AT89C51单片机驱动的数字低频信号发生器设计与实现 - CSDN文库

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1 波形发生器概述

在电子工程、通信工程、自动控制、遥测控制、测量仪器、仪表

和计算机等技术领域，经常需要用到各种各样的信号波形发生器。随

着集成电路的迅速发展，用集成电路可很方便地构成各种信号波形发

生器。用集成电路实现的信号波形发生器与其它信号波形发生器相

比，其波形质量、幅度和频率稳定性等性能指标，都有了很大的提

高。

1.1 波形发生器的发展状况

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。函数波形发生

器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，还可对频率、幅值、相移、波形进行动态、及时的控制，并

能够与其它仪器进行通讯，组成自动测试系统，因此被广泛用于自动

控制系统、震动激励、通讯和仪器仪表领域。

在 70 年代前，信号发生器主要有两类：正弦波和脉冲波，而函

数发生器介于两类之间，能够提供正弦波、余弦波、方波、三角波、

上弦波等几种常用标准波形，产生其它波形时，需要采用较复杂的电

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路和机电结合的方法。这个时期的波形发生器多采用模拟电子技术，

而且模拟器件构成的电路存在着尺寸大、价格贵、功耗大等缺点，并

且要产生较为复杂的信号波形，则电路结构非常复杂。同时，主要表

现为两个突出问题，一是通过电位器的调节来实现输出频率的调节，

因此很难将频率调到某一固定值；二是脉冲的占空比不可调节。

在 70 年代后，微处理器的出现，可以利用处理器、A/D/和

D/A，硬件和软件使波形发生器的功能扩大，产生更加复杂的波形。这

时期的波形发生器多以软件为主，实质是采用微处理器对 DAC 的程序

控制，就可以得到各种简单的波形。

90 年代末，出现几种真正高性能、高价格的函数发生器、但是 H

P 公司推出了型号为 HP770S 的信号模拟装置系统，它由 HP8770A 任

意波形数字化和 HP1776A 波形发生软件组成。HP8770A 实际上也只能

产生 8 中波形，而且价格昂贵。不久以后，Analogic 公司推出了型号

为 Data-2020 的多波形合成器，Lecroy 公司生产的型号为 9100 的任

意波形发生器等。

到了二十一世纪，随着集成电路技术的高速发展，出现了多种工

作频率可过 GHz 的 DDS 芯片，同时也推动了函数波形发生器的发

展，2003 年，Agilent 的产品 33220A 能够产生 17 种波形，最高频

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