文档介绍：目 录
1 系统设计任务与要求 - 2 -
设计要求 - 2 -
设计作用和目的 - 2 -
课程设计应完成的任务 - 2 -
2 设计方案 - 3 -
信号产生部分 - 3 -
对幅度
采用AD835高速模拟乘法器，来实现模拟调制。模拟乘法器AD835的－3dB截止频率为250MHz，能够满足题目的要求。但是AD835的差分输入范围仅为±1V，因此必须对输入信号进行预处理，这样在增加硬件的同时，又加大了设计的难度。
方案二：采用高速的D/A转换器
在LPC2138中集成着一个高速的D/A转换器[5]，我们可以直接在软件中设置一个幅度的参数来改变输出波形的幅度大小。
综上所述，采用方案（二）虽然增加了软件的难度，延迟了波形的输出时间，但是可以不用外加硬件拓展，节省了成本。
对频率进行调整
方案一：
通过在存储芯片ROM中保存不同频率信号的信号发生点数，在频率切换时调用ROM中所存储的不同点数模块来实现频率的切换。
方案二：
在存储芯片RAM中保存由软件实时产生的波形点数，通过所取的点数的不同来决定发生的波形的频率。
由于设计中的信号要进行不断的改变，因此波形的数据不能存储在ROM中，应该存储RAM中，因此采用方案二的设计方法。
滤波电路
方案一：
利用运放芯片TL082构成的有源二阶巴尔沃基滤波器[6]，它的频率范围可以达到1MHZ，远远高于我们所要的达到的最高频率，而且可以同时提高输出电压的稳定性即带载能力。
方案二：
采用硬件构建的模拟滤波器，通常这种滤波电路主要采用无源元件R，L和C组成的低通滤波电路[6]。其优点是具有不用电感，体积小，重量轻等优点；缺点是其集成运放的带宽有限，电路的工作频率有限难以做得很高。
由于所设计的信号源的频率相对来说不是很高，采用RC滤波器已经可以很好的完成设计的要求。因此采用方案二。
3 硬件设计
根据前述方案，得到以下系统方框图，如图3-1所示，包括键盘、芯片LPC2138、D/A转换、滤波器、示波器、串口RS432、上位机。
图3-1 系统方框图
各功能模块
通过软件将波形数据存储到RAM当中去，再把这些数据输送到D/A转换器进行转换得到模拟波形。
用LPC2138开发板上自身带有的键盘得到键值，通过中断服务程序将键盘信息传给控制芯片。
直接采用RC过程的简单的滤波电路，此方法设计简单，又完全满足设计要求。
波形直接在示波器上显示，波形的中间调试参数在上位机EasyARM2131上显示，这样节省了外部显示模块的扩展，使得硬件电路更加的简便。
各个功能块的实现原理及分析
本设计中信号的产生直接用LPC2138芯片上集成的D/A转换器和软件的结合来生成。波形的信号数据采用了函数计算的方法来取得：
Y=sin(N[7] （3-1）
其中，N表示所要取得的点数的多少。在设计中我选择N=1024，即一个完整的基本的正弦信号有1024个数据信号点组成。
将数据存储到控制芯片LPC2138的RAM当中，根据所要的频率来取得信号数据的多少，点数多少的计算如下：
N=T/2t[7] （3-2）
其中，N表示点数，T表示所要产生的波形信号的周期，t表示定时器的时间长短.
从RAM中 取得点数的间隔为:
M=1023/N[8] （3-3）
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设计中要求信号的最高产生的频率为50KHZ, 根据奈奎斯特定理，采样的频率最少要为所要信号的频率的两倍，但是为了更好的保证信号的完整输出，我们至少要让它采样10个点才能输出完整波形，就要求采样的频率为他的10倍即500KHZ,采样时间的大小为2us，这刚好满足了LPC2138控制芯片上的集成D/A转换器最高转换时间为1us的限制。
在设计中，三角波的产生就直接利用定时器定时时间的长短来控制信号数据的输出，信号数据从一个较低（或高）的位置开始按照一定的规律步进[9]，当其达到一个高度时再按照相同的步进下降到原来的数据大小，如此反复的输出就构成了三角波模拟信号的输出。
在设计中，方波的产生由大小不同的两个信号数据交替输出形成，每个信号数据输出的时间长短根据所要点信号频率来决定。
在设计中，为了能使波形在示波器中显示，这样就要设定好波形的幅度，在设计时我们把波形的幅度控制在1024之内，才能很好的显示波形。同时为了改变幅度的大小，我们设置了一个参数直接与所取得的信号数据相乘，这就改变了信号数据的大小，也就使得D/A转换时的数据大小产生变化，从而体现在输出的