波形发生器范文10篇

1系统设计

本系统采用TI公司生产的TMS320VC54X系列DSP作为核心控制器件，并采用Cypress工司生产的CY7C1021V（64K×16位RAM）来扩充DSP的外部数据存储空间。在DSP与ADC及RAM之间的数据接口加入74LVC16245（16位总线变换器）以增加DSP的驱动能力，并用来隔断器件间的干扰。DSP与DAC之间的逻辑控制采用CPLD实现，这样可以方便系统的设计与调试，本文中采用的CPLD为Altera公司的EPM7064SLC84-10。

整个系统的方框图如图1所示。

2器件简介

本系统所采用的数模转换器为AD7846，它是美国AD（AnalogDevice）公司基于LC2MOS工艺生产的16位数模转换器。它有VREF+和VREF-两个参考电平输入端以及一个片内放大器。标准情况下可以将其配置为单极性输出（0～+5V，0～+10V）或双极性输出（±5V，±10V）。当然，改变VREF+VREF-两个参考电平输入端的电平，也可以改变其输出的动态范围。如本文中的采用高精度电压参考芯片AD434提供参考电平，使D/A的动态范围设置为±4.096V。

AD7846采用分段式结构。DAC锁存器的高4位选通16个电阻串中的一段，段的两端接有运放作为缓冲，运放的输出反馈至12位的模数变换电路，并由该电路提供后12位分辨率。这种结构可以确保16位单调性，两个缓冲运放间输入失调电压的高度匹配还确保了优良的积分非线性。

摘要：随着电子技术的发展，在诸如测量、控制等领域，经常要求信号的幅度保持在某个高精度的整数值上。但由于一般数据转换器在最小量化电平上的限制，其输出的信号电平很难在整数值上得到较高的精度。针对该问题，介绍一种高性能的16位数据转换器AD7846，使用TMS320VC54X系列DSP作为核心控制器，设计出幅度可精确至1mV的波形发生器。文中给出具体的硬件实现框图以及用来产生波形的DSP汇编源程序。

关键词：波形发生器高精度AD7846DSP

引言

随着电子技术的发展，波形发生器已经广泛的应用在通信、控制、测量等各个领域。在很多地方，如测试测量领域，需要输出的波形能够精确地定位在某一整数值上，但通常由于ADC参考电平的限制，使之很难达到所需的精度，给系统的调试及软件设计带来诸多不便。本文采用了高精度的电压参考芯片ADR434为模数变换器提供参考电平，使波形发生器的最低可调电压达到125μV，为精确地输出数据值电压及其相应波形提供了方便的硬件环境。本设计具有输出精确，控制灵活方便等特点。

1系统设计

本系统采用TI公司生产的TMS320VC54X系列DSP作为核心控制器件，并采用Cypress工司生产的CY7C1021V（64K×16位RAM）来扩充DSP的外部数据存储空间。在DSP与ADC及RAM之间的数据接口加入74LVC16245（16位总线变换器）以增加DSP的驱动能力，并用来隔断器件间的干扰。DSP与DAC之间的逻辑控制采用CPLD实现，这样可以方便系统的设计与调试，本文中采用的CPLD为Altera公司的EPM7064SLC84-10。

摘要：介绍了一种利用vc++实现基于声卡的双通道数据采集系统，实现了波形发生器与频率测量等基本功能，为低成本下构建数据采集系统与波形发生器提供了一种思路。

关键词：声卡数据采集频率测量

一、概述

数据采集是信号分析与处理的一个重要环节,在许多工业控制与生产状态监控中,都需要对各种物理量进行数据采集与分析。但是，专用数据采集卡的价格一般比较昂贵，而我们PC机的声卡就是一个很好的双通道数据采集卡。实际测量中，在满足测量要求的前提下，可以充分利用计算机自身资源，完成数据采集任务，从而节省成本。

本文利用vc编程实现了声卡的双通道数据采集，并且对信号进行频谱分析同时实时测量出信号的频率。还利用声卡的DA通道，实现了正弦波、方波、三角波输出的信号发生器。波形发生器产生的信号同时还可以作为内部测试用信号，检验数据采集的准确性。

二、声卡数据采集系统硬件组成

摘要:把数控电位器用于磁共振成像系统中梯度预加重电路，使电路中增益和时间常数的调整从人工方式改变为计算机数字控制方式，可以大大提高调整的效率并能实现自动调整。

关键词:数控电位器;磁共振成像;涡流;梯度预加重

问题的提出

在磁共振成像(MRI)系统中，梯度磁场被用来编码空间位置。它是由梯度波形发生器根据成像序列要求输出梯度波形，激励梯度放大器输出梯度电流，驱动梯度线圈形成的。理想的梯度波形发生器输出、梯度放大器输出和梯度磁场波形见图1(a)(b)(c)。但在实际系统中由于铁磁性物质的存在，梯度电流跳变形成的梯度磁场的变化会在其中产生感应电流，即涡流。涡流衍生出的磁场方向总是与梯度磁场建立的方向相反，因此会延缓梯度磁场的建立，见图1(d)。这种延缓会对MRI系统成像的性能产生较大的影响。

克服涡流的影响、改善梯度磁场的建立波形有许多种方法。其中之一是梯度预加重(pre-emphasis)。梯度预加重是在梯度波形发生器的输出波形上(图1(e))或梯度放大器的输出电流上(图1(f))预先加上一个过冲，该过冲抵消涡流场的影响，加速了梯度磁场的建立，见图1(g)。为了适应不同涡流场的情况，该过冲的幅度和时间常数都是可调的。

梯度放大器中X、Y、Z三路梯度一般都加有模拟式梯度预加重(有时称为涡流补偿)电路。这种电路由一个可调增益的运算放大器+可调RC时间常数电路构成，见图2(三路相同，仅画出X路)。为了组合出任意的过冲波形，通常有多级这样的电路并联，每级具有不同的时间常数(图2电路具有4级)。增益和时间常数的调整采用手调多圈电位器。这种电路结构简单、无须做任何计算、成本较低。但它也有固有的缺点。由于全部采用模拟器件，不适合用任何数字器件来控制，多级增益和时间常数需人工用改锥作多维调整，工作量极大而一致性、可重复性很差，也不能由计算机闭环控制实现自动调整。

摘要：介绍了一种基于VXI总线的四通道智能化任意波发生器及波形调制模块。本模块采用DSP+FPGA实现智能控制，应用先进的DDS（直接数字频率合成器）技术产生任意波，输出波形可加载波进行调制；本模块具有四个独立的通道，相互之间进行电气隔离，可输出幅度连续可调的电压和电流信号。

关键词：VXIDDS任意波发生器调制

VXI总线是VMEbusextensionsforInstrumentation的缩写。VXI主机箱有13个插槽，其中，零槽控制器为系统的管理者。VXI模块根据其本身的性质、特点和所支持的通信规程可以分为寄存器基、消息基、存储器和扩展模块四种类型。每个模块的地址空间有A16、A16/A24和A16/A32三种类型。

本文介绍利用DDS（直接数字频率合成器）技术实现具有任意波发生以及调幅功能的模块。与传统的频率合成技术相比，DDS技术具有很多优点：频率切换时间短、工作频率范围宽、频率分辨率高、相位变化连续和容易对输出信号实现调制等。一些公司先后推出了各种各样的DDS专用芯片，这些DDS专用芯片为电路设计提供了很大方便，但是并不能满足所有要求。例如，在实现调频及调幅等复杂功能时，利用现有的DDS专用芯片就会很不方便。利用可编程逻辑器件（CPLD）或现场可编程门阵列（FPGA）实现DDS具有很大的灵活性，能够很好地满足电路设计要求。

1DDS基本原理

DDS在基本原理框图如图1所示。它主要由标准参考频率源、相位累加器、波形存储器、数/模转换器、低通平滑滤波器等构成。其中，参考频率源一般是一个高稳定度的晶体振荡器，其输出信号用于DDS中各部件同步工作。DDS的实质是对相位进行可控等间隔的采样。

1组成和主要功能

1.1电路的组成该多路数字信号发生器主要由四个部分组成：（1）电源电路。（2）输入选择电路。（3）输出驱动电路。（4）主机电路。

1.2电源电路其中电源电路主要是给整机电路提供稳定的电压和电流的，能够让电路工作在抗干扰能力强的电源电路环境下；该工作电路的电压通常给单片机能够提供正常工作的+5V电压（TTL电路电平），并且能够提供18V（CMOS电路电平）电压，考虑到整机的用电电压、电流以及单片机的抗干扰要求，采用一般的三端稳压器组成电源电路，再外加滤波措施，这种电路更能保证电路稳定、长时间工作。

1.3输入选择电路输入电路选择和控制信号来自于工作参数设置开关和工作状态控制开关。输入信号为直流电平，幅度为5V。根据所需的选择控制方式和数量，拟采用独立式非编码的键盘电路实现输入信号的选择；具体选择和控制开关设计如下：（1）工作状态控制开关K0；（2）信号序列选择开关K1、K2；其中K1—代表穷举测试序列的选择开关。其中K2—代表走步测试序列的选择开关。（3）输出频率选择开关KF（在主机电路中）分别为100KHZ、10KHZ、1KHZ三个档位。（4）输出信号幅度选择开关Ku(在输出驱动电路中)分别为5V、18V两档。

1.4输出驱动电路输出驱动电路首先要把单片机给出的两个8位的信号组合成16位电路信号输出，再根据输出信号幅度选择开关的设置输出相应的信号电平。其中，根据输出信号的电平变化和驱动能力要求，输出的两个8位信号通过锁存器实现8到16的组合，用高压输出驱动器完成电平变化和驱动要求。

1.5主机部分主机电路根据信号序列和频率变化的要求，拟采用单片机AT89C51实现所需的控制处理功能，通过软件编程的方法实现电路所要达到的功能。

摘要：SA8282是英国MITEL公司推出的三相PWM发生器集成芯片。该芯片采用全数字化操作，工作方式灵活、频率范围宽、精度很高并可与微处理器接口以实现智能化控制。文中介绍了该芯片的内部结构、引脚功能、主要特点和工作原理，给出了典型的应用电路。

关键词：PWM发生器；SA8282；微处理器

1SA8282的功能特点

PWM控制技术是通过控制电路按一定规律来控制开关管的通断,以得到一组等幅而不等宽的矩形脉冲波形并使其逼近正弦电压波形。其方法有模拟方法和数字方法两种，其中模拟方法的电路比较复杂,且有温漂现象，会影响精度,降低系统的性能。数字方法则是按照不同的数字模型用计算机算出各切换点并将其存入内存,然后通过查表及必要的计算生成PWM波，因此数字方法受内存影响较大,且与系统精度之间存在着矛盾。SA8282是英国MITEL公司生产的全数字化三相PWM发生器，它频率范围宽、精度高，并可与微处理器进行接口,同时能够完成外围控制功能,因而可实现智能化。

SA8282采用28脚DIP封装。图1是其引脚排列图，其各引脚的功能说明如下：

AD0～AD7：八位地址与数据复用总线，用于从微处理器接受地址与数据信息。

摘要：提出了一种软件无线电通用信号发生器的设计方案，包括硬件构成和软件算法的实现。该信号发生器为软件无线电的研究与开发提供了便利条件。

关键词：软件无线电DSPDDS

软件无线电是一种无线电通信新的体系结构。在1992年5月美国电信系统会议上，JeoMitola首次提出了软件无线电概念，之后迅速引起了人们的关注，并开始对它进行广泛而深入的研究。具体地说，软件无线电是以可编程的DSP或CPU为中心，将模块化、标准化的硬件单元以总线方式连接起来，构成通用的基本硬件平台，并通过软件加载来实现各种无线通信功能的开放式的体系结构。它使得通信系统摆脱了面向设计思想，被认为是无线通信从模拟到数字、从固定到移动之后的又一次突破。

在软件无线电的研究过程中，调制解调技术是移动通信系统空中接口的重要组成部分。在不同的蜂窝半径和应用环境下，移动通信的信道呈现不同的衰落特性，根据移动信道的衰落情况，自动地改变调制方式，从而提高传输效率并保证传输性能。那么，一个通用的信号源是必不可少的。

图1多制式信号发生器硬件原理图

作者设计了一个基于DSP+DDS结构的可编程调制器的硬件平台，并在此硬件平台上实现了各种模拟调制和数字调制的通用软件算法。当改变调制制式时，无需再次下载程序，而且调制制式、比特速率、输出中频均可调。

所谓虚拟仪器是基于计算机的软、硬件测试平台。由计算机、应用软件和仪器硬件组成，它可代替传统的测量仪器，如示波器、逻辑分析仪、信号发生器、频谱分析仪等；可集成于自动控制、工业控制系统；还可以自由构建成专有仪器系统。在虚拟仪器系统中，软件成为整个仪器系统的关键，使用者可以通过修改软件的方法，方便地改变、增加仪器系统的参数和功能，所以有“软件即仪器”之说[1]。结合虚拟仪器技术和网络技术的虚拟实验室研究，国际上始于20世纪80年代末，现己取得了许多有代表性的成果，应用于科学研究与实验教学。如美国斯坦福大学的远程光学实验室，学生可以远程登录该光学实验室做实验。又如美国伊利诺伊((Illinois)大学的Nmrsope系统，通过Internet研究人员在任何地方都能使用伊利诺伊大学的仪器等等[2]。

目前国内大学通信专业的实验教学中，如通信原理和数字信号处理的实验课等，都以虚拟仪器作为示例，对信号进行分析。但往往由于信号生成、显示和分析仪器的成本比较高，尤其是带有频谱分析和测量功能的仪器价格尤为昂贵，使得这部分的实验无法普遍实施。PC机声卡具有两路AD和两路DA，采样率最高可达到44100Hz，采样深度可达到16bit。由于其成本低廉且功能强大。由于PC机声卡只适用于音频领域，即输入信号频率必须处于20~20000Hz的音频范围内，这个系统在处理速度和带宽方面也具有一定的局限性。如果利用PC机声卡作为音频数据采集处理设备，使用适当的虚拟仪器软件编程技术就可以组成一个低成本高性能的信号采集与分析处理系统，方便学生理解理论内容，简化了课程的实验，甚至能够让有兴趣的学生对现有虚拟仪器系统进行升级改造。这是我们研究该课题的意义之所在，希望通过我们的研究，能够建立一个性价比较高的音频信号分析系统，并将该结果应用于大学通信专业及相关专业的实验教学中，从而让学生理解信号分析的概况。

1基于声卡的音频虚拟仪器系统

之所以对音频信号感兴趣，是因为日常生活中存在着大量的音频信号，比如：话音信号。另外，在通信专业的实验教学中，以音频信号作为示例，足以让学生理解信号分析的概况。本文介绍一套基于Labwindows/CVI的音频处理系统，LabWindows/CVI是NationalInstruments公司推出的一套面向测控领域的软件开发平台。它以ANSIC为核心，将功能强大、使用灵活的C语言平台与数据采集、分析和表达的测控专业工具有机地结合起来。它的集成化开发平台、交互式编程方法、丰富的控件和库函数大大增强了C语言的功能，为熟悉C语言的开发人员建立检测系统、自动测量环境、数据采集系统和过程监控系统等提供了一个理想的软件开发环境[3]。本系统实现了示波器、信号发生器、频率计的功能，在音频范围内可完全替代成型的音频信号分析仪器。这并不是仿真软件，而是实用的工具，这些虚拟仪器可以很好的工作。使用起来也很方便，只需要一根音频电缆，一头接入声卡LineIn口，一头接入声卡SpeakOut口。系统框图如图1所示。

1.1虚拟信号发生器虚拟音频信号发生器利用PC机声卡的耳机插孔发出信号，能够产生两路音频信号。频率范围在20~9999Hz，电压有效值为0~3V，信号类型有正弦波、方波、三角波、锯齿波和用户自定义5种波形。在“高级设置”中可对两路信号的同步进行调整，也就是设置两路信号的初始相位差，调整范围为0~2π。系统面板图如图2所示。一旦系统运行，就有声音信号生成并通过声卡通道输出，发生器1通过左声道输出，发生器2通过右声道输出，可以通过扬声器收听输出的音频信号的声音，也可以通过虚拟示波器或真实示波器对信号进行显示。

1.2虚拟示波器示波器通过声卡LineIn口输入音频信号，实现了双通道示波器的所有功能，包括时基调整、幅度调整、偏移调整、双通道组合显示等，普通实验室中双通道示波器具有的功能这个系统都能实现。最后这个系统还能对信号进行2048点的频谱分析，相当于一台简易频谱分析仪。通过对音频信号采集、分析信号可以显示其时域波形和频谱图。程序面板图如图3所示。信号分析部分充分利用模块化软件设计方法，开发了信号的波形、频谱分析。在这个基础上，通过程序的扩展，还可以开发诸如：FIR、IIR数字滤波器等其他的数字信号处理功能。总之，本虚拟信号采集与分析系统对信号采集与分析系统的各个环节进行了深入的探讨，完成了信号分析和信号处理的基本功能。分析仪界面友好，使用方便。

摘要：负载串联谐振和负载并联谐振是常见的感应加热方式，前者由于具有一系列良好的特性已经得到了越来越广泛的应用。重点介绍了负载串联谐振的逆变控制,并给出了相关的实验结果。

关键词：负载串联谐振；频率跟踪；延时补偿

1概述

逆变电路根据直流侧储能元件形式的不同，可划分为电压型逆变电路和电流型逆变电路。电流型逆变器给并联负载供电，故又称并联谐振逆变器。电压型逆变器给串联负载供电，故又称串联谐振逆变器。

串联谐振逆变器在感应加热领域应用非常广泛，图1是它的基本原理图。它包括直流电压源，开关S1～S4和RLC串联谐振负载。

由于设计的是电压型负载高频逆变器，而达到高频，则要减小开关损耗。减小开关损耗的方法之一就是采用零电流开关。对于串联RLC电路，只有在LC串联谐振时，使得流过电阻R的电流iR和加在RLC两端的电压URLC同步，才能达到零电流开关要求。为此在全桥电路控制方式中，我们选取双极性控制方式。即开关管Sl和S3，S2和S4同时开通和关断，其开通时间不超过半个开关周期，即它们的开通角小于180°。