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1.前 言
1.1 课题的研究背景
信号源有很多种,包括正弦波信号源、函数发生器、脉冲发生器、扫描发生
器、任意波形发生器、合成信号源等。随着电子技术的迅速发展和科研,生
产对信号源的广泛需求,信号发生器发展迅速,性能日益提高,功能也越来
越丰富。
早期的信号发生器主要是由模拟振荡电路构成, 这种信号发生器输出的
信号稳定度小高,用电位器调节给定的参数误差较大,小能担当复杂系统的
调试与测试工作。 1980 年代出现了单片机,信号发生器逐渐向数字化发展,
发展趋势是以单片机、 DSP,CPLD,FPGA等可编程器件为平台,结合直接数字
合成 (DDS)技术,将合成后的信号通过 D/A 转换为模拟信号,再加上滤波电
路而形成的数字信号发生器,它具有高精度、稳定性好、输出灵活的特点。
信号发生器是一种最悠久的测量仪器,早在 1920 年代电子设备刚出现
时它就产生了。随着通讯和雷达技术的发展 1940 年代出现了主要用于测试
各种接收机的标准信号发生器, 使信号发生器从定性分析的测试仪器发展成
定量分析的测量仪器。 同时还出现了可用来测量脉冲电路或用作脉冲调制器
的脉冲信号发生器。 由于早期的信号发生器机械结构比较复杂, 功率比较大,
电路比较简单,因此发展速度比较慢。直到 1964 年才出现第一台全晶体管
的信号发生器。
自 1960年代以来信号发生器有了迅速的发展,出现了函数发生器,这
个时期的波形发生器多采用模拟电子技术,由分立元件或模拟集成电路构
成,其电路结构复杂,且仅能产生正弦波、方波、锯齿波和三角波等几种简
单波形,由于模拟电路的漂移较大,使其输出的波形的幅度稳定性差,而且
模拟器件构成的电路存在着尺寸大、价格贵、功耗大等缺点,并且要产生较
为复杂的信号波形则电路结构非常复杂。
自从 1970 年代微处理器的出现以后,利用微处理器、模数转换器和数
模转换器、硬件和软件使信号发生器的功能扩大,产生比较复杂的波形。这
时期的信号发生器多以软件为主,实质是采用微处理器对 DAC的程序控制,
就可以得到各种简单的波形。 软件控制波形的一个最大缺点就是输出波形的
频率低,这主要是由 CPU的上作速度决定的,如果想提高频率可以改进软件
程序减少其执行周期时间或提高 CPU的时钟周期,但这些办法是有限度的,
根本的办法还是要改进硬件电路。
随着现代电子、计算机和信号处理等技术的发展,极大促进了数字化
技术在电子测量仪器中的应用, 使原有的模拟信号处理逐步被数字信号处理
所代替,从而扩充了仪器信号的处理能力,提高了信号测量的准确度、精度
和变换速度,克服了模拟信号处理的诸多缺点,数字信号发生器随之发展起
来。目前信号发生器的基础就是直接数字合成技术, 用高速存储器做查询表,
通过数字形式存入的波形,由高速数 / 模转换器产生所需要的波形。
2.方 案
要充分合理而又有效的利用资源, 来完成一个功能较为完善的虚拟波形显示
器,经过考虑,查阅资料,提出以下方案:
本虚拟波形信号发生器的开发,基于 LABVIEW这个软件开发平台。根据
LABVIEW的特点结合实际波形的需求, 确定总体设计思想 : 实现多功能, 将常
规波形信号发生器的四种波形信号、 多频波信号等功能集成到一起实现输出
波形种类的多样化; 2 创建友好界面,实现输出波形相关参数的调整与同步
显小及幅度频谱分析 : 摄实现输出波形的采样点数据的存储。
软件设计是
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