全制式模拟信号发生器用于产生被测电路所需特定参数的电测试信号。在测试、研究或调整电子电路及设备时,为测定电路的一些电参量,如测量频率响应、噪声系数,为电压表定度等,都要求提供符合所定技术条件的电信号,以模拟在实际工作中使用的待测设备的激励信号。当要求进行系统的稳态特性测量时,需使用振幅、频率已知的正弦信号源。当测试系统的瞬态特性时,又需使用前沿时间、脉冲宽度和重复周期已知的矩形脉冲源。
全制式模拟信号发生器用来产生频率为20Hz~200kHz的正弦信号(低频)。除具有电压输出外,有的还有功率输出。所以用途十分广泛,可用于测试或检修各种电子仪器设备中的低频放大器的频率特性、增益、通频带,也可用作高频信号发生器的外调制信号源。另外,在校准电子电压表时,它可提供交流信号电压。低频信号发生器的原理:系统包括主振级、主振输出调节电位器、电压放大器、输出衰减器、功率放大器、阻抗变换器(输出变压器)和指示电压表。
全制式模拟信号发生器的系统设计方案:
全制式模拟信号发生器可分解为三大部分,*部分为一个输出频率可调,且波形种类可变信号源;第二部分为程控增益缓冲放大器,负责调节输出信号的幅度;第三部分为单片机控制单元,负责控制信号源,程控放大器,以及人机交互。
方案1:采用模拟锁相环实现,此种方案的原理为:通过改变锁相环的N、R分频器分频系数来实现输出频率的调节,但VCO只能输出正弦波,要输出三角波和方波,还需在VCO输出后接波形变换电路,且单个VCO的输出频率范围远达不到题目的要求,需接多个VCO来进行档位切换。
方案2:采用直接数字频率合成(DDS)芯片实现:DDS是较为先进的一种频率合成技术,基于DDS技术的波形发生器具有输出频率稳定、准确,波形质量好和输出频率范围宽等一系列*的优点。此种方案改变输出频率的方法是向DDS芯片写控制字,通过改变相位累加字来改变输出频率,常见的DDS芯片,如AD9954等,只有正弦波输出,同方案一类似,要产生三种波形,也需外接波形变换电路。
方案3:采用单片函数发生器芯片实现:通常的单片函数发生器芯片几乎整合函数发生器的所有功能,一般具有正弦波,三角波,方波输出,且输出频率和幅度以及占空比可调,其频率,幅度以及占空比的调节通常是靠调节引脚电压或振荡器电容来实现。如MAX038,ICL8038等。此种方案不需要外接波形变换电路即可输出三种波形,通过切换振荡器电容和改变控制引脚电压,可以达到较宽的输出频率范围和较小的频率步进。