頻率可調(diào)信號(hào)源的設(shè)計(jì)分析

2. 6 鍵盤輸入和信號(hào)狀態(tài)顯示

該部分電路使用液晶顯示模塊SG19264 和按鍵開關(guān)實(shí)現(xiàn)信號(hào)源發(fā)生器的頻率、幅度、占空比調(diào)節(jié)和信號(hào)狀態(tài)輸出顯示， 使用C8051F130 的I/ O 口連接4 4 鍵盤矩陣和SG19264 數(shù)據(jù)口和控制口， 根據(jù)按鍵情況在液晶模塊上顯示輸出信號(hào)類型、頻率、幅度、占空比等狀態(tài)信息。

3 軟件設(shè)計(jì)

信號(hào)發(fā)生器軟件設(shè)計(jì)采用模塊化編程結(jié)構(gòu)， 分為初始化程序、鍵盤處理程序、波形選擇程序、頻率調(diào)節(jié)程序、占空比調(diào)節(jié)程序、幅度調(diào)節(jié)程序、信號(hào)狀態(tài)顯示程序， 信號(hào)發(fā)生器上電執(zhí)行初始化程序產(chǎn)生頻率1 kHz, 幅度2 V(VPP)， 占空比為50% 的方波， 初始化后響應(yīng)是何按鍵按下， 轉(zhuǎn)入相應(yīng)的信號(hào)狀態(tài)調(diào)節(jié)程序最后通過信號(hào)狀態(tài)顯示程序在液晶上顯示， 程序流程圖如圖4 所示。

圖4 程序流程

4 結(jié) 論

為驗(yàn)證所設(shè)計(jì)信號(hào)源發(fā)生器性能， 在按照上述硬件和軟件設(shè)計(jì)后， 對(duì)其輸出信號(hào)各項(xiàng)指標(biāo)參數(shù)進(jìn)行了實(shí)際測(cè)試， 其中使用Agilent 53132A 和National VP7720A 對(duì)其主要參數(shù)輸出頻率精度和總失真度系數(shù)的測(cè)試數(shù)據(jù)如表3 和表4 所示。

表3 輸出頻率

表4 正弦波失真系數(shù)

由表3 和表4 可見， 本設(shè)計(jì)的信號(hào)發(fā)生器能達(dá)到輸出波形失真度小于0. 3% , 輸出頻率精度優(yōu)于2 ×10- 4 , 在同類設(shè)計(jì)中性能較優(yōu)。

本設(shè)計(jì)以單片機(jī)C8051F130 為核心， 輔以D/A 轉(zhuǎn)換器AD7533 和AD7303 及數(shù)字電位器X9C103 等外圍電路對(duì)MAX038 進(jìn)行控制產(chǎn)生所需信號(hào)。經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證， 所設(shè)計(jì)的信號(hào)發(fā)生器能輸出頻率小于15 MHz, 幅度200 mV~ 20 V(VPP )連續(xù)可調(diào)， 占空比在15%~ 85%的方波、正弦波、三角波， 具有外圍電路簡(jiǎn)單、體積小、精度高、輸出波形失真小等優(yōu)點(diǎn)。該信號(hào)發(fā)生器已經(jīng)廣泛應(yīng)用在我院電學(xué)電子測(cè)試工作中。