專利名稱：噪聲波形信號(hào)發(fā)生裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明噪聲波形信號(hào)發(fā)生裝置，屬于信號(hào)發(fā)生器技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
信號(hào)發(fā)生器是用來提供各種測(cè)量所需波形信號(hào)的電子儀器，是ー種常用的信號(hào)源，可廣泛應(yīng)用于自動(dòng)控制、科學(xué)試驗(yàn)和電子電路等相關(guān)領(lǐng)域；在分析電路時(shí)，常需要了解輸出信號(hào)與輸入信號(hào)之間的關(guān)系，需要信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生信號(hào)以激勵(lì)系統(tǒng)，同時(shí)觀察和分析系統(tǒng)對(duì)激勵(lì)信號(hào)的響應(yīng)；當(dāng)前信號(hào)發(fā)生器的應(yīng)用越來越廣，同時(shí)也對(duì)信號(hào)發(fā)生器的頻率穩(wěn)定度、頻率范圍和輸出信號(hào)的頻率分辨率提出了越來越高的要求，尤其在噪聲波信號(hào)的產(chǎn)生控制上，當(dāng)前使用的信號(hào)發(fā)生器并不能滿足需求
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，所要解決的技術(shù)問題是提供一種能產(chǎn)生常規(guī)信號(hào)和噪聲信號(hào)，且輸出信號(hào)頻率穩(wěn)定、范圍寬、分辨率高的噪聲波形信號(hào)發(fā)生裝置。為解決上述問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是噪聲波形信號(hào)發(fā)生裝置，包括單片機(jī)、D/A轉(zhuǎn)換模塊和信號(hào)處理模塊；所述單片機(jī)的信號(hào)輸出端與D/A轉(zhuǎn)換模塊相連，D/A轉(zhuǎn)換模塊的信號(hào)輸出端與信號(hào)處理模塊的信號(hào)輸入端al、a2相連，所述信號(hào)處理模塊的信號(hào)輸出端為bl、b2 ;
所述信號(hào)處理模塊的電路結(jié)構(gòu)為L(zhǎng)M301芯片Ul的2腳為信號(hào)處理模塊的信號(hào)輸入端al，LM301芯片Ul的3腳為信號(hào)處理模塊的信號(hào)輸入端a2，LM301芯片Ul的6腳與可調(diào)電阻R5的一端相連，可調(diào)電阻R5的另一端并接可調(diào)電阻R6的一端后與LM301芯片U2的2腳相連，LM301芯片U2的3腳接地，LM301芯片U2的6腳并接可調(diào)電阻R6的另一端后與可調(diào)電阻R7的一端相連，可調(diào)電阻R7的另一端串接電容C5后接地，信號(hào)處理模塊的信號(hào)輸出端b2由可調(diào)電阻R7和電容C5之間的連線引出；
AD829芯片U4的2腳并接可調(diào)電阻Rl的一端后與電阻R2的一端相連，AD829芯片U4的3腳與電阻R3的一端相連，電阻R2的另一端并接電阻R3的另一端后接地，所述可調(diào)電阻Rl的另一端與AD829芯片U4的6腳相連，AD829芯片U4的4腳并接-15V電源后與電容Cl的一端相連，電容Cl的另一端接地；所述AD829芯片U4的5腳與電容C4的一端相連，電容C4的另一端與電容C2的一端相連，AD829芯片U4的7腳并接+15V電源后與電容C2的另一端相連；AD829芯片U4的6腳串接電阻R4后與電容C3的一端相連，電容C3的另ー端串接電阻R8后接地；LM301芯片U3的2腳與電容C3和電阻R8之間的連線相連，LM301芯片U3的3腳接地，LM301芯片U3的6腳與LM301芯片U2的6腳并接后為信號(hào)處理模塊的信號(hào)輸出端bl。所述單片機(jī)還連接有鍵盤和顯示屏。所述LM301芯片U1、U2、U3內(nèi)部的供電電壓為+12V和-12V。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有的有益效果是本發(fā)明使用單片機(jī)信號(hào)發(fā)生芯片配合數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片可實(shí)現(xiàn)常規(guī)信號(hào)的生成輸出，使用噪聲運(yùn)放芯片作為固定増益級(jí)還可以輸出放大的噪聲信號(hào)，并可以通過單片機(jī)外接鍵盤的控制可以得到所需的波形種類和波形頻率；本發(fā)明輸出波形具有頻率穩(wěn)定、變頻快速、幅值穩(wěn)定、波形失真度低等特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)電路結(jié)構(gòu)電路簡(jiǎn)單、體積小、耗電少。


下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)ー步詳細(xì)的說明
圖I為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意 圖2為信號(hào)處理模塊的電路結(jié)構(gòu)示意 圖中1為單片機(jī)、2為D/A轉(zhuǎn)換模塊、3為信號(hào)處理模塊、4為鍵盤、5為顯示屏。
具體實(shí)施例方式
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如圖I和圖2所示，本發(fā)明噪聲波形信號(hào)發(fā)生裝置，包括單片機(jī)1、D/A轉(zhuǎn)換模塊2和信號(hào)處理模塊3 ;所述單片機(jī)I的信號(hào)輸出端與D/A轉(zhuǎn)換模塊2相連，D/A轉(zhuǎn)換模塊2的信號(hào)輸出端與信號(hào)處理模塊3的信號(hào)輸入端al、a2相連,所述信號(hào)處理模塊3的信號(hào)輸出端為bl、b2 ；
上述單片機(jī)I本身為ー個(gè)完整的微型計(jì)算機(jī)，具有中央處理器CPU、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器RAM、只讀存儲(chǔ)器ROM、I/O接ロ電路、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器等一般計(jì)算機(jī)內(nèi)置模塊的全部功能；單片機(jī)I中的控制芯片可根據(jù)實(shí)際需要，通過內(nèi)置的控制程序?qū)Σㄐ涡盘?hào)的種類和頻率選擇、生成、輸出；單片機(jī)I產(chǎn)生的是數(shù)字信號(hào)，要想得到所需要的波形，就要把數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，D/A轉(zhuǎn)換模塊2對(duì)單片機(jī)I輸出信號(hào)進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，可將單片機(jī)輸出的離散的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成連續(xù)的模擬信號(hào)。所述信號(hào)處理模塊3的電路結(jié)構(gòu)為L(zhǎng)M301芯片Ul的2腳為信號(hào)處理模塊3的信號(hào)輸入端al，LM301芯片Ul的3腳為信號(hào)處理模塊3的信號(hào)輸入端a2，LM301芯片Ul的6腳與可調(diào)電阻R5的一端相連，可調(diào)電阻R5的另一端并接可調(diào)電阻R6的一端后與LM301芯片U2的2腳相連，LM301芯片U2的3腳接地，LM301芯片U2的6腳并接可調(diào)電阻R6的另一端后與可調(diào)電阻R7的一端相連，可調(diào)電阻R7的另一端串接電容C5后接地，信號(hào)處理模塊3的信號(hào)輸出端b2由可調(diào)電阻R7和電容C5之間的連線引出；
上述LM301芯片Ul作為第一級(jí)運(yùn)算放大器可以將D/A轉(zhuǎn)換模塊2輸出的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，LM301芯片U2作為第二級(jí)運(yùn)算放大器可以將電壓信號(hào)通過反向放大電路進(jìn)行放大；在LM301芯片U2的輸出端并接有一個(gè)電容C5，電容C5可以對(duì)輸出波形進(jìn)行濾波和降噪處理，使信號(hào)輸出端b2輸出平滑穩(wěn)定的波形；信號(hào)輸出端b2可以輸出常規(guī)信號(hào)，如三角波、方波，可通過調(diào)節(jié)可調(diào)電阻R5、R7的阻值來對(duì)輸出信號(hào)的頻率進(jìn)行調(diào)節(jié)。AD829芯片U4的2腳并接可調(diào)電阻Rl的一端后與電阻R2的一端相連，AD829芯片U4的3腳與電阻R3的一端相連，電阻R2的另一端并接電阻R3的另一端后接地，所述可調(diào)電阻Rl的另一端與AD829芯片U4的6腳相連，AD829芯片U4的4腳并接-15V電源后與電容Cl的一端相連，電容Cl的另一端接地；所述AD829芯片U4的5腳與電容C4的一端相連，電容C4的另一端與電容C2的一端相連，AD829芯片U4的7腳并接+15V電源后與電容C2的另一端相連；AD829芯片U4的6腳串接電阻R4后與電容C3的一端相連，電容C3的另一端串接電阻R8后接地；LM301芯片U3的2腳與電容C3和電阻R8之間的連線相連，LM301芯片U3的3腳接地，LM301芯片U3的6腳與LM301芯片U2的6腳并接后為信號(hào)處理模塊3的信號(hào)輸出端bl。上述噪聲信號(hào)發(fā)生部分使用的噪聲運(yùn)放芯片AD829作為固定増益級(jí)放大它的輸出噪聲，放大倍數(shù)G=1+R1/R2，有目的的調(diào)節(jié)R2和R3的阻值，使它們的比值小于10，這樣放大器中R2和R3上的電流噪聲成分轉(zhuǎn)換為電壓噪聲時(shí)可忽略不計(jì)，此時(shí)輸出信號(hào)中主要的噪聲量為噪聲運(yùn)放芯片AD829輸出的電壓噪聲；此時(shí)可以通過調(diào)節(jié)可調(diào)電阻R1、R6的阻值來對(duì)噪聲信號(hào)輸出端bl輸出的噪聲信號(hào)頻率進(jìn)行調(diào)節(jié)。所述單片機(jī)I還連接有鍵盤4和顯示屏5 ;鍵盤4可以向單片機(jī)I發(fā)送選控指令，選取生成信號(hào)波形的種類或頻率，輸出波形信號(hào)的相關(guān)信息可以顯示在顯示屏5上。所述LM301芯片U1、U2、U3內(nèi)部的供電電壓為+12V和-12V。本發(fā)明中單片機(jī)I采用芯片型號(hào)為S3C2400的單片機(jī)、D/A轉(zhuǎn)換模塊2采用 芯片型號(hào)為DAC0832的D/A轉(zhuǎn)換器；信號(hào)處理模塊3中，Rl=776 Ω，R2=R3=R6=1 Ik Ω，R4=R8=100Ω，R5=5. 6kΩ，R7=l10Ω，C1=C2=0. I μF, C3=10μF, C4=18pF，C5=104F。
權(quán)利要求
1.噪聲波形信號(hào)發(fā)生裝置，包括單片機(jī)(I)、D/A轉(zhuǎn)換模塊(2)和信號(hào)處理模塊(3);其特征在于所述單片機(jī)(I)的信號(hào)輸出端與D/Α轉(zhuǎn)換模塊(2)相連，D/Α轉(zhuǎn)換模塊(2)的信號(hào)輸出端與信號(hào)處理模塊(3)的信號(hào)輸入端al、a2相連，所述信號(hào)處理模塊(3)的信號(hào)輸出端為bl、b2 ; 所述信號(hào)處理模塊(3)的電路結(jié)構(gòu)為L(zhǎng)M301芯片Ul的2腳為信號(hào)處理模塊(3)的信號(hào)輸入端al，LM301芯片Ul的3腳為信號(hào)處理模塊(3)的信號(hào)輸入端a2，LM301芯片Ul的6腳與可調(diào)電阻R5的一端相連，可調(diào)電阻R5的另一端并接可調(diào)電阻R6的一端后與LM301芯片U2的2腳相連，LM301芯片U2的3腳接地，LM301芯片U2的6腳并接可調(diào)電阻R6的另一端后與可調(diào)電阻R7的一端相連，可調(diào)電阻R7的另一端串接電容C5后接地，信號(hào)處理模塊(3)的信號(hào)輸出端b2由可調(diào)電阻R7和電容C5之間的連線引出； AD829芯片U4的2腳并接可調(diào)電阻Rl的一端后與電阻R2的一端相連，AD829芯片U4的3腳與電阻R3的一端相連，電阻R2的另一端并接電阻R3的另一端后接地，所述可調(diào)電阻Rl的另一端與AD829芯片U4的6腳相連，AD829芯片U4的4腳并接-15V電源后與電容Cl的一端相連，電容Cl的另一端接地；所述AD829芯片U4的5腳與電容C4的一端相連，電容C4的另一端與電容C2的一端相連，AD829芯片U4的7腳并接+15V電源后與電容C2的另一端相連；AD829芯片U4的6腳串接電阻R4后與電容C3的一端相連，電容C3的另一端串接電阻R8后接地；LM301芯片U3的2腳與電容C3和電阻R8之間的連線相連，LM301芯片U3的3腳接地，LM301芯片U3的6腳與LM301芯片U2的6腳并接后為信號(hào)處理模塊(3)的信號(hào)輸出端bl。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的噪聲波形信號(hào)發(fā)生裝置，其特征在于所述單片機(jī)(I)還連接有鍵盤(4)和顯示屏(5)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的噪聲波形信號(hào)發(fā)生裝置，其特征在于所述LM301芯片U1、U2、U3內(nèi)部的供電電壓為+12V和-12V。
全文摘要
本發(fā)明噪聲波形信號(hào)發(fā)生裝置，屬于信號(hào)發(fā)生器技術(shù)領(lǐng)域；所要解決的技術(shù)問題是提供一種能產(chǎn)生常規(guī)信號(hào)和噪聲信號(hào)，且輸出信號(hào)頻率穩(wěn)定、范圍寬、分辨率高的噪聲波形信號(hào)發(fā)生裝置；采用的技術(shù)方案是噪聲波形信號(hào)發(fā)生裝置，包括單片機(jī)、D/A轉(zhuǎn)換模塊和信號(hào)處理模塊；所述單片機(jī)的信號(hào)輸出端與D/A轉(zhuǎn)換模塊相連，D/A轉(zhuǎn)換模塊的信號(hào)輸出端與信號(hào)處理模塊的信號(hào)輸入端a1、a2相連，所述信號(hào)處理模塊的信號(hào)輸出端為b1、b2；所述單片機(jī)還連接有鍵盤和顯示屏；本發(fā)明應(yīng)用于自動(dòng)控制、科學(xué)試驗(yàn)和電子電路等相關(guān)領(lǐng)域。
文檔編號(hào)H03B29/00GK102684605SQ201210193478
公開日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2012年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月13日
發(fā)明者劉超, 呂玉祥, 張機(jī)源, 楊建新, 馬捷 申請(qǐng)人:太原理工大學(xué)