的李萨如图形24 h内漂移小于1T／8，在3学时物理实验过程中，肉眼几乎难以察觉到李萨如图形滚动。本实用新型给出低成本的硬件设计方案以及关键电路，适合实验室仿制，以满足大学本科物理和电工电子学教学实验需要，还可以作为学生创新训练内容。

    本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：一种新型教学用图形合成器，包括壳体和设置在壳体内的电路板，其特征在于：所述电路板包括单片机、N1倍频器、N2倍频器、N1数字波形合成器、N2数字波形合成器，所述单片机内部的预分频器和可预置数8位定时计数器分频后形成的基准频率信号一路通过移相电路与N1倍频器相连，另一路直接与N2倍频器相连，所述N1倍频器的输出端与N1数字波形合成器相连，所述N2倍频器输出端与N2数字波形合成器相连，所述N1数字波形合成器输出端与LF353芯片组成的第一滤波和电压放大模块相连，所述N2数字波形合成器输出端与LF353芯片组成的第二滤波和电压放大模块相连，所述第一滤波和电压放大模块输出端与LF353芯片组成的第一绝对值电路相连，所述第二滤波和电压放大模块输出端与LF353芯片组成的第二绝对值电路相连，所述单片机输出端还与1602液晶显示器相连。

    上述的一种新型教学用图形合成器，其特征在于：所述单片机输出端还连接有用于粗调第一滤波和电压放大模块输出信号f1的电阻R1、用于细调第一滤波和电压放大模块输出信号f1的电阻R2、用于调整第二滤波和电压放大模块输出信号f2的电阻R3。

    上述的一种新型教学用图形合成器，其特征在于：所述N1倍频器、N2倍频器均由PLL锁相环CD4046芯片和N分频器组成。

    上述的一种新型教学用图形合成器，其特征在于：所述移相电路由CD4098芯片和与其相连的调整电阻组成。

    上述的一种新型教学用图形合成器，其特征在于：所述N1数字波形合成器和N2数字波形合成器均由依次相连的串入并出计数器74HC393、ROM波形存储器27C64和DAC0808组成。

与现有技术相比，本实用新型有一下优点：

本实用新型采用基于单一晶振的相位可调的双路频率合成电路和基于单片机的双路数字正弦波合成电路，使两路正弦波信号的频率比恒定不变，合成的李萨如图形24 h内漂移小于1T／8，在3学时物理实验过程中，肉眼几乎难以察觉到李萨如图形滚动。本实用新型给出低成本的硬件设计方案以及关键电路，适合实验室仿制，以满足大学本科物理和电工电子学教学实验需要，还可以作为学生创新训练内容。

附图说明

图1本实用新型的整体结构框图；

图2本实用新型的双路频率合成框图；

图3本实用新型的数字波形合成器框图；

图4本实用新型的相位差调整电路原理图；

图5本实用新型的锁相环电路原理图；

图6本实用新型的数字波形合成器电路原理图；

图7本实用新型的绝对值电路原理图；

图8本实用新型的合成频率比为2：1的振动合成波形图；

图9本实用新型的合成频率比为3：2的振动合成波形图。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本实用新型的具体实施方式：