信号源类题目分析.doc

1.3.2信号源类信号源类实用信号源的设计和制作（第二届）电压控制LC振荡器实用信号源的设计和制作（第二届）设计制作一个正弦波和脉冲波信号源20Hz～20kHz。100Hz～20kHz，低频信号源。涉及到的基础知识与制作能力包含：单片机或者可编程逻辑器件，存储器，数字显示与控制，滤波器等。 电压控制LC振荡器电压控制LC振荡器频率范围15MHz～35MHz功实用信号源的设计和制作任务 在给定±15V电源电压条件下，设计并制作一个正弦波和脉冲波信号源。 要求 基本要求 正弦波信号源信号频率：20Hz～20kHz步进调整，步长为5Hz频率稳定度：优于10-4非线性失真系数≤3%脉冲波信号源信号频率：20Hz～20kHz步进调整，步长为5Hz上升时间和下降时间：≤1μs平顶斜降：≤5%脉冲占空比：2%～98%步进可调，步长为2%上述两个信号源公共要求频率可预置。 在负载为600Ω时，输出幅度为3V。 完成5位频率的数字显示。 发挥部分 正弦波和脉冲波频率步长改为1Hz。 正弦波和脉冲波幅度可步进调整，调整范围为100mV～3V，步长为100mV。 正弦波和脉冲波频率可自动步进，步长为1Hz。 降低正弦波非线性失真系数。 　 ?（第五届，2001年） （1）任务 设计制作一个波形发生器，该波形发生器能产生正弦波、方波、三角波和由用户编辑的特定形状波形。示意图如图1.3.5所示。 图1.3.5 波形发生器方框图 （2）要求 ①基本要求 a. 具有产生正弦波、方波、三角波三种周期性波形的功能。 b. 用键盘输入编辑生成上述三种波形（同周期）的线性组合波形，以及由基波及其谐波（5次以下）线性组合的波形。 c. 具有波形存储功能。 d. 输出波形的频率范围为100Hz～20kHz（非正弦波频率按10次谐波计算）；重复频率可调，频率步进间隔≤100Hz。 e. 输出波形幅度范围0～5V（峰-峰值），可按步进0.1V（峰-峰值）调整。 f. 具有显示输出波形的类型、重复频率（周期）和幅度的功能。 ②发挥部分 a. 输出波形频率范围扩展至100Hz～200kHz。 b. 用键盘或其他输入装置产生任意波形。 c. 增加稳幅输出功能，当负载变化时，输出电压幅度变化不大于±3%（负载电阻变化范围：100Ω～∞）。 d. 具有掉电存储功能，可存储掉电前用户编辑的波形和设置。 e. 可产生单次或多次（1000次以下）特定波形（如产生1个半周期三角波输出）。 f. 其它（如增加频谱分析、失真度分析、频率扩展200kHz、扫频输出等功能）。 3. 电压控制LC振荡器任务 设计制作一个电压控制LC振荡器。 要求 基本要求 振荡器输出为正弦波，无明显失真 b. 输出频率范围：15MHz～35MHz c. 输出频率稳定度：优于10-3 d. 输出电压峰-峰值：Vp-p=1V±0.1V e. 实时测量显示振荡器输出电压-峰值，精度优于10％ f. 可实现输出频率步进，步进间隔为1MHz(100kHz。 发挥部分 进一步扩大输出频率范围 b. 采用锁相环进一步提高输出频率稳定度，输出频率步进间隔为100kHz c. 实时测量并显示振荡器的输出频率 d. 制作一个功率放大器，放大LC振荡器输出的30MHz正弦信号，限定使用12V的单直流电源为功率放大器供电，要求在50Ω纯电阻负载上的输出功率20mW，尽可能提高功率放大器的效率 e. 功负载改为50Ω电阻与20pF电容串联，在此条件下50Ω电阻上的输出功率20mW，尽可能提高放大器效率 f. 其它。说明 需留出末级电源电流IC0(或ID0)的测量端 ? （1）基于单片机和EPLD的波形发生器 基于DDFS原理的波形发生器方框图如图1.3.6所示。系统由波形产生电路、键盘输入模块、液晶显示模块、任意波形输入模块、波形 A／D采集模块、频谱分析模块、单片机控制模块组成。 ①波形产生电路：用EPLD控制DDFS电路，从存储器读出波形数据，把数据交给D／A转换器进行转换得到模拟波形。 ②键盘输入模块：用 8279控制4 X 4键盘，8279得到键盘码，通过中断服务程序把键盘信息送给单片机。此方案不用单片机控制键盘，使单片机可以腾出更多资源。 ③液晶显示模块：采用液晶显示可以显示很多信息，接口电路简单，控制方便。 ④任意波形输入模块：采用触摸屏将手写的任意波形的数据从单片机串口送入系统，也可通过具有RS232接口的外设输入波形数据，供单片机处理。 ⑤波形 A／D采集模块：用 MAX574，以 10 k速率对输入信号进行采集。 ⑥频谱分析模块：采用高效实序列 基于单片机和EPLD的波形发生器方框图 （2）基于单片机和FPGA的波形发生器（方案1） 基于单片机