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波形发生器，波形发生器课程设计报告.doc

发布时间：2022-05-29 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：0.04M 资料格式：doc 举报 版权申诉
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    目录 一．目录.................................2 二．设计介绍.............................3 三．设计任务和要求.......................4 四．选用器材.............................4 五．设计方案.............................4 六．电路图...............................8 七．电路说明及原理分析...................8 八．设计总结及心得体会...................9 九．参考文献.............................10
    波形发生器设计 设计介绍 波形发生器是用来产生一种或多种特定波形的装置，这些波形通 常有正弦波.方波.三角波.锯齿波，等等。以前，人们常用模拟电路 来产生这种波形，其缺点是电路结构复杂，所产生的波形种类有限。 随着数字电子技术的发展，采用数字集成电路产生各种波形的方法已 变的越来越普遍。虽然，用数字量产生的波形会呈微小的阶梯状，但 是，只要提高数字量的位数即提高波形的分辨率，所产生的波形就会 变的非常平滑。用数字方式的优点是电路简单，改变输出的波形极为 容易。下面将说明以数据存贮器为核心来实现波形发生器的原理。 用波形数据贮存器记录所要产生的波形，并将其在地址发生器作 用下所产生的波形的数字量经过数-模转换装置转换成相应的模拟 量，以达到波形输出的目的。其实现的原理如图所示。 2
    时钟信号 地址发生器 地址 波形数据 贮存器 数据 数/模 变换器 模拟量 运算 放大器 电压输出 多种波形发生器框图 设计任务和要求 设计一个多种波形发生器，其具体要求如下: 1. 实现多种波形的输出。这些波形包括正弦波.三角波.锯齿波.反锯 齿波.梯形波.台型阶梯波.方波.阶梯波,等等。 2. 要求输出的 波形具有 8 位数字量的分辨率。 3. 能调整输出波形的 周期和幅值。 4. 能用开关方便的选择某一种波形的输出。 3
    选用器材 1.NET 系列数字电子技术实验系统 2.稳压电源 3.集成电路：74LS161.2716.DAC0832.NE4558 4.电阻.开关.可变电阻 5.计算机.EPROM 编程器 6.万用表.示波器 设计方案 按地址发生器.波形数据存贮器.数/模转换器三个部分分别说明。 1.地址发生器组成 地址发生器说输出的地址位数决定了每一种波形所能拥有的数据 存贮量。但在同一地址发生频率下，波形贮存量越大输出越低。考虑 到我们要求输出波形具有 8 位数字量的分辨率，因而可将地址发生器 设计成 8 位，以获得较好的输出效果。如果地址发生器高于 8 位，那 么输出波形的分辨率将会收到影响。 选用 2 片 4 位二进制计数器 74LS161 组成 8 位地址发生器，其最 4
    高工作频率可达到 32MHZ。 2.波形数据存贮器 8 位地址发生器决定了每种波形的数据贮存量为 256 字节。因为 总共要输出 8 种波形，故贮存量为 2K 字节。可选用 2716 EPROM 作为 波形数据存贮器。8 种波形在存贮器中的地址分配如图: 5
    0000H 00FFH 0100H 01FFH 0200H 02FFH 0300H 03FFH 0400H 04FFH 0500H 05FFH 0600H 06FFH 0700H 07FFH 三角波 方波 锯齿波 反锯齿 波 梯形波 阶梯波 台型阶 梯波 正弦波 贮存在 EPROM 中的波形数据是通过一个周期内电压变化的幅值按 8 位 D/A 分辨率分成 256 个数值而得到的。例如正弦波的数据可按公式 D=128（1+sin360/255x）,x=0…255 3.数据转换器 可采用具有 8 位分辨率的 D/A 转换集成芯片 DAC0832 作为多种波 6
    形发生器的数模转换器。由于多种波形发生器制使用一路 D/A 转换， 因而 DAC0832 可连续接成单缓冲器方式。另外，因 DAC0832 是一种电 流输出型 D/A 转换器，要获得模拟电压输出时，需外接运放来实现电 流转换为电压。 由于在实际使用中输出波形不仅需要单极性的（0- +xV 或 0- -xV） 有时还需要双极性的（+-xV）,因而可用两组运算放大器作为模拟电 压输出电路，运放可选用 NE4558,其片内集成了两个运算放大器。 主要电路图 +5V 2 71 6 Vpp E/P OE D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 A1 0 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 8 DAC083 2 Vcc DI0 DI1 ILE VR EF DI2 WR 1 DI3 DI4 RFB DI5 Iout1 DI6 DI7 Iout2 CS XFER WR 2 GN D A GN D +5V 4 .7 Ωx 3 波形选 择开关 +5V 7 4LS1 61 CP CR LD Q3 Q2 Q1 Q0 T P D3 D2 D1 D0 +5V 4 4 +5V 1 5KΩ NE45 58 2 3 - + 7 .5 KΩ 1 A 6 5 CP +5V T P D3 D2 D1 D0 7 4LS1 61 CP CR LD Q3 Q2 Q1 Q0 Text 1 5KΩ +15 V 8 - + -15 V Text 7 B 1 0KΩ Vo ut 电路说明及原理分析 7
    1. 2716 EPROM 的地址信号 两片 74LS161 级练成八位计数器，其两组 Q3-Q0 输出作为 2716 的低 八位地址 A7-A0，这样，读出一个周期的波形数据需要 256 个 CP 脉 冲，故输出波形的频率为 CP 时钟脉冲频率的 1/256.2716 的高三位地 址（A10-A8）用作必须选择，他们与三个选择开关相连。利用开关的 不同设置状态，可选用八种波形种的任意一种。 2.DAC0832 的单缓冲器方式 在电路中 DAC0832 被接成单缓冲器方式。它的 ILE 与+5V 相连， CS,XFER,WR2 与 GND 相连，WR1 与 CP 信号相连。这样 DAC0832 的 8 位 DAC 寄存器始终处于导通状态，因此当 CP 变成低电平时，数据线上 的数据便可直接通过 8 位 DAC 寄存器，并有其 8 位 D/A 转换器进行转 换。 3.波形的输出和调整 在上图种，DAC0832 输入的电流信号经过双运放 NE4558 被转换成 0- -5V 再经过一级运放后得到了 双极性输出+-5V 通过改变 CP 脉冲的频率，可得到不同周期的输出波形。而对图种 可变电阻的调节，则可以改变输出波形的幅值。 4.波形数据 波形的数据可 用 EPROM 编程器将这些数据写入 2716EPROM 中。 设计总结及心得体会 8
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