正弦信號發生器制造技術

本發明專利技術涉及一種正弦信號發生器，其主要技術特點是：由電源、電壓同步電路、控制模塊、DDS模塊、LPF低通平滑濾波器、液晶顯示屏和鍵盤構成；其中，控制模塊包括CPLD可編程邏輯器和單片機，電源、電壓同步電路、液晶顯示屏和鍵盤分別與控制模塊相連，控制模塊通過DDS模塊連接LPF低通平滑濾波器。本發明專利技術設計合理，采用DDS技術，使信號發生器在保證輸出穩定的正弦波頻率情況下，能夠實現頻率可調，失真度小，頻率步進小，精確度高的特點，產生的正弦信號源可以廣泛運用于教學或高科技工業以及實驗場合。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于信號發生器領域，尤其是一種正弦信號發生器。
技術介紹
隨著電力工業的快速發展，非線性、沖擊性負荷對電能質量造成了嚴重污染。不但引起了電網波形的畸變，諧波的存在也增加了輸電導線上的損耗，導致電能質量下降，影響電力系統安全穩定運行，影響電力設備正常工作。因此諧波已成為污染電網和其它設備的公害。傳統的正弦信號源根據實際需要一般價格昂貴，低頻輸出時性能不好且不便于自動調節，工程實用性較差。本專利技術以較低的成本制作正弦信號發生器，設計新穎，具有系統結構緊湊，集成度高，可配置性強的特點，可實現功能強大的系統。既可用作一般的正弦信號，也可作為調制用的教學演示信號源等。
技術實現思路
本專利技術的目的在于克服現有技術的不足，提供一種功能強大、性能穩定的正弦信號發生器。本專利技術解決其技術問題是采取以下技術方案實現的: 一種正弦信號發生器，由電源、電壓同步電路、控制模塊、DDS模塊、LPF低通平滑濾波器、液晶顯示屏和鍵盤構成；其中，控制模塊包括CPLD可編程邏輯器和單片機，電源、電壓同步電路、液晶顯示屏和鍵盤分別與控制模塊相連，控制模塊通過DDS模塊連接LPF低通平滑濾波器。而且，所述的DDS模塊包括模擬幅度調制信號模塊、模擬頻率調制信號模塊、NCO數控振蕩源和DAC數模轉換器，且NCO數控振蕩源由Nbit相位累加器和ROM只讀存儲器構成。而且，所述的CPLD可編程邏輯器采用EP1K30TC144-3FPGA芯片。而且，所述的FPGA芯片嵌入了 32位的軟核處理器Microblaze，實現了對整合系統的控制。而且，所述的DAC數模轉換器采用12位并行數模轉換器TLV5619。本專利技術的優點和積極效果是: 1、本專利技術采用EP1K30TC144-3FPGA芯片實現DDS模塊的工作，通過設定DDS模塊上的相位累加器的位數N、頻率控制字K和時鐘頻率fc的值，地址以查表方式，得到對應相位的信號幅度值，經過DAC數模轉換器，就可以得到一定頻率的信號輸出波形，LPF低通平滑濾波器對輸出的信號波形進行平滑處理，濾除雜波和諧波。2、本專利技術采用嵌入了 32位的軟核處理器Microblaze的FPGA芯片，實現對整個系統的控制，同時增加鍵盤驅動、液晶顯示屏驅動模塊，實現用戶與單片機的交互，使整個系統高度集成化。3、本專利技術采用中斷查詢的方式接收通過鍵盤輸入的頻率值。該頻率值一方面送到數碼顯示接口進行顯示，另一方面轉化成頻率控制字送往Nbit相位累加器模塊。4、本專利技術設計合理，采用DDS技術，使信號發生器在保證輸出穩定的正弦波頻率情況下，能夠實現頻率可調，失真度小，頻率步進小，精確度高的特點，產生的正弦信號源可以廣泛運用于教學或高科技工業以及實驗場合。附圖說明圖1是本專利技術的系統框圖示意圖。圖2是基于DDS技術的原理框圖。圖3是模擬幅度調制原理框圖。圖4是模擬頻率調制原理框圖。具體實施例方式以下結合附圖對本專利技術實施例做進一步詳述: 一種正弦信號發生器，如圖1所示由:由電源、電壓同步電路、控制模塊、DDS模塊、LPF低通平滑濾波器、液晶顯示屏和鍵盤構成；其中，控制模塊包括CPLD可編程邏輯器和單片機，電源、電壓同步電路、液晶顯示屏和鍵盤分別與控制模塊相連，控制模塊通過DDS模塊連接LPF低通平滑濾波器。圖2是基于DDS技術的原理框圖，fc為時鐘頻率，K為頻率控制字，N為相位累加器的字長，M為ROM地址線位數，L為ROM數據線寬度，fo為輸出頻率。在時鐘頻率fc的控制下，對輸入頻率控制字K進行累加，累加滿量時就產生溢出。相位累加器的輸出對應于該時刻合成周期信號的相位，并且這個相位是周期性的，在O 2π范圍內變化。相位累加器位數為N，最大輸出為2Ν-1，對應于2 Ji的相位，累加I次就輸出I個相應的相位碼，地址以查表方式，得到對應相位的信號幅度值，經過DAC數模轉換器轉換，就可以得到一定頻率的信號輸出波形，LPF低通平滑濾波器對輸出的信號波形進行平滑處理，濾除雜波和諧波。圖3是模擬幅度調制原理框圖，由DDS模塊產生的波形信號作為載波，在單片機內部做調制信號正弦波形存儲表，根據鍵盤所設定的調制度與ROM只讀存儲器中的數據相乘的結果發送到CPLD可編程邏輯器與DDS得到的波形相乘，再與DDS信號相加就產生相應的數字調幅波編碼，經DAC數模轉換器轉換得到模擬調幅信號。圖4是模擬頻率調制原理框圖，CPLD可編程邏輯器，頻偏為5 K時的控制字是50，將余弦波形與50相乘，并與單片機傳遞的頻率控制字K相加，送入DDS模塊經DAC數模轉換器轉換就可以輸出調頻波，得到模擬調頻信號。需要強調的是，本專利技術所述的實施例是說明性的，而不是限定性的，因此本專利技術并不限于具體實施方式中所述的實施例，凡是由本領域技術人員根據本專利技術的技術方案得出的其他實施方式，同樣屬于本專利技術保護的范圍。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種正弦信號發生器，其特征在于：由電源、電壓同步電路、控制模塊、DDS模塊、LPF低通平滑濾波器、液晶顯示屏和鍵盤構成；其中，控制模塊包括CPLD可編程邏輯器和單片機，電源、電壓同步電路、液晶顯示屏和鍵盤分別與控制模塊相連，控制模塊通過DDS模塊連接LPF低通平滑濾波器。

【技術特征摘要】
1.一種正弦信號發生器，其特征在于:由電源、電壓同步電路、控制模塊、DDS模塊、LPF低通平滑濾波器、液晶顯示屏和鍵盤構成；其中，控制模塊包括CPLD可編程邏輯器和單片機，電源、電壓同步電路、液晶顯示屏和鍵盤分別與控制模塊相連，控制模塊通過DDS模塊連接LPF低通平滑濾波器。2.根據權利要求1所述的正弦信號發生器，其特征在于:所述的DDS模塊包括模擬幅度調制信號模塊、模擬頻率調制信號模塊、NCO數控振蕩源和DAC數模轉換器，且NC...

【專利技術屬性】
技術研發人員：毛振剛，
申請(專利權)人：天津長城科安電子科技有限公司，
類型：發明
國別省市：