任意波形发生器

市场上销售的信号发生器价格昂贵。

结合实际需要，我们设计了一个任意波形发生器。

电路设计充分利用MATLAB的仿真功能，在MATLAB中生成，采样并进行模数转换，得到的数字波形数据存储在数据存储器中，由单片机控制和CPLD。

读出波形数据，并在后向信道上执行A / D转换和放大处理，以获得所需的模拟信号波形。

采用上述方法设计的任意波形发生器，信号生成灵活方便，功能扩展灵活，信号参数可调，实现了硬件电路的软件设计。

本实用新型电路结构简单，实用性强，成本低。

任意波形发生器的设计思想是利用MATLAB强大的仿真功能，轻松快速地生成给定频率，周期和脉冲宽度的任意波形数据;并将数据预先存储在数据存储器中。

在单片机的控制下，CPLD电路用于产生地址读数据，并被发送到D / A转换电路以获得所需的任意波形信号。

系统结构框图如图1所示。

分频电路和地址发生器由CPLD实现：1。

单片机控制电路单片机采用AT89C52芯片通过软件编程生成所需的控制信号。

主要控制参数包括：信号周期，脉冲宽度;分频电路启动信号，地址发生器复位信号; E2PROM的选通信号; D / A转换电路的选通信号。

在具体电路中，P1.0端口控制分频电路的启动，P1.1控制地址发生器清零，P2.0控制28C256和AD7545的选通信号。

MCU工作在定时器0模式，软件设计用C语言实现。

流程图如图2所示：2。

波形数据生成MATLAB是一款优秀的数学工具软件，具有强大的计算功能;它可以轻松生成各种信号波形，实现波形信号生成，软件采样和仿真。

号码转换。

设计了任意波形发生器，数据存储器选用28C256芯片，信号波形由MATLAB仿真生成;获得的波形数据存储在数据存储器28C256中。

在具体设计中，我们需要单个/ FM混合信号，周期为200ms，脉冲宽度为5ms。

单频信号的脉冲宽度为4ms，频率为30KHz; FM信号的脉冲宽度为1ms，频率为30KHz [[_]] 35KHz。

在MATLAB中将采样率设置为500KHz，并获得2,500个波形数据。

在将混合波形数据烧录到数据存储器的过程中，由于波形数据很大，因此不仅手动直接进入数据存储器而且非常耗时且容易出错。

为了克服这个缺点，通过MATLAB编程方法将生成的波形数据存储在HEX文件的INTEL格式中，然后将波形数据烧入数据存储器。

利用上述方法，波形数据生成简单快速;可根据需要在软件程序中轻松修改信号参数;在不改变硬件电路的情况下，可以实现信号参数的功能扩展。

3，CPLD逻辑设计分频电路由两个74HC163实现。

在通过分频电路划分12​​MHz晶体振荡器标准频率之后，获得500KHz的采样频率作为地址发生器的时钟。

分频电路的操作由单片微计算机控制。

地址发生器电路由三个74HC163时钟频率500KHz组成，由分频电路提供;并且预先存储的波形数据采样频率是一致的，以实现数据的无失真读取。

4，D / A转换电路D / A转换电路的实现如图3所示。

在电路中，AD7545将波形数据转换为模拟信号; LF353执行信号滤波和整形。

任意波形发生器的趋势是更高的采样率，更高的分辨率和更大的存储容量。

目前，实时带宽超过1 GHz的产品很少，分辨率只有8位，不能满足移动通信和高速网络的快速发展。

测量要求。

与数字存储示波器相比，任意波形发生器的完整规格之间存在显着差距。

前者的采样率为20 GS / s，带宽为6 GHz。

后者的采样率为4.8 GS / s，带宽为2 GHz。

任意波形发生器必须首先赶上数字存储示波器，然后继续前进，因为在电路配置中，任意波形发生器的核心部件是高速数模转换器，具有很大的工艺潜力和显然缺乏。

这是市场需求。

任意波形发生器的另一个重要应用领域是低频，如心电图，汽车点火，防撞安全气囊，医疗器械等。

频率范围低于音频，多组信号输出，分辨率16位或更多。

这种任意波形发生器有许多VXI总线，PXI总线和PC总线模块，每年都会推出新产品。