王光明[1]2002年在《智能任意函数信号发生器的研究》文中进行了进一步梳理本文简明介绍了国内智能仪器仪表发展状况及其特点，并在此基础上，首次阐述了一种采用传统的信号发生器的原理结合直接数字波形合成(DDS)技术、高速DA、A／D转换技术、数字信号处理(DSP)技术和智能仪器仪表技术而设计实现一种多功能智能函数信号发生器的方法。作者在论文中介绍了系统设计任务的提出和论证了总体方案的确立，设计了系统硬件和系统软件并实现了系统主要功能，着重对系统中应用的测量与控制算法进行了探讨和研究，并对等效时间采样方法的实现进行了有益的探索。采用键盘控制和LCD显示器实时显示输出信号的波形与主要特征参数、多功能、高精度和高效的自校、自诊断功能是本文所介绍实现的智能函数信号发生器所具有的独特和新颖之处。在本文最后提出了就系统各个部分可以提高、改进和完善的一些思路和设想，以备我们下一步工作作为参考。
牟涛[2]2009年在《基于LabVIEW和SOPC的智能型函数发生器的研究与设计》文中指出函数发生器又名任意波形发生器,是一种常用的信号源,广泛应用于通信、雷达、导航等现代电子技术领域。信号发生器的核心技术是频率合成技术,主要方法有:直接模拟频率合成、锁相环频率合成(PLL)、直接数字合成技术(DDS)。DDS是开环系统,无反馈环节,输出响应速度快,频率稳定度高。因此直接数字频率合成技术是目前频率合成的主要技术之一,其输出信号具有相对较大的带宽、快速的相位捷变、极高的相位分辨率和相位连续等优点。本文的主要工作是采用SOPC结合虚拟仪器技术,进行DDS智能函数发生器的研制。本文介绍了虚拟仪器技术的基本理论,简要阐述了仪器驱动程序、VISA等相关技术。对SOPC技术进行了深入的研究:SOPC技术是基于可编程逻辑器件的可重构片上系统,它作为SOC和CPLD/FPGA相结合的一项综合技术,结合了两者的优点,集成了硬核或软核CPU、DSP、锁相环、存储器、I/O接口及可编程逻辑,可以灵活高效地解决SOC方案,而且设计周期短,设计成本低,非常适合本设计的应用。本文还对基于DDS原理的设计方案进行了分析,介绍了DDS的基本理论以及数学综合,在研究DDS原理的基础上,利用SOPC技术,在一片FPGA芯片上实现了整个函数发生器的硬件集成。本文就函数发生器的设计制定了整体方案,对软硬件设计原理及实现方法进行了具体的介绍,包括整个系统的硬件电路,SOPC片上系统和PC端软件的设计。在设计中,LabVIEW波形编辑软件和函数发生器二者采用异步串口进行通信。利用LabVIEW的强大功能,把波形的编辑,系统的设置放到计算机上完成,具有人机界面友好、系统升级方便、节约硬件成本等诸多优势。同时充分利用了FPGA内部大量的逻辑资源,将DDS模块和微处理器模块集成到一个单片FPGA上,改变了传统的系统设计思路。通过对系统仿真和实际测试,结果表明该智能型函数发生器不仅能产生理想的输出信号,还具有集成度高、稳定性好和扩展性强等优点。
刘波[3]2007年在《带有LAN接口的DDS函数发生器的研究》文中指出LXI总线是Agilent公司和VXI科技公司共同合作，于2004年9月14日在美国加州PALOALTO提出一种新型仪器接口规范，全称为LAN—based extensions for Instrumentation(局域网的仪器扩展)。它基于着名的工业标准以太网(Ethernet)技术，扩展了仪器需要的语言、命令、协议等内容，构成了一种适用于自动测试系统的新一代模块化仪器平台标准。为了适应国际上仪器接口技术的发展，我以具备LXI硬件基础的带有LAN接口的可程控仪器的研制作为本课题的出发点。同时该程控智能函数发生器以直接数字频率合成技术(DDS)为基础的，此技术是随着计算机、数字集成电路和微电子技术的发展，在频率合成技术领域的新的突破。它是将先进的数字信号处理理论和方法引入到信号合成领域，它的出现为进一步提高信号的频率稳定度提供了新的解决方法。该技术具有以下优点：频率转换快、分辨率高、相位噪声低等。本文首先介绍了网络测试系统与DDS技术发展的背景、研究的意义、原理等，然后具体的给出了本设计的调试过程。此仪器的虚拟仪器面板采用了强大的图形化语言(G语言)编制，编程方便，人机交互界面直观、友好；该仪器采用了可编程仪器标准命令SCPI的解析技术构成仪器接口平台。SCPI(Standard Conmands for Programmable Instruments)是一种基于ASCII的仪器命令语言，目前各仪器生产商都遵守该标准，从而保证仪器系统间的兼容性和易用性；由于函数发生器带有LAN接口，该仪器不仅可以作为独立仪器使用外，而目通过接口转换卡，采用双机通信方式，可以方便地通过互联网进行远地控制，实现程控的目的；该函数发生器能够产生正弦、方波、叁角波和锯齿波信号，具有40MHz带宽，频率分辨率为1Hz。综上所述，由本设计应用的理论和实现的功能可以得出：本函数发生器可以方便的进入远控状态和本控状态，以低成本实现较高的性能并且具有很大的扩展性，为进一步研制LXI总线程控仪器做了前期准备。
余国刚[4]2017年在《智能高放射性仿核信号发生器系统的研究》文中指出数字化核信息的获取和处理技术作为一种常见的研究手段,在许多基础科学研究和应用领域中起着重要的作用。凭借灵敏度高、准确度好、无损分析、多元素同时分析能力等优点,核分析技术在地质资源勘查、环境辐射评价、材料科学、生物医学、考古学等众多学科领域中得到广泛应用。仿核信号发生器的研制对核测量技术与研究有着重要的影响。仿核信号发生器为核实验与核测量提供了一种更为安全、有效、简便的方法,成为电子技术与核技术领域研究的热点,备受国内外关注。放射性核素衰变在时间上是随机的,衰变产生的能量也具有随机性。因此模拟的核信号在产生间隔和幅度上也应是随机的。对单一能量的核辐射所对应的脉冲在统计特性上有如下特征:脉冲形成时间符合指数分布,在幅度上基本符合高斯分布。依据这一原理,仿核信号发生器以服从指数分布和高斯分布的两组随机数分别模拟核信号在时间间隔及幅度上的统计特性。在对核信号时间间隔的模拟上,论文提出了利用线性同余法产生(0,1)均匀分布随机数,以该随机数为基础,通过反函数法得到一组服从指数分布的随机数,并以服从指数分布的随机数来模拟核信号在时间间隔上的统计特性。现有的对仿核信号发生器研究在对核信号幅度特征上的模拟,是以服从高斯分布的随机数来模拟核信号在幅度上的统计特性,这一方法并不确切,不能真实地反映某一核素的核能谱信号在幅度上的统计特性,且实际的核试验中对于不同核信号在幅度上的统计特性并不相同,这就需要有不同参数的高斯分布随机数与之匹配,这无疑是一项复杂且困难的工作。基于以上问题,论文提出通过读取一幅实际核能谱图,并对该实际核能谱图进行滤波、去噪预处理;由大津法计算图像二值化分割阈值,并对预处理后的能谱图二值化分割,去除背景噪声;再通过像素扫描法,扫描能谱曲线上的有效像素点,从而提取出能谱曲线,最终通过比例伸缩得到能谱曲线上各点的坐标值。通过以上曲线识别方式得到能谱曲线上有效的数据点必将有所缺损,因此,论文提出以线性插值算法插入部分值以填补能谱曲线缺失的有效值。最终,将完整的数据保存并以此数据模拟核信号在幅度上的统计特性。在对核信号随机性的模拟上,论文提出以(0,1)均匀分布随机数为基础,利用蒙特卡洛直接抽样法随机抽样由实际核能谱图经曲线数字化后得到的数组,由此得到该核信号能级的一组随机数,并按时间间隔为指数分布随机数值依次输出该组数据。这样就同时满足了核信号在时间间隔和幅度上的统计特性及随机性。选取低放谱为基准,通过对核信号在整个探测通道流动过程中的相关参数(如成形前后脉冲的时间常数、电路模型参数、幅值与时间间隔的统计涨落参数等)进行提取、调整及延伸,实现高放射性模拟仿核信号发生器的。在实现了对核信号在时间间隔、幅度统计特性及随机性的模拟后,通过MATLAB工具仿真得到的测量核能谱与实际核能谱进行比对,验证整套系统的精确性和可靠性。在研究中首次提出并实现了分解实际核能谱为多个独立的(如两路)随机核能谱并行系统,并最终在输出端迭加输出总核能谱信号,从而模拟出来特定的高放场景的核素应用情形。本研究通过数字化实际能谱曲线的方法实现了对核信号在幅度统计特性上精确模拟,解决了以服从高斯分布随机数模拟核信号幅度特性种种问题,极大地提升了仿核信号发生器的精确度和整体性能。同时也为仿核信号发生器的研究开辟了一条新的道路,具有重要的实用价值和科学意义。
胡清[5]2010年在《外同步触发、多通道、单周期函数发生器设计》文中研究说明随着货车的提速,转K6型转向架已成为我国的主型货车转向架,满足了铁路货车重载、高速的要求。而转向架的摇枕、侧架这些零部件在运行中承受并传递着垂向、横向和纵向多个交变载荷力,它们的疲劳可靠性高低关系到整个货车的铁路安全,一旦出现问题,将会造成惨重后果。因此需要转向架动载荷试验台对摇枕和侧架进行疲劳检测,保证货车的安全运行。根据中华人民共和国铁道部行业标准TB/T 1959-2006规定要求,需要多个信号驱动液压伺服阀协同工作对被测件加载,进行测试。本课题的主要任务是设计一台外同步触发、多通道、单周期函数发生器,对多液压伺服阀进行同步控制。本文采用DDS直接数字频率合成的方法设计函数发生器,可以产生任意波形,如正弦波、叁角波、方波、非标准波等;采用定时器中断的方式进行波形输出控制,每个周期都有256个幅值,保证了波形的无失真性;采用译码器和数模转换芯片实现多个液压伺服阀协同工作的信号需求;同时能够利用外部触发的方式控制加载次数。本设计包括硬件和软件两部分。硬件部分主要是MCU的函数发生模块,波形输入模块,驱动输出模块及人机界面模块。软件部分主要是DDS模块,人机界面模块。该系统测试结果表明能够实现外同步触发、多通道、单周期函数发生器的各项要求,满足了实际需要。
李爱民[6]2008年在《基于PXI总线的虚拟仪器测试系统的设计及其网络化研究》文中认为近年来,随着计算机技术与自动测量技术的发展,出现了一种全新的仪器形式——虚拟仪器,它彻底改变了传统仪器的概念,是仪器发展史上的一次巨大变革。本文根据电子测量仪器与自动测试系统的现状和发展趋势,对虚拟仪器及其网络化技术进行了深入的研究,并针对实验室里的传统测试仪器操作复杂、功能固定、测量精度低、难以实现网络连接等问题,提出了基于虚拟仪器的自动测试系统构建方案,最终设计开发了基于PXI总线的网络化虚拟仪器综合测试系统。本文的主要内容包括:(1)介绍了图形化虚拟仪器软件开发平台——LabVIEW,详细分析了PXI总线的特性,进而给出了整个测试系统的组成架构。(2)结合模块化板卡,设计实现了基于PXI总线的虚拟任意波形发生器、虚拟数字示波器以及虚拟数字万用表,并分别进行了调试与分析,给出了它们的性能指标,最后在各独立仪器设计的基础上进行了系统集成。(3)深入探讨了虚拟仪器的网络通信技术,重点研究了DataSocket、Web Server及远程面板技术,并设计实现了基于PXI总线的虚拟仪器测试系统的网络化。本课题设计的虚拟仪器测试系统以软件为核心,与传统仪器相比,具有扩展性好、功能强、开发时间短、测试精度高等优点;同时,通过网络化设计实现了系统的数据共享和远程监控,不仅节省了大量的资源和成本,还进一步拓宽了系统的应用范围。
庞学文[7]2005年在《任意波形发生器的研制》文中研究表明随着电子测量技术与计算机技术的紧密结合,一种新的信号发生器――任意波形发生器应运而生。所谓任意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。因而它具有广阔的应用前景。通过各方面的调查研究表明,目前国外性能优越的任意波形发生器厂家,均采用了直接数字合成技术DDS(Direct Digital Synthesis)来实现任意波形发生器。本论文的主要任务是基于DDS 技术,开发以AD 公司的数模芯片AD760 为核心,设计一个性能优良的任意波形发生器。论文中主要对微机控制的任意波形发生器的软硬件设计进行了相应的研究,硬件部分该任意波形发生器以Cygnal 公司高速单片机C8051F310 单片机作为控制器,与AD760 组成电路进行设计。硬件设计时,进行了抗干扰设计。主要包括滤波技术、元器件空余输入管脚的处理、接地处理、电源的处理。软件部分是开发一个任意波形发生器的波形编辑软件。通过该软件用户可以设置各种波形参数,进而控制硬件模块产生相应的波形信号。该软件集中体现了任意波形发生器的“任意”性,它具有强大的波形生产、编辑及处理功能。波形生产方式包括数学函数产生波形、手动绘制波形;可以改变波形的幅度和相位。
梁旭[8]2007年在《基于ARM技术的多路任意波形发生器研究》文中研究说明任意波形发生器(AWG, Arbitrary Waveform Generator)是随着不断进步的计算机技术和微电子技术在测量仪器中的应用而形成和发展起来的一类新型信号源。AWG能够产生各种标准波形信号和用户自定义任意波形信号,并且精度高、稳定性强、可重复性和易操作性好,具有广阔的应用前景。本文研究的是一种基于ARM (Advanced RISC Machines)嵌入式系统和直接数字合成技术(DDS, Direct Digital Synthesis)的新型任意波形发生器系统。其中,DDS是其核心技术原理。DDS技术是一种先进的频率合成技术,其主要优点是易于程控,相位连续,输出频率稳定度高、范围宽、分辨率高,是任意波形发生器研究的一个重要方向。本文详细讨论了DDS系统的基本组成、工作原理和特点。同时,对应用DDS技术合成信号的频谱杂散性作了详细分析,给出了改善合成信号频谱纯度的方法。DDS技术的实现依赖于高速、高性能的数字器件。本文选择基于S3C44B0X微处理器的ARM嵌入式系统实现DDS技术。S3C44B0X是叁星公司的一款ARM7芯片,基于ARM公司的16/32位RISC处理器内核ARM7TDMI设计,拥有高速、低功耗、多功能、高性价比,特有双指令集等诸多优异的性能,适于作为仪器的主控制芯片。本文从工程应用的角度出发,深入研究基于ARM嵌入式系统、以DDS技术为核心的任意波形发生器技术。设计了一个以S3C44B0X+TMS320VC5416双核系统和AD9854 DDS专用芯片为主要功能单元的实际任意波形发生器,阐述了软/硬件详细开发过程,给出了任意波形发生器的电路框图、电路原理图、设计过程和详细的软件流程图,介绍了任意波形编辑软件的开发流程。通过测试,证明本任意波形发生器达到了预期的设计要求。最后,对全文的主要研究内容进行了总结,指出了设计过程中遇到的问题及存在的不足之处,给出了主要研究结论和今后的研究方向。
雷云[9]2012年在《基于IVI-COM的函数发生器驱动程序设计》文中研究表明随着被测对象的日益复杂性和测试仪器的日益先进性,自动测试取代人工测试成为了测试领域的必然趋势。仪器模式也在不断地发生着改变,特别是仪器与计算机技术结合出现的虚拟仪器,正作为一种新型的仪器模式,引导着自动测试领域。计算机与仪器的通信依赖于软件,而这个所谓的软件核心,就是仪器的驱动程序,有了驱动,才使由计算机发出的命令,能够正确地被硬件执行,然而,当我们更换底层的仪器时,测试程序都要被重写编写,IVI技术的出现大大改善了这一局面。随着测试要求的提高和计算机技术的发展,软件工业日益朝着组件化的方向发展,CORBA和COM是组件技术的代表,IVI基金会将组件技术引入到仪器驱动的开发中,并选择了微软公司推崇的应用广泛和较为成熟的COM技术与IVI技术相结合,由此提出了IVI-COM驱动的概念。本文研究的是函数发生器的IVI-COM驱动,采用的开发环境是Visual C++6.0中的ATL,主要做了以下工作：完成了对函数发生器不同功能组对应的IDL文件的代码编程,包括：IVI固有功能组关键接口IviDriver的设计、函数发生器的基本与扩展功能组接口IviFgenBase、IviFgenStdFunc和IviFgenArbWfm的设计；并详细说明了Configure、Initialize关键代码的流程图,成功生成动态链接库,给出了引用组件的progID,成功完成了驱动的开发,从整体上对整个驱动的应用流程进行了分析,成功调用Specific Driver函数,并正确执行了对配置库的读写和修改操作,对比MAX软件,在LabWindows/CVI中开发了简易的配置面板、初始化面板以及仪器软面板。从软件和硬件两个方面分别对驱动进行验证,在VC和CVI中分别调用了生成的驱动,给出产生正弦波、及设置幅度和频率的应用程序,最后编译成功,操作对应的软面板,可进行相关的调幅调频测试。结合课题项目,利用LXI技术,调用驱动也成功通过了相应的SCPI语法测试,发送的*IDN命令得到了正确的响应。
陈爽[10]2007年在《基于FPGA的数字合成信号发生器》文中指出直接数字频率合成(DDS)技术采用全数字的合成方法，所产生的信号具有频率分辨率高、频率切换速度快、频率切换时相位连续、输出相位噪声低和可以产生任意波形等诸多优点。在理论上对DDS的原理及其输出信号的性能进行了分析，采用FPGA实现了任意波形发生器，能够产生叁角波、锯齿波、调频波、调相波、调幅波和碎发等十几种波形，并能通过串行口下载任意波形。在设计频率调制电路时采用了频率字运算单元和相位累加器相结合的结构，该方法既可实现宽带线性调频，又可实现非线性调频。完成了软件和硬件的设计和调试。对实验样机进行了测试，结果表明性能指标达到了设计要求。
参考文献：
[1]. 智能任意函数信号发生器的研究[D]. 王光明. 国防科学技术大学. 2002
[2]. 基于LabVIEW和SOPC的智能型函数发生器的研究与设计[D]. 牟涛. 西华大学. 2009
[3]. 带有LAN接口的DDS函数发生器的研究[D]. 刘波. 西华大学. 2007
[4]. 智能高放射性仿核信号发生器系统的研究[D]. 余国刚. 成都理工大学. 2017
[5]. 外同步触发、多通道、单周期函数发生器设计[D]. 胡清. 河南科技大学. 2010
[6]. 基于PXI总线的虚拟仪器测试系统的设计及其网络化研究[D]. 李爱民. 南京理工大学. 2008
[7]. 任意波形发生器的研制[D]. 庞学文. 吉林大学. 2005
[8]. 基于ARM技术的多路任意波形发生器研究[D]. 梁旭. 山东理工大学. 2007
[9]. 基于IVI-COM的函数发生器驱动程序设计[D]. 雷云. 电子科技大学. 2012
[10]. 基于FPGA的数字合成信号发生器[D]. 陈爽. 贵州大学. 2007