CN204761404U - 基于直接数字频率合成的波形发生器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了基于直接数字频率合成的波形发生器，它包括单片机控制模块、DDS信号合成模块、信号输出模块、键盘输入模块，液晶显示模块，单片机控制模块、DDS信号合成模块、信号输出模块依次相连，键盘输入模块的输出端连接单片机控制模块的输入端，单片机控制模块的输出端连接液晶显示模块的输入端，键盘输入模块包括数字输入键（7）、步进模式键（5）、步进加键（3）、步进减键（4）、相位加调整键（1）、相位减调整键（2）、频率设置键（6）。它可实时显示输出信号、幅度、频率和频率步进值，同时降低系统能耗，输出信号频率值可通过键盘进行设置，输出方波的占空比可调，可通过键盘0-9键设置，最大限度降低了系统功耗。
Description
技术领域
本实用新型涉及到仪器仪表装置技术领域，特别涉及一种信号发生装置中的基于直接数字频率合成的波形发生器。
背景技术
波形发生器是一种数据信号发生器，在调试硬件时，常常需要加入一些信号，以观察电路工作是否正常，波形发生器是能够产生大量的标准信号和用户定义信号，并保证高精度、高稳定性、可重复性和易操作性的电子仪器，它具有连续的相位变换、和频率稳定性等优点，不仅可以模拟各种复杂信号，还能够与其它仪器进行通讯，组成自动测试系统，波形发生器的仿真功能越来越完善，已成为通信、雷达、导航、超声、自动测量等复杂波形的主要信号源。用一般的波形发生器（信号发生器），不但体积较大，而且只提供频率较低的波形，很多场合不能满足需要，当前国内使用的波形发生器基于数显输出的产品大多具有昂贵、体积大、不方便携带等缺点，比如现在国内应用较多的任意波形发生器AFG3252，虽然精度高、输出波形多、调制功能全，但由于动辄几万元的高昂价格以及较大的体积，始终不能为中小型市场所需求。
实用新型内容
针对上述现有技术中的波形发生器存在的问题，本实用新型提供了一种性价比高、体积小、方波占空比可调、频率范围广、幅度相位可调、具有睡眠和唤醒功能的基于直接数字频率合成的波形发生器。
本实用新型要解决的技术问题所采取的技术方案是：基于直接数字频率合成的波形发生器，包括单片机控制模块、DDS信号合成模块、信号输出模块、键盘输入模块，液晶显示模块，所述单片机控制模块、DDS信号合成模块、信号输出模块依次相连，所述键盘输入模块的输出端连接单片机控制模块的输入端，单片机控制模块的输出端连接液晶显示模块的输入端，所述键盘输入模块包括数字输入键、步进模式键、步进加键、步进减键、相位加调整键、相位减调整键、频率设置键。
进一步地，所述单片机控制模块采用AT89S52芯片。
进一步地，所述DDS信号合成模块包括AD9851频率合成器，芯片AT89S52上的P17口接AD9851频率合成器的引脚25，芯片AT89S52上的P27口接AD9851频率合成器的引脚7，芯片AT89S52上的P26口接AD9851频率合成器的引脚8，芯片AT89S52上的P25口接AD9851频率合成器的引脚12。
进一步地，所述液晶显示模块采用1602液晶显示器，芯片AT89S52上的P22口接液晶显示模块的引脚6，芯片AT89S52上的P21口接液晶显示模块的引脚5，芯片AT89S52上的P20口接液晶显示模块的引脚4，芯片AT89S52上的P00口至P07口分别接液晶显示模块的引脚7至引脚14。
本实用新型的有益效果：与市场上现有的发生器相比，有以下优越性：1、正弦波波形幅值可调：在1kW负载条件下，输出正弦波信号的电压峰-峰值Vopp在0～5V范围内可调；2、采用液晶显示：可实时显示输出信号、幅度、频率和频率步进值，同时降低系统能耗；3、将输出信号频率范围宽：频率范围为1Hz～70MHz，输出信号频率步进间隔最小为1Hz；输出信号频率值可通过键盘进行设置；4、输出方波的占空比可调；5、睡眠功能：可以通过键盘0-9任意键设置，使波形发生器进入睡眠状态或从睡眠状态唤醒，从而最大限度降低了系统功耗。
附图说明
图1为本实用新型的硬件连接框图，
图2为本实用新型的键盘输入模块面板图，
图3为本实用新型的电源供电电路图，
图4为本实用新型的单片机控制模块电路图，
图5为本实用新型的键盘输入模块电路图，
图6为本实用新型的液晶显示模块电路图，
图7为本实用新型的DDS信号合成模块电路图。
在图中，1、相位加调整键2、相位减调整键3、步进加键4、步进减键5、步进模式键6、频率设置键7、数字输入键。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面根据附图结合具体实施方式来进一步详细描述本实用新型。
如图1、3、4、5、6、7所示，本实用新型包括以下模块：单片机控制模块、DDS信号合成模块、信号输出模块、键盘输入模块、液晶显示模块，所述单片机控制模块、DDS信号合成模块、信号输出模块依次相连，所述键盘输入模块的输出端连接单片机控制模块的输入端，单片机控制模块的输出端连接液晶显示模块的输入端。具体实施中，单片机控制模块采用以ATMEL公司的芯片AT89S52为控制核心，DDS信号合成模块采用AD9851频率合成器为信号产生电路，液晶显示模块采用1602液晶显示（实时显示输出信号的类型、幅度、频率和频率步进值），加以简单外围电路，所述外围电路主要由电源供电电路（如图3所示，采用变压器与三端稳压器相结合）、时钟信号电路、比较电路、滤波电路、输入输出端口等电路组成，时钟信号由125MHZ的晶振产生周期信号，滤波电路采用的是π型滤波器，作用是消除干扰信号，使输出波形更加完美，方波占空比调节：比较器的基准输入端电压由精密电位器产生，调节该电位器可以得到不同的占空比方波。
上述单片机控制模块与DDS信号合成模块之间具体的连接关系为：芯片AT89S52上的P17口接AD9851频率合成器的D7脚/25脚，芯片AT89S52上的P27口接AD9851频率合成器的w_clk脚/7脚，芯片AT89S52上的P26口接AD9851频率合成器的fq_up脚/8脚，芯片AT89S52上的P25口接AD9851频率合成器的reset脚/12脚。
上述单片机控制模块与液晶显示模块之间具体的连接关系为：芯片AT89S52上的P22口接液晶显示模块的E脚/6脚，芯片AT89S52上的P21口接液晶显示模块的RW脚/5脚，芯片AT89S52上的P20口接液晶显示模块的RS脚/4脚，芯片AT89S52上的P00口至P07口分别接液晶显示模块的引脚7至引脚14。
如图2所示，键盘输入模块采用4*4矩阵键盘作为输入按键，操作说明：
0~9数字输入键7：用于设置频率与AD9851进入休眠和唤醒之间切换（在AD9851芯片内部里面有一个40位的可编程控制位，分为5个字节，其中第一个字节的第二位power_down为1时AD9851会进入睡眠状态，为0时进入正常工作状态，也即唤醒）。
步进模式键5：按模式选择键5（#）时，可以循环设置七种步进模式，分别为1HZ,10HZ,100HZ,1KHZ,10KHZ,100KHZ,1MHZ。
步进加键3：按步进加键3（C）时，输出频率以步进模式加。
步进减键4：按步进加键4（D）时，输出频率以步进模式减。
相位加调整键1：按相位加调整键1（A）时，输出频率以11.25HZ的步进加调整相位，最大调整相位为3600。
相位减调整键2：按相位减调整键2（B）时，输出频率以11.250的步进减调整相位。
频率设置键6：按频率设置键6（*）时，可以通过按0~9键设置频率,再次按*，频率设置完成。
以上实施方式仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照具体实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求保护的范围中。
Claims (4)
1.基于直接数字频率合成的波形发生器，其特征在于：它包括单片机控制模块、DDS信号合成模块、信号输出模块、键盘输入模块，液晶显示模块，所述单片机控制模块、DDS信号合成模块、信号输出模块依次相连，所述键盘输入模块的输出端连接单片机控制模块的输入端，单片机控制模块的输出端连接液晶显示模块的输入端，所述键盘输入模块包括数字输入键（7）、步进模式键（5）、步进加键（3）、步进减键（4）、相位加调整键（1）、相位减调整键（2）、频率设置键（6）。
2.根据权利要求1所述的基于直接数字频率合成的波形发生器，其特征在于：所述单片机控制模块采用AT89S52芯片。
3.根据权利要求1所述的基于直接数字频率合成的波形发生器，其特征在于：所述DDS信号合成模块包括AD9851频率合成器，芯片AT89S52上的P17口接AD9851频率合成器的引脚25，芯片AT89S52上的P27口接AD9851频率合成器的引脚7，芯片AT89S5上的P26口接AD9851频率合成器的引脚8，芯片AT89S52上的P25口接AD9851频率合成器的引脚12。
4.根据权利要求1所述的基于直接数字频率合成的波形发生器，其特征在于：所述液晶显示模块采用1602液晶显示器，芯片AT89S52上的P22口接液晶显示模块的引脚6，芯片AT89S52上的P21口接液晶显示模块的引脚5，芯片AT89S52上的P20口接液晶显示模块的引脚4，芯片AT89S52上的P00口至P07口分别接液晶显示模块的引脚7至引脚14。
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|---|---|---|---|---|
| CN108768392A (zh) * | 2018-05-08 | 2018-11-06 | 成都大奇鹰科技有限公司 | 一种宽频率高精度频率合成器及频率合成方法 |
| CN110045343A (zh) * | 2019-05-10 | 2019-07-23 | 南京新频点电子科技有限公司 | 一种宽带多路雷达信号综合仿真系统及其工作方法 |
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