引言:随着时代的发展,信号发生器在生产实践和科技领域中有着广泛的应用,各种波形曲线均可以用三角函数方程式来表示。能够产生多种波形,如三角波、锯齿波、矩形波(含方波)、正弦波的电路被称为函数信号发生器。函数信号发生器在电路实验和设备检测中具有十分广泛的用途,例如在通信、广播、电视系统中,都需要射频(高频)发射。这里的射频波就是载波,把音频(低频)、视频信号或脉冲信号运载出去,就需要能够产生高频的振荡器。在工业、农业、生物医学等领域内,如高频感应加热、熔炼、淬火、超声诊断、核磁共振成像等,都需要功率或大或小、频率或高或低的振荡器。接下来让我们一起来看看ATMega328与AD9833构成的信号发生器的基本原理。
1. 系统框图:
2. 电源电路原理图:把市电经过变压器降为12V,再经过整流滤波稳压得到稳定的正负电压12V。
3. 核心电路的原理图:主控芯片ATMega328采用ISP模式下载,只需要电源,地,MISO, MOSI, CLK, 和RESET。
利用米尔曼定理运算放大器部分的计算公式如下:
V =VinR3 VoffsetR41R3 1R4V =VinR3 VoffsetR41R3 1R4
V−=VoutPOT21POT2 1R2V−=VoutPOT21POT2 1R2
V =V−V =V−
Vout≈20Vout≈20
注意点:增益也适用于失调电压。所以我们得到如下三种情况:
a. 通过调节POT1电位器将失调电压设置为 -350毫伏。当开关处于位置3时( R4接地),输出电压一个幅度为350毫伏、偏移为350毫伏的信号,乘以电位计POT2设置的增益。当开关处于位置1时( R4连接到电位器POT1得到偏移电压),输出与之前偏移电压一致,基本上是一个振幅为350毫伏且无偏移的信号,再乘以增益。这样做的目的:这种配置,输出电压可以从-7V到 7V,也可以从0V到运算放大器能够承受的电压(接近 12V )。
b. 失调电压设置为AD9833的VOUT最小值。然后乘以增益,增益可以在1到20之间变化。 c. 您可以通过电位计进行补尝,而不是微调电位器POT1,这样就可以得到一个可变的偏移量。请记住,失调也会受到增益的影响,因此最好的做法设置固定增益。采用添加一个单独的运算放大器作为求和放大器,固定增益为2。 计算公式: Vout=40⋅Vin VoffsetVout=40⋅Vin Voffset 电路图:
4.输出波形:
正弦波,1V峰峰值,1kHz,无噪声:
三角波,1V峰峰值,1kHz,无噪声:
时钟信号,11V峰峰值,500赫兹,带偏移
实物:
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