[实用新型]一种数字波形发生器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种信号发生装置，尤其是一种能产生PWM波、正弦波、三角波，锯齿波的信号发生装置。 

背景技术

波形发生器作为信号源，是电子工程、通信工程、自动控制、遥测控制、测量仪器、仪表、计算机，各种电子电路实验中必不可少的仪器设备之一。传统的波形发生器可以完全由硬件电路搭建而成，其可通过调节电路中的RC值改变频率，但是这种电路存在波形质量差，控制难，可调范围小，电路复杂和体积大等缺点。尤其当信号频率低时，所需的RC很大，大电阻，大电容在制作上有困难，其又存在参数精度低，体积大，漏电，损耗等致命弱点。 

本实用新型采用的是软硬件结合的方式，即同时兼具软硬件设计的优势：既具有纯硬件设计的快速、高性能，同时又具有软件控制的灵活性、智能性。它是通过数字的方式产生各种波形，波形发生无RC振荡源，频率调节无需改变RC值，只需改变D/A输出数据点的时间间隔。 

发明内容

为了克服传统硬件电路的结构复杂，实现起来困难，调节困难等缺点，本实用新型提供了一种数字波形发生器，其体积小，电路结构简单，调节方便，功耗小，还能产生PWM波，锯齿波，正弦波之外的其它波形，它具有频率可调，幅度可调等优点。 

本实用新型的技术方案是： 

一种数字波形发生器，其特征在于，包括：控制单元、按键、显示模块、D/A转换器、电流转电压模块、积分器和带通滤波器；其中控制单元分别与按键、显示模块和D/A转换器相连，D/A转换器与电流转电压模块相连，电流转电压模块分别与积分器和带通滤波器相连；电流转电压模块、积分器和带通滤波器分别有一个输出信号。 

所述的一种数字波形发生器，其特征在于：控制单元采用STC89C51单片机。 

所述的一种数字波形发生器，其特征在于：显示模块采用LCD1602液晶。 

所述的一种数字波形发生器，其特征在于：D/A转换器采用型号为DAC0832的D/A转换器。 

所述的一种数字波形发生器，其特征在于：带通滤波器的中心频率和带宽可以手动调节。 

所述的一种数字波形发生器，其特征在于：电流转电压模块为电流转双极性电压模块。 

与已有技术相比，本实用新型有益效果体现在： 

1、本实用新型中的各种波形的产生都是基于D/A转换器输出的PWM信号。 

2、利用积分器，由PWM信号积分得到锯齿波，避免了直接由单片机产生锯齿波，其波形轮廓具有阶梯的问题，也避免了直接产生锯齿波，一周期内所需的数据点多，导致发生波形频率无法做大的问题。 

3、积分器的特征还在于，通过调节可变电阻，能对输出波形的幅度进行调节。 

4、利用带通滤波器，由PWM信号滤波产生正弦波，同样避免了2中的阶梯边缘和产生波形频率无法做大的问题。 

5、带通滤波器的特征还在于中心频率和带宽可以手动调节，从而适用于产生各种频率的正弦波。 

附图说明

附图为本实用新型一种数字波形发生器的电路结构图。 

图中，1、控制单元，2、按键，3、显示模块，4、D/A转换器，5、电流转电压模块，6、积分器，7、带通滤波器。 

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。 

本实用新型一种数字波形发生器的电路结构，如图所示，包括控制单元1、按键2、显示模块3、D/A转换器4、电流转电压模块5、积分器6，带通滤波器7。 

控制单元1采用STC89C51单片机进行控制，它负责检测按键，控制液晶显示，控制D/A转换器转换。 

按键2的作用是输入产生波形（PWM波）的频率，占空比。 

显示模块3采用LCD1602液晶进行显示。 

D/A转换器采用型号为DAC0832的D/A转换器，其为8位D/A转换器，能将数字量转换为模拟量，输出为电流量。 

电流转电压模块5采用两个运放，其将DAC0832输出的电流量转换为双极性电压量输出。 

积分器6对电流转电压模块5输出的电压进行积分，当模块5的输出为双极性的PWM信号且一周期内正电压的积分值与负电压的积分值和为0时，积分输出为锯齿波。调节积分器6中的可变电阻能对输出电压的幅值进行调节。 

因为周期性信号进行傅里叶级数展开，即得各次谐波分量，故经带通滤波器7滤得基频， 输出即为与PWM信号同频率的正弦波。由于带通滤波器7是一个中心频率和带宽可手动调节的模块，故对于各种频率来说，只要调节到合适位置，就能滤除基频之外的频率分量，得到正弦波。 

图中输出A为PWM波，输出B为锯齿波，输出C为正弦波。