波形产生及变换

模块四　波形产生及变换

课题1　低频信号发生器

功能描述：

（1）利用单片机产生正弦波、方波、锯齿波等波形。

（2）对正弦波的要求。频率范围：0.1Hz～10kHz；频率误差：小于0.1％；电压范围：0～5V（有效值）。

（3）对方波的要求。频率范围：0.01Hz～100kHz；频率误差：小于0.1％；电压范围：0～10V（峰峰值）。

（4）对锯齿波的要求。频率范围：0.01Hz～100kHz；频率误差：小于0.1％；电压范围：0～20V（峰峰值）。

（5）能通过键盘输入指令显示当前所产生的信号类型和信号频率、电压。输出级的输出电阻小于0.5Ω，最大输出电流不小于50mA。

课题2　波形发生器

功能描述：

（1）以单片机为主控制器，扩展适当的接口电路。

（2）通过功能选择，使波形发生器分别输出阶梯波、正弦波、三角波、方波。

（3）产生单极性和双极性两种输出。

课题3　波形变换电路

功能描述：

（1）以单片机为主控制器，将信号发生器所产生的正弦波信号采样存入数据存储器中，然后通过D/A转换将数字信号转换为正弦波信号，并将两种正弦波信号送入示波器进行比较。

（2）被转换的正弦波信号应能设置为多路输入、多路输出。

（3）在电路中设置小键盘，由键盘输入数据改变采样频率和其他参数，观察输入/输出波形的变化。键盘接口采用8155芯片，输入数据的存储单元的8155的RAM区。

波形变换电路的参考电路框图如图5.4所示。

图5.4　波形变换电路框图

课题4　实用信号源

功能描述：

（1）正弦波信号源。信号频率：20Hz～20kHz，步进调整，步长1Hz。

（2）脉冲波信号源。信号频率：20Hz～20kHz，步进调整，步长1Hz。脉冲占空比：2％～98％。步进可调，步长2％。

（3）频率可预置。

（4）在负载为600Ω时，输出幅度为3V。

（5）采用5位数码管来显示频率。

课题5　低频波发生器

功能描述：

（1）用单片机实现锯齿波、方波、三角波和正弦波的输出。

（2）输出的每一种波形都有1Hz、10Hz、100Hz、1kHz和10kHz 5种可选频率。

（3）输出电压在0～5V之间可调（峰峰值）。

（4）使用5位数码管来显示频率。

（5）频率误差小于1％。

课题6　频率特性测试仪

功能描述：

（1）以单片机为主控制器，设计一个频率特性测试系统，包含测试信号源、被测网络、检波及显示3个部分。

（2）设计幅频特性测试仪，要求频率范围为100Hz～100kHz；频率步进为10Hz；频率稳定度为10～4；测量精度为5％。能在全频范围和特定频率范围内自动步进测量，也可手动预置测量范围及步进频率值。LED显示，频率显示为5位，电压显示为3位，并能打印输出。

（3）设计一被测网络，要求电路形式为阻容双T网络，中心频率为5kHz，带宽为±50Hz。计算出网络的幅频和相频特性，并绘制出相位曲线。

（4）设计相频特性测试仪，要求频率范围为500Hz～10kHz。相位值显示为3位，符号显示为1位。

（5）频率误差小于1％。