[实用新型]高精度数字式多功能函数信号发生器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种高精度数字式多功能函数信号发生器。

背景技术

函数信号发生器的实现方案有很多，主要有如下几种：

1、采用微处理器和数摸转换器直接合成的数字式函数信号发生器。这种信号发生器价格低，在低频范围内可靠性好，体积小，功耗低，但受到微处理器的限制，输出信号频率低，难以实现高频信号输出。

2、采用单芯片集成方案，即单芯片集成信号发生功能，可实现正弦波、三角波、方波等。此类方案实现简单，但输出波形种类固定，频率范围有限。

3、采用DDS技术实现函数信号发生功能。此类方法将一个正弦信号取样、量化、编码，形成一个正弦函数表，存在EPROM中，合成时通过改变相位累加器的频率控制字来改变相位增量，使其一周期内的取样点数的不同，从而实现频率程控的方法。为实现高频信号输出，通常采用FPGA实现。此方案成本高，精度低、输出频谱的相位噪声大。

发明内容

本实用新型的目的在于提供了一种成本低、体积小、功耗低、精度高、误差小、多波形、频带范围宽的高精度数字式多功能函数信号发生器。

为达到发明目的本实用新型采用的技术方案是：   

高精度数字式多功能函数信号发生器，其特征在于：包括微处理器，所述微处理器上连接有触摸屏、通信接口、DDS芯片，所述DDS芯片分别与无源低通滤波器、可编程计数器连接，所述可编程计数器与非易失存储器连接，所述非易失存储器与有源低通滤波器连接，所述无源低通滤波器和有源低通滤波器均与信号放大电路连接，所述信号放大电路的输出端依次连接有信号程控衰减电路、驱动输出电路，所述微处理器与非易失存储器连接；

所述触摸屏、通信接口用于发出频率控制字、信号幅度、输出波形种类、波形数据参数信息给微处理器；

所述微处理器用于接收触摸屏或者通信接口发出的参数信息，并输出相关控制指令信息给DDS芯片，或输出波形数据至非易失存储器存储；

所述DDS芯片用于接收微处理器输出的相关控制指令并输出正弦波信号给无源低通滤波器，提供时钟输入信号给可编程计数器；

所述非易失存储器用于存储微处理器输出的波形数据；

所述可编程计数器用于提供地址扫描信号，并将非易失存储器中的波形数据扫描输出给有源低通滤波器；

所述无源低通滤波器与有源低通滤波器用于将接收的信号进行滤波，并输出滤波后的信号给信号放大电路；

所述信号放大电路用于将接收到的滤波后的信号放大，并将放大后的信号输出给信号程控衰减电路；

所述信号程控衰减电路用于调整接收到的放大后的信号幅度，并将调整后的信号输出给驱动输出电路；

所述驱动输出电路用于接收调整信号幅度后的信号，并将其输出。

进一步，所述DDS芯片包括输出时钟输入信号给可编程计数器的比较器，所述比较器与提供时钟输入源给其的无源低通滤波器连接。

进一步，所述DDS芯片是AD9851芯片。

本实用新型使用时，首先由触摸屏或者通信接口向微处理器发出频率控制字、信号幅度、输出波形种类、波形数据等参数。输出正弦波时，微处理器发送频率、相位等控制字给DDS芯片，DDS芯片的输出正弦波至无源低通滤波器，将离散正弦波进行低通滤波，滤波过的正弦波通过信号放大电路放大信号、信号程控衰减电路调整信号幅度、驱动输出电路驱动后输出。

输出三角波、锯齿波、方波等波形时，从触摸屏获取的波形数据通过微处理器写入至非易失存储器，或者通过通信接口将波形数据通过微处理器写入至非易失存储器。通过可编程计数器提供地址扫描信号，将非易失存储器中的波形数据逐一扫描输出，通过有源低通滤波器进行滤波获得光滑的波形，通过信号放大电路将信号进行放大，通过信号程控衰减电路调整信号幅度和驱动输出电路驱动后输出。可编程计数器的输入时钟信号由DDS芯片内部的高速比较器提供，比较器的时钟输入信号由DDS芯片输出的离散正弦信号通过无源低通滤波器滤波后提供。

存储在非易失存储器中的任意波形数据可通过触摸屏人为绘制获得，也可将PC上的波形数据通过通信接口发送获得。

本实用新型的有益效果：成本低、体积小、功耗低、精度高、误差小、多波形、频带范围宽。

附图说明

图1是本实用新型的原理框图。

具体实施方式