2010年黑龙江省电子设计大赛本科A题：双相信号发生器

"A双相信号发生器是一个电子设计竞赛任务，旨在设计并制作一个能够输出正弦波、矩形波和方波的信号发生器。该设备要求在特定频率范围内，信号的幅度和相位差可以编程设定，并且不能使用特定类型的芯片。此外，还对信号的幅度、频率准确度、失真度、相位差调整范围以及矩形波的占空比等技术指标有严格要求。设计者可以选择使用EXCD-1 SOC开发板，并需要提交详细的设计报告和测试结果。评分标准涵盖方案选择、理论分析、电路与程序设计以及测试方案和结果等方面。" 本文将详细解析这个任务中的关键知识点： 1. **信号发生器**：信号发生器是一种能够产生不同频率、幅度和形状电信号的电子设备，通常用于测试、调试和其他科研应用。在这个任务中，需要设计一个能输出正弦波、矩形波和方波的双通道信号发生器。 2. **正弦波、方波和矩形波**： - **正弦波**：一种连续且周期性变化的波形，常用于测试电路的线性特性。 - **方波**：由正负半周期的矩形脉冲组成，具有明确的上升时间和下降时间，常用于数字电路的仿真和测试。 - **矩形波**：电压或电流在高电平和低电平之间快速切换，占空比可调，用于模拟数字信号。 3. **幅度和相位控制**：信号发生器应能独立控制两个通道的幅度和相位差。幅度调节要求至少10bit的分辨率，相位调节分辨力至少为1度。 4. **频率范围与精度**：频率范围设定为9.5kHz至10.5kHz，步进值不超过100Hz，准确度要求不低于0.1%。这意味着设计时需考虑精确的频率合成方法，如分频或锁相环技术。 5. **信号失真**：正弦波在整个频率范围内失真度不大于2%，需要设计低失真的振荡器电路和滤波器。 6. **发挥部分**：在此基础上增加对幅度、频率范围、失真度、相位差精度以及调制功能（FSK和ASK）的要求，这需要更高级的信号处理技术，如模拟/数字调制和更高精度的频率控制。 7. **FSK（Frequency Shift Keying）调制**：一种模拟调制方式，通过改变载波频率来表示数据。在本题中，要求两路信号能产生FSK调制波，调制信号频率不超过10Hz，上下边频分别为12kHz和8kHz。 8. **ASK（Amplitude Shift Keying）调制**：另一种模拟调制方式，通过改变载波幅度来表示数据。要求两路信号能产生ASK调制波，载波频率为10kHz，调制率为100%。 9. **设计报告**：参赛者需提供系统总体框图、波形发生原理、数字逻辑原理框图、主要测试结果，并附上详细电路原理图、HDL程序或电路图、测试结果。 10. **评分标准**：设计报告、系统方案、理论分析与计算、电路与程序设计、测试方案与测试结果的完成度都将影响最终得分。 这个任务涵盖了模拟电路设计、数字逻辑设计、信号处理、调制技术以及电子工程项目的完整流程，是检验参赛者综合能力的一个重要挑战。