原發(fā)布者:金博秀
信號發(fā)生器的基本原理-信號發(fā)生器使用攻略信號發(fā)生器的基本原理 現(xiàn)代信號發(fā)生器的結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜,與早期的簡易信號發(fā)生器天差地別,但總體基本結(jié)構(gòu)功能單元還是類似的。信號發(fā)生器的主要部件有頻率產(chǎn)生單元、調(diào)制單元、緩沖放大單元、衰減輸出單元、顯示單元、控制單元。早期的信號發(fā)生器都采用模擬電路,現(xiàn)代信號發(fā)生器越來越多地使用數(shù)字電路或單片機控制,內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)上有了很大的變化。 頻率產(chǎn)生單元是信號發(fā)生器的基礎(chǔ)和核心。早期的高頻信號發(fā)生器采用模擬電路LC振蕩器,低頻信號發(fā)生器則較多采用文氏電橋振蕩器和RC移相振蕩器。由于早期沒有頻率合成技術(shù),所以上述LC、RC振蕩器優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單,可以產(chǎn)生連續(xù)變化的頻率,缺點是頻率穩(wěn)定度不夠高。早期產(chǎn)品為了提高信號發(fā)生器頻率穩(wěn)定度,在可變電容的精密調(diào)節(jié)方面下了很多功夫,不少產(chǎn)品都設(shè)計了精密的傳動機構(gòu)和指示機構(gòu),所以很多早期的高級信號發(fā)生器體積大、重量重。后來,人們發(fā)現(xiàn)采用石英晶體構(gòu)成振蕩電路,產(chǎn)生的頻率穩(wěn)定,但是石英晶體的頻率是固定的,在沒有頻率合成的技術(shù)條件下,只能做成固定頻率信號發(fā)生器。之后也出現(xiàn)過壓控振蕩器,雖然頻率穩(wěn)定度比LC振蕩器好些,但依然不夠理想,不過壓控振蕩器擺脫了LC振蕩器的機械結(jié)構(gòu),可以大大縮減儀器的體積,同時電路不太復(fù)雜,成本也不高?,F(xiàn)在一些低端的函數(shù)信號發(fā)生器依然采用這種方式。 隨著PLL鎖相環(huán)頻率合成器電路的興起,高檔信號發(fā)生器紛紛采用頻率合成技術(shù)
模擬信號與數(shù)字信號 不同的數(shù)據(jù)必須轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的信號才能進行傳輸:模擬數(shù)據(jù)一般采用模擬信號(Analog Signal),例如用一系列連續(xù)變化的電磁波(如無線電與電視廣播中的電磁波),或電壓信號(如電話傳輸中的音頻電壓信號)來表示;數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)則采用數(shù)字信號(Digital Signal),例如用一系列斷續(xù)變化的電壓脈沖(如我們可用恒定的正電壓表示二進制數(shù)1,用恒定的負(fù)電壓表示二進制數(shù)0),或光脈沖來表示。
當(dāng)模擬信號采用連續(xù)變化的電磁波來表示時,電磁波本身既是信號載體,同時作為傳輸介質(zhì);而當(dāng)模擬信號采用連續(xù)變化的信號電壓來表示時,它一般通過傳統(tǒng)的模擬信號傳輸線路(例如電話網(wǎng)、有線電視網(wǎng))來傳輸。 當(dāng)數(shù)字信號采用斷續(xù)變化的電壓或光脈沖來表示時,一般則需要用雙絞線、電纜或光纖介質(zhì)將通信雙方連接起來,才能將信號從一個節(jié)點傳到另一個節(jié)點。
1.1課程設(shè)計的目的和意義:本次課程設(shè)計,讓我學(xué)習(xí)和鞏固了使用單片機的定時中斷、基本的常用的寄存器的使用方法,還有就是學(xué)習(xí)常用的外圍硬件使用、電路原理圖設(shè)計、PCB設(shè)計等等。
使我對已學(xué)過的基礎(chǔ)知識有了更深入的理解,獨立思考、獨立工作以及應(yīng)用所學(xué)基本理化分析和解決實際問題的能力有了很大的提高。1.2 課程設(shè)計的任務(wù):數(shù)字電壓表(Digital Voltmeter)簡稱DVM,它是采用數(shù)字化測量技術(shù),把連續(xù)的模擬量(直流輸入電壓)轉(zhuǎn)換成不連續(xù)、離散的數(shù)字形式并加以顯示的儀表。
傳統(tǒng)的指針式電壓表功能單一、精度低,不能滿足數(shù)字化時代的需求,采用單片機的數(shù)字電壓表,由精度高、抗干擾能力強,可擴展性強、集成方便,還可與PC進行實時通信。目前,由各種單片A/D 轉(zhuǎn)換器構(gòu)成的數(shù)字電壓表,已被廣泛用于電子及電工測量、工業(yè)自動化儀表、自動測試系統(tǒng)等智能化測量領(lǐng)域,示出強大的生命力。
與此同時,由DVM擴展而成的各種通用及專用數(shù)字儀器儀表,也把電量及非電量測量技術(shù)提高到嶄新水平。本論文重點介紹單片機的數(shù)字電壓表的工作原理。
2 系統(tǒng)原理及基本框圖2.1課程設(shè)計系統(tǒng)環(huán)境(1)proteus仿真軟件(2)Keil c51軟件調(diào)試環(huán)境或wave調(diào)試程序2.2 設(shè)計原理單片機AT89C52和ADC0832設(shè)計一個數(shù)字電壓表,能夠測量0-5V之間的直流電壓值,兩位數(shù)碼顯示。重點負(fù)責(zé)單片機AT89C52硬件部分的功能及應(yīng)用。
AT89S52是一個低功耗,高性能CMOS 8位單片機,片內(nèi)含8k Bytes ISP(In-system programmable)的可反復(fù)擦寫1000次的Flash只讀程序存儲器,器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)制造,兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS -51指令系統(tǒng)及80C51引腳結(jié)構(gòu),芯片內(nèi)集成了通用8位中央處理器和ISP Flash存儲單元,功能強大的微型計算機的AT89S52可為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高性價比的解決方案。 AT89S52具有如下特點:40個引腳,8k Bytes Flash片內(nèi)程序存儲器,256 bytes的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器(RAM),32個外部雙向輸入/輸出(I/O)口,5個中斷優(yōu)先級2層中斷嵌套中斷,2個16位可編程定時計數(shù)器,2個全雙工串行通信口,看門狗(WDT)電路,片內(nèi)時鐘振蕩器。
此外,AT89S52設(shè)計和配置了振蕩頻率可為0Hz并可通過軟件設(shè)置省電模式??臻e模式下,CPU暫停工作,而RAM定時計數(shù)器,串行口,外中斷系統(tǒng)可繼續(xù)工作,掉電模式凍結(jié)振蕩器而保存RAM的數(shù)據(jù),停止芯片其它功能直至外中斷激活或硬件復(fù)位。
同時該芯片還具有PDIP、TQFP和PLCC等三種封裝形式,以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需求。2.3 設(shè)計方框圖。
主要用于信號不好的地方擴大信號。
信號調(diào)制可分為模擬調(diào)制和數(shù)字調(diào)制兩種,其中模擬調(diào)制,如幅度調(diào)制(AM)和頻率調(diào)制(FM)最常用于廣播通信中,而數(shù)字調(diào)制基于兩種狀態(tài),允許信號表示二進制數(shù)據(jù)。使用方法:選用與驗電器相同電壓等級的驗電信號發(fā)生器。
手持驗電器工作部分(驗電器頭)將發(fā)生器的電極頭接觸被測驗電器的電極頭,按動“工作”開關(guān),此時驗電器發(fā)出聲光信號表明驗電器的性能完好,如無聲光指示表明驗電器有故障,應(yīng)修理或更換后使用。檢測近電報警安全帽時只須將高壓信號發(fā)生器的電極頭靠近報警器按動“工作”開關(guān)即可。
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