CN108336995A - 一种信号发生器 - Google Patents
一种信号发生器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108336995A CN108336995A CN201810136541.5A CN201810136541A CN108336995A CN 108336995 A CN108336995 A CN 108336995A CN 201810136541 A CN201810136541 A CN 201810136541A CN 108336995 A CN108336995 A CN 108336995A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- signal
- sine wave
- signal generator
- wave signal
- module
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 29
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims abstract description 12
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 5
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 1
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000032696 parturition Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03L—AUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
- H03L7/00—Automatic control of frequency or phase; Synchronisation
- H03L7/06—Automatic control of frequency or phase; Synchronisation using a reference signal applied to a frequency- or phase-locked loop
- H03L7/16—Indirect frequency synthesis, i.e. generating a desired one of a number of predetermined frequencies using a frequency- or phase-locked loop
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03L—AUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
- H03L7/00—Automatic control of frequency or phase; Synchronisation
- H03L7/06—Automatic control of frequency or phase; Synchronisation using a reference signal applied to a frequency- or phase-locked loop
- H03L7/08—Details of the phase-locked loop
- H03L7/099—Details of the phase-locked loop concerning mainly the controlled oscillator of the loop
- H03L7/0991—Details of the phase-locked loop concerning mainly the controlled oscillator of the loop the oscillator being a digital oscillator, e.g. composed of a fixed oscillator followed by a variable frequency divider
- H03L7/0994—Details of the phase-locked loop concerning mainly the controlled oscillator of the loop the oscillator being a digital oscillator, e.g. composed of a fixed oscillator followed by a variable frequency divider comprising an accumulator
Landscapes
- Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
Abstract
本发明提出一种信号发生器，包括：输入模块、控制器、设定数量的直接数字式频率合成器、外围处理模块；其中，所述输入模块用于输入待生成的信号的参数信息；所述控制器，用于根据所述输入模块输入的所述待生成的信号的参数信息，生成信号生成指令；所述直接数字式频率合成器，用于根据所述控制器发送的所述信号生成指令，生成模拟正弦波信号；所述外围处理模块，用于对所述直接数字式频率合成器生成的模拟正弦波信号进行设定处理，并输出处理后的模拟正弦波信号。上述信号发生器能够同时生成不同波形的信号，能够满足同时产生多个任意波形的信号的要求。
Description
技术领域
本发明涉及数字电子技术领域，尤其涉及一种信号发生器。
背景技术
在电子工程涉及与测试中，常常需要一些复杂的、具有特殊要求的信号，要求其波形可任意产生，频率方便可调。在一些特殊的场合，甚至需要同时产生多个任意波形的信号。而常用的信号发生器一般只能在同一时间产生单一波形的信号，如果需要同时产生多个相关的不同波形的信号，则需要多个信号发生器同时工作才能满足要求。
发明内容
基于上述现有技术的缺陷和不足，本发明提出一种信号发生器，能够同时产生多种波形的信号。
一种信号发生器，包括：
输入模块、控制器、设定数量的直接数字式频率合成器、外围处理模块；
其中，所述输入模块用于输入待生成的信号的参数信息；
所述控制器，用于根据所述输入模块输入的所述待生成的信号的参数信息，生成信号生成指令；
所述直接数字式频率合成器，用于根据所述控制器发送的所述信号生成指令，生成模拟正弦波信号；
所述外围处理模块，用于对所述直接数字式频率合成器生成的模拟正弦波信号进行设定处理，并输出处理后的模拟正弦波信号。
优选地，所述直接数字式频率合成器，包括：
频率控制寄存器、相位累加器、正弦计算器、D/A转换器；
其中，所述频率控制寄存器，用于从接收的信号生成指令中解析得到频率控制码，并存储所述频率控制码；
所述相位累加器，用于根据所述频率控制码进行相位累加处理，得到相位值；
所述正弦计算器，用于根据所述相位值计算得到数字化正弦波信号；
所述D/A转换器，用于将所述数字化正弦波信号转换为模拟正弦波信号，并输出所述模拟正弦波信号。
优选地，所述外围处理模块包括：
低通滤波器，用于对所述模拟正弦波信号进行低通滤波处理；
放大电路，用于对所述低通滤波器处理后的模拟正弦波信号进行放大处理，并输出放大处理后的模拟正弦波信号。
优选地，所述信号发生器还包括：
时钟模块，用于为所述信号发生器提供时钟信号。
优选地，所述信号发生器还包括：
输出模块，用于显示所述信号发生器的参数配置情况。
优选地，所述输出模块包括12854LCD图形液晶显示模块。
优选地，所述控制器与所述设定数量的直接数字式频率合成器之间通过SPI串行接口连接。
优选地，所述输入模块包括：矩阵键盘输入模块。
本发明提出的信号发生器，包括设定数量的直接数字式频率合成器，当直接数字式频率合成器的数量为多个时，多个直接式数字频率合成器能够分别在控制器的控制下生成任意波形的信号，因此，上述信号发生器能够同时生成不同波形的信号，能够满足同时产生多个任意波形的信号的要求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种信号发生器的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的另一种信号发生器的结构示意图；
图3是本发明实施例提供的又一种信号发生器的结构示意图；
图4是本发明实施例提供的再一种信号发生器的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例公开了一种信号发生器，参见图1所示，该信号发生器包括：
输入模块100、控制器110、设定数量的直接数字式频率合成器120、外围处理模块130；
其中，输入模块100用于输入待生成的信号的参数信息；
具体的，上述参数信息具体为用户输入的需要生成的信号的频率、波形类型等信息。
在本发明的另一个实施例中，具体公开了，上述输入模块100采用矩阵键盘作为输入模块，用于为用于提供参数信息输入工具，实现人机交互。
控制器110，用于根据所述输入模块输入的所述待生成的信号的参数信息，生成信号生成指令；
具体的，当用户通过输入模块100输入需要生成的信号的频率、波形类型等信息后，控制器110根据用户输入的参数信息生成上述信号发生器可识别的信号生成指令。该信号生成指令中包含用户输入的参数信息，用于控制直接数字式频率合成器生成信号。
本发明实施例选用ST公司推出的基于ARM Cortex-M3内核的STM32系列处理器STM32F103T8作为信号发生器的控制器。该处理器具有高性能、低成本、低功耗、实时性强、易开发等优点，且支持在线系统编程、方便系统的开发和维护。
所述直接数字式频率合成器120，用于根据所述控制器发送的所述信号生成指令，生成模拟正弦波信号；
具体的，直接数字式频率合成器(Direct Digital Synthesizer，DDS)同数字信号处理一样，是一项关键的数字化技术。与传统的频率合成器相比，DDS具有低成本、低功耗、高分辨率和快速转换时间等优点，广泛使用在电信与电子仪器领域，是实现设备全数字化的一个关键技术。
DDS以稳定度高的参考时钟为参考源，通过精密的相位累加器和数字信号处理，通过高速D/A变换器产生所需的模拟正弦波信号。
本发明实施例中的上述设定数量的DDS选用ADI公司一款集成14位DAC的1.0GSPSDDS。AD9912具有48位频率调谐字，可以合成不大于4μHz的步进频率。芯片内部具有一个集成的系统时钟锁相环(PLL)，允许系统时钟输入低至25MHz。
所述外围处理模块130，用于对所述直接数字式频率合成器生成的模拟正弦波信号进行设定处理，并输出处理后的模拟正弦波信号。
具体的，外围处理模块130主要用于对DDS生成的模拟正弦波信号进行滤波、放大等处理，最后将处理后的模拟正弦波信号输出，即生成了最终的模拟正弦波信号。
需要说明的是，用户通过输入模块100可以输入多组待生成的信号的参数信息，然后控制器110根据用户输入的多组参数信息分别生成信号生成指令并发送给直接数字式频率合成器130，接收到信号生成指令的各个直接数字式频率合成器130分别根据接收的信号生成指令生成模拟正弦波，即可同时生成多个不同波形的信号。
通过上述介绍可见，本发明实施例提出的信号发生器，包括设定数量的直接数字式频率合成器，当直接数字式频率合成器的数量为多个时，多个直接式数字频率合成器能够分别在控制器的控制下生成任意波形的信号，因此，上述信号发生器能够同时生成不同波形的信号，能够满足同时产生多个任意波形的信号的要求。
可选的，在本发明的另一个实施例中，参见图2所示，直接数字式频率合成器120，包括：
频率控制寄存器1201、相位累加器1202、正弦计算器1203、D/A转换器1204；
其中，频率控制寄存器1201，用于从接收的信号生成指令中解析得到频率控制码，并存储所述频率控制码；
具体的，频率控制寄存器1201在接收到控制器110发送的信号生成指令后，对接收的信号生成指令进行解析，从中确定频率控制码，并将确定的频率控制码进行存储。
相位累加器1202，用于根据所述频率控制码进行相位累加处理，得到相位值；
具体的，相位累加器1202根据频率控制寄存器1201存储的频率控制码在每个时钟周期内进行相位累加，得到一个相位值。
正弦计算器1203，用于根据所述相位值计算得到数字化正弦波信号；
具体的，正弦计算器1203对相位累加器1202得到的相位值计算数字化正弦波幅度，即可得到一个数字化正弦波信号。
同时，直接数字式频率合成器120内部还内置D/A转换器1204，该转换器将正弦计算器1203计算得到的数字正弦波信号转换为模拟正弦波信号，并输出，即得到模拟正弦波信号。
可选的，在本发明的另一个实施例中，参见图3所示，外围处理模块130包括：
低通滤波器1301，用于对所述模拟正弦波信号进行低通滤波处理；
具体的，由于直接数字式频率合成器DDS输出的正弦波信号为经过D/A转换器得到的信号，该信号中含有高频成分，因此需要低通滤波器1301对该信号进行低通滤波处理，滤除信号中的高频成分。
放大电路1302，用于对所述低通滤波器处理后的模拟正弦波信号进行放大处理，并输出放大处理后的模拟正弦波信号。
具体的，放大电路1302对低通滤波后的正弦波信号进行放大处理，使信号更易于识别、采集，提高信号功率等。
可选的，在本发明的另一个实施例中，本发明实施例公开的信号发生器还包括：
时钟模块，用于为所述信号发生器提供时钟信号。
具体的，信号发生器中的直接数字式频率合成器DDS需要以稳定度高的参考时钟作为参考源才能产生高精度的任意波形信号。因此，本发明实施例中为信号发生器设置时钟模块，用于为信号发生器中的DDS提供参考时钟。同时，该时钟模块还用于为整个信号发生器各部分提供同步时钟。
需要说明的是，时钟模块可以为DDS和信号发生器各部分提供相同的时钟，也可以根据需求，为DDS提供高稳定度的时钟，同时为信号发生器各部分提供普通的同步时钟。
进一步的，还可以分别为DDS设置一个高稳定度的时钟模块，为DDS提供高稳定度的时钟信号，同时设置一个普通的时钟模块，用于为信号发生器各部分提供普通的同步时钟信号。
事实上，任意可以满足信号发生器对时钟信号要求的时钟模块设置方式，都可以被本发明实施例所采用。
可选的，在本发明的另一个实施例中，参见图4所示，本发明实施例公开的信号发生器还包括：
输出模块140，用于显示所述信号发生器的参数配置情况。
具体的，输出模块140与控制器110连接，当用户通过输入模块100输入待生成的信号的参数信息时，控制器110根据用户输入的参数信息进行相应的处理，并将处理过程及结果发送给输出模块140进行显示，这样用户可以实时了解信号发生器工作过程及进度，便于及时发现问题等。
可选的，在本发明的另一个实施例中，输出模块140包括12854LCD图形液晶显示模块。
具体的，本发明实施例公开了输出模块140的具体结构形式。本发明实施例中的输出模块140选用了12864LCD图形液晶显示模块。
可选的，在本发明的另一个实施例中，控制器110与设定数量的直接数字式频率合成器120之间通过SPI串行接口连接。
具体的，由于直接数字式频率合成器DDS的对外接口为SPI接口，因此，在本发明实施例中，通过SPI接口将控制器110与设定数量的DDS进行通信连接。可以理解，如果控制器110或直接数字式频率合成器DDS的对外接口选用其它类型的接口，则应当采用相应的接口来实现两者之间的通信连接。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (8)
1.一种信号发生器，其特征在于，包括：
输入模块、控制器、设定数量的直接数字式频率合成器、外围处理模块；
其中，所述输入模块用于输入待生成的信号的参数信息；
所述控制器，用于根据所述输入模块输入的所述待生成的信号的参数信息，生成信号生成指令；
所述直接数字式频率合成器，用于根据所述控制器发送的所述信号生成指令，生成模拟正弦波信号；
所述外围处理模块，用于对所述直接数字式频率合成器生成的模拟正弦波信号进行设定处理，并输出处理后的模拟正弦波信号。
2.根据权利要求1所述的信号发生器，其特征在于，所述直接数字式频率合成器，包括：
频率控制寄存器、相位累加器、正弦计算器、D/A转换器；
其中，所述频率控制寄存器，用于从接收的信号生成指令中解析得到频率控制码，并存储所述频率控制码；
所述相位累加器，用于根据所述频率控制码进行相位累加处理，得到相位值；
所述正弦计算器，用于根据所述相位值计算得到数字化正弦波信号；
所述D/A转换器，用于将所述数字化正弦波信号转换为模拟正弦波信号，并输出所述模拟正弦波信号。
3.根据权利要求2所述的信号发生器，其特征在于，所述外围处理模块包括：
低通滤波器，用于对所述模拟正弦波信号进行低通滤波处理；
放大电路，用于对所述低通滤波器处理后的模拟正弦波信号进行放大处理，并输出放大处理后的模拟正弦波信号。
4.根据权利要求1所述的信号发生器，其特征在于，所述信号发生器还包括：
时钟模块，用于为所述信号发生器提供时钟信号。
5.根据权利要求1所述的信号发生器，其特征在于，所述信号发生器还包括：
输出模块，用于显示所述信号发生器的参数配置情况。
6.根据权利要求5所述的信号发生器，其特征在于，所述输出模块包括12854LCD图形液晶显示模块。
7.根据权利要求1所述的信号发生器，其特征在于，所述控制器与所述设定数量的直接数字式频率合成器之间通过SPI串行接口连接。
8.根据权利要求1所述的信号发生器，其特征在于，所述输入模块包括：矩阵键盘输入模块。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810136541.5A CN108336995A (zh) | 2018-02-09 | 2018-02-09 | 一种信号发生器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810136541.5A CN108336995A (zh) | 2018-02-09 | 2018-02-09 | 一种信号发生器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108336995A true CN108336995A (zh) | 2018-07-27 |
Family
ID=62928760
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810136541.5A Pending CN108336995A (zh) | 2018-02-09 | 2018-02-09 | 一种信号发生器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108336995A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109542161A (zh) * | 2019-01-30 | 2019-03-29 | 北京昊海雅正科技有限公司 | 一种时钟信号发生装置及方法 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011088610A1 (en) * | 2010-01-19 | 2011-07-28 | Integrated Device Technologies, Inc | Method and circuit for displayport video clock recovery |
| CN105634487A (zh) * | 2014-10-29 | 2016-06-01 | 江苏绿扬电子仪器集团有限公司 | 宽覆盖的并行形式dds的实现装置 |
| CN205608739U (zh) * | 2016-04-06 | 2016-09-28 | 北京芯联创展电子技术有限公司 | 一种具备收发信标功能的rfid读写系统 |
| CN106598135A (zh) * | 2016-11-14 | 2017-04-26 | 深圳市鼎阳科技有限公司 | 一种dds信号发生器 |
| CN106598136A (zh) * | 2016-12-12 | 2017-04-26 | 浪潮电子信息产业股份有限公司 | 一种通用型信号源装置及实现方法 |
| CN106788498A (zh) * | 2016-11-24 | 2017-05-31 | 中国电子科技集团公司第二十六研究所 | 一种基于dds多载波技术的aotf谐波抑制驱动器 |
| CN206498391U (zh) * | 2016-12-27 | 2017-09-15 | 航天信息股份有限公司 | 多路dds信号发生器 |
| CN107483050A (zh) * | 2017-07-12 | 2017-12-15 | 西安空间无线电技术研究所 | 一种基于实时跟踪技术的原子钟平稳切换系统 |
-
2018
- 2018-02-09 CN CN201810136541.5A patent/CN108336995A/zh active Pending
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011088610A1 (en) * | 2010-01-19 | 2011-07-28 | Integrated Device Technologies, Inc | Method and circuit for displayport video clock recovery |
| CN105634487A (zh) * | 2014-10-29 | 2016-06-01 | 江苏绿扬电子仪器集团有限公司 | 宽覆盖的并行形式dds的实现装置 |
| CN205608739U (zh) * | 2016-04-06 | 2016-09-28 | 北京芯联创展电子技术有限公司 | 一种具备收发信标功能的rfid读写系统 |
| CN106598135A (zh) * | 2016-11-14 | 2017-04-26 | 深圳市鼎阳科技有限公司 | 一种dds信号发生器 |
| CN106788498A (zh) * | 2016-11-24 | 2017-05-31 | 中国电子科技集团公司第二十六研究所 | 一种基于dds多载波技术的aotf谐波抑制驱动器 |
| CN106598136A (zh) * | 2016-12-12 | 2017-04-26 | 浪潮电子信息产业股份有限公司 | 一种通用型信号源装置及实现方法 |
| CN206498391U (zh) * | 2016-12-27 | 2017-09-15 | 航天信息股份有限公司 | 多路dds信号发生器 |
| CN107483050A (zh) * | 2017-07-12 | 2017-12-15 | 西安空间无线电技术研究所 | 一种基于实时跟踪技术的原子钟平稳切换系统 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109542161A (zh) * | 2019-01-30 | 2019-03-29 | 北京昊海雅正科技有限公司 | 一种时钟信号发生装置及方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105281886B (zh) | 冷离子量子信息处理器的时序控制信号产生方法及装置 | |
| CN102739202B (zh) | 一种可级联的多通道dds信号发生器 | |
| CN104753502B (zh) | 一种基于fpga的dds信号发生器及其实现方法 | |
| CN109307806A (zh) | 一种高准确度的标准信号源 | |
| CN106502309A (zh) | 基于da归零保持函数的时域交织任意波形合成装置及方法 | |
| CN108336995A (zh) | 一种信号发生器 | |
| CN105929348B (zh) | 一种磁共振谱仪及基于fpga的磁共振谱仪控制装置 | |
| CN106444963A (zh) | 一种可编程dds任意波形信号发生器 | |
| CN103873055B (zh) | 具有时钟同步电路的测量仪器及时钟同步方法 | |
| CN101789783A (zh) | 数字延迟锁相环 | |
| CN103944538A (zh) | 一种任意波形发生装置 | |
| CN101350619B (zh) | 基于直接数字合成技术的声光驱动器 | |
| CN206379936U (zh) | 多信号转换电路 | |
| CN105846819A (zh) | 一种基于fpga的直接数字频率合成方法及合成器 | |
| CN206727976U (zh) | 基于fpga的数字信号发生器 | |
| CN206650643U (zh) | 一种高精度延时脉冲发生器 | |
| CN205844830U (zh) | 一种基于dsp的任意信号发生器 | |
| CN104391817A (zh) | 与外围设备同步的电子系统 | |
| CN205942301U (zh) | 一种航天器遥测采编帧格式控制系统 | |
| CN104104367A (zh) | 一种多波形信号发生器 | |
| CN205081770U (zh) | 一种直流参数测试装置 | |
| CN103684741B (zh) | 用于通信加密的多混沌吸引子分时切换方法及切换装置 | |
| CN103095297A (zh) | 直接数字频率合成器产生精准频率的方法 | |
| CN206249140U (zh) | 一种可编程dds任意波形信号发生器 | |
| CN203800905U (zh) | 一种任意波形发生装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20180727 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |