为对器件的要求很高，易引入干扰。调试困难。用模拟乘法器实现调幅也是常用的方法。集成模拟乘法器构成的调制器线性失真小，包络波形好，比用分立元件所构成的调制器稳定，而且实现起来也很方便，很容易控制，并且很稳定。所以本系统采用这种方法。调频信号的产生产生调频信号的也有方法很多，归纳起来主要有两类是用调制信号直接控制载波的瞬时频率直接调频二是先将调制信号积分，然后对载波进行调相，结果得到调频波，即由调相变调频间接调频。常用的调频方法是变容二极管调频，实现起来也不困难，但是要进步提高灵敏度和精度，减少失真，实现数控，也不易于做到。因为系统的正弦波发生器是基于芯片的，所以可以充分利用硬件资源，根据调制信号和载波信号，用程序控制芯片直接输出调频信号，这样做的好处是电路简单，频偏的改变只需要改变置入的频偏参数即可。经过我们在实验中的测试，发现这种方法的效果良好。二进制信号的产生在幅度键控中，载波幅度是随着调制信号而变化的。幅度键控信号的产生，可以把二进制序列看作个开关信号的序列，用这个开关信号对载波进行调制，就得到了信号。二进制相移键控中，载波的相位随信号或而改变，通常用相位和来分别表示或。相移键控信号的产生和类似，可以由两个初相位不同的信号相加得到。在这个设计中，因为所采用的芯片自带了的功能，所以只需要写程序控制芯片，即可得到所需要的信号。从而节省了硬件开销，实现起来更加容易，效果也好。末级放大电路部分系统的输出要求在频率范围内负载电阻上正弦信号输出电压的峰峰值为，因此定要在末级加上放大电路。方案用晶体管组成放大电路用分立的晶体管元件构成的放大电路，优点是灵敏度高能承受的较大的功率动态范围广等，它们的通频带也较宽。但是，分立元件组成的电路调试起来很困难，特别是在高频段，而且容易引入噪声和失真。方案二用运算放大器构成放大电路个较好的解决方案是利用集成的运算放大器，但是般的运放的频带都满足不了本系统这么宽的范围。因此定要采用低噪声，宽频手册北京北阳科技华南理工大学电子与信息学院摘要这个正弦信号发生器利用最新的频率合成技术，实现了的正弦波输出，频率步进可达到，可输出调制度可调的信号，最大频偏的信号，固定频率载波码速的，信号。采用了超宽带超低噪声的高速运放，提高了输出电压的幅度。整个系统以为控制中心，有很高的精确度和稳定度。双结构，大大增强了信息的处理能力行列式键盘输入，大屏幕输出，操作简便，人机界面友好。，辨率高，易于控制。而且，电路相对简单易行。综上所述，我们采用了最后种方案作为信号源。控制部分方案采取或者控制近年来，可编程器件发展很快，在很多方面都得到了广泛的应用。采用大规模的可编程器件来完成系统的控制是种很不错的解决方案，它具有体积小改动灵活的特点。用它们作为系统的神经中枢，可以采用或者语言来描述。但是般来说，复杂可编程逻辑器件集成的门数目不会很多。现场可编程门阵列是新代的可编程器件，但是需要外部的配置芯片，否则断电后，保存在中的程序会丢失。这个方案特别适用于大型高速复杂系统的控制，但是本系统中，考虑到成本和制作难易程度，没有采用这个方案。方案二采取单片机作为控制中心系列单片机是种廉价的，应用极为广泛的单片机，它体积小，功能强大。可以用汇编或者语言进行开发。并且这种单片机的接口电路丰富。缺点是运行速度不够快，个时钟周期条指令，如果用的晶振，执行条指令最快也要。因此不适合高速的控制。方案三采取芯片作为主控是美国模拟器件公司生产的内嵌的高性能多通道位数据采集系统芯片，它具有体积小功耗低等诸多特点。它具有与兼容的内核，个中断源个优先级双数据指针扩展的位堆栈指针。每条指令个时钟周期，最大的工作时钟为时及时。用该芯片来控制，可以完美地实现系统的指标性能要求。同时考虑到，输入输出的接口需要较多的口，而且这部分对单片机的速度要求不高，所以在此系统中，采取了双结构，即利用作为主控，用作为输入输出的控制，两个通过串口进行通信。压控振荡器图锁相环框图低通滤波器鉴相参考振荡器信号产生部分调幅信号的产生调幅的方法有很多，使用的场合不同，产生调幅信号的方法也有很大的不同。实现调幅的方法大致分为低电平调幅和高电平调幅。其中低电平调幅又有平方律调幅，斩波调幅，而高电平调幅又分集电极阳极调幅和基极控制栅极调幅。平方律调幅是载波和调制信号通过非线性器件之后，产生丰富的频率分量，其中含有所需的调幅波边频，这些信，方案设计与论证方案比较本题目的要求是设计个正弦信号发生器，并且能够输出模拟幅度调制信号，模拟频率调制信号，二进制信号。综合各方面考虑，可以把这个系统分为几个子模块信号源部分控制处理部分，信号的产生部分，输入输出用户接口和末级放大部分。本系统采用模块化制作，对各模块分析如下信号源部分信号源是这个系统的核心，它的成功与否，将直接影响到整个系统的性能。方案利用网络产生振荡信号利用成熟的三点式晶体管振荡电路，可以通过改变电阻，电感，电容元件的参数，来改变正弦振荡的频率。这种电路的特点是频率稳定性较好，并且很容易起振，电路简单。但是如果要实现题目中要求的至那么宽的频率范围，很难做到，或者实现起来系统体积太大，功耗很高，容易产生杂波，不易精确调节振荡频率。因此该方案在设计之中不予考虑。方案二利用压控振荡器产生振荡信号压控振荡器又称为或转换电路产生的波形的振荡频率与它的控制电压成正比，因此，调节可变电阻或可变电容可以调节波形发生电路的振荡频率。利用集成运放可以构成具有定精度线性较好的压控振荡器。并且，可以用数字电位器实现对电压的程控。但是，开环的频率稳定度和频率精度较低，题目中的频率范围对于压控振荡器来说太宽，很难实现，加之压控振荡器产生的信号频率稳定度也达不到题目的设计要求。方案三利用锁相环进行间接频率合成这个方案是在方案二的基础上，用锁相环将输出的频率锁定在所需的频率上。使输出频率的稳定度和精度，接近参考振荡源通常用晶振，如图所示。如果只用个锁相环，频率肯定覆盖不了的变化范围。因此可以考虑用多个进行分段锁定。缺点是硬件复杂，增加了调试难度。因此也不采用这种方案。方案四直接数字合成法或是的简称，通常将此视为第三代频率合成技术，它突破了前几种频率合成法的原理，从相位的概念出发进行频率合成。这种方法不仅可以产生不同频率的正弦波，而且可以控制波形的初始相位，还可以用方法产生任意波形。利用专用的芯片产生的信号频率准确，频率分输出两路相位相反的信号，再使用基带码元选择这两路信号，则得到基带信号的选择其中路，选择地，则得到。通过块对载波分频作为基带信号的时钟，这样使得和与基带信号完全同步。综合以上方案，选择方案二。二主要电路设计与分析系统原理框图方案框图如图所显示图系统原理框图系统主要由载波产生放大电路，调制信号产生放大电路，乘法器，载波反相分割电路，码元同步电路，模拟开关组成。系统各模块的理论分析和实际设计正弦输出电路设计产生要求的正弦信号，系统时钟由的有源晶振提供，它决定了系统的频率稳定度。由芯片输出的信号滤波后经放大，得到所需要的信号幅度。是低功耗的宽带放大器供电时带宽为，输出正弦信号的峰峰值为，要得到的最终输出，放大倍数要在和之间，我们采用反相放大电路，放大倍数按如下公式计算我们选，要使在和之间，的值必须选在和之间，实际电路中我们使用个的精密可调电位器来微调增益，把输出电压峰峰值定在。具体电路见图。输出峰峰值为，负载为时，流过负载的峰值电流为这个电流是高速运放难以达到的，为了提高带负载能力，放大后的信号经射极跟随器输出，使得负载上电压峰峰值在整个频带宽度内峰峰值为稳定的。为了把输出频率扩展到低频而又同时保持良好的高频，射随器前面的耦合电容使用个和个并联。这样做使实际输出范围向下扩展到，具体电路见图。图波形产生和放大电路图射极跟随器电路模拟频率调制方案设计我们采用软件调频的方案，通过中断单片机采样调制信号，然后通过线性运算把采样得到的电压值转换成对应的频偏值，然后与当前设置的中心频率相加，换算成频率控制字送到，这样就实现了，如图。但是根据题目要求，调制信号为固定的正弦，所以，我们就去掉了繁杂的采集和运算，直接把对应于正弦信号的频偏控制字存储为个表，然后通过中断把这个表里的频偏控制字和当前中心频率控制字相加送出。图频率调制实现框图分析和计算过程如下的瞬时的频率可以分解为两部分中心频率和瞬时频偏而和调制信号的瞬时电压成正比，则频偏数据可以存储为组有符号的正弦表，同时，又要满足最大频偏为是可以用同个数据表，做下处理即可，所以正弦数据的最大值为，使用正弦取表工保留里面包括七个事件标志变量，被定义为的共用体。当的具体位被置为的时候就表示相应的事件发生，并请求消息处理任务对事件进行处理。复杂的消息驱动机制还需要相应的消息队列，邮箱等等，在此不做累述。软件流程图图软件流程图事件处理任务流程图图事件处理任务流程图四测试分析主要测量仪器稳压电源，示波器测量结果各项指标均达到要求，并且大部分指标优于题目要求。测试数据见表和表表基本部分测试数据基本要求实际性能正弦波输出频率范围具有频率设置功能，频率步进按键任意设置频率频率步进默认可任意设置步进值输出信号频率稳定度优于实现输出电压幅度在负载电阻上的电压峰峰值实现失真度用示波器观察时无明显失真以上略有失真表发挥部分测试数据发挥部分实际性能增加输出电压幅度在频率范围内负载电阻上正弦信号输出电压的峰峰值稳定的产生模拟幅度调制信号在范围内调制度可在之间程控调节，步进量，正弦调制信号频率为，调制信号自行产生到可程控调节，另可通过按键任意设置值。产生模拟频率调制信号在频率范围内产生最大频偏，且最大频偏可分为二级程控调节，正弦调制信号频率为，调制信号自行产生实现产生