如何用分立式数字电路设计数字信号发生器

信号发生器又称信号源或振荡器，在生产实践和科技领域中有着广泛的信号发生器又称信号源或振荡器，在生产实践和科技领域中有着广泛的应用。各种波形曲线均可以用三角函数方程式来表示。能够产生多种波形，如三角波、锯齿波、矩形波（含方波）、正弦波的电路被称为函数信号发生器。函数信号发生器在电路实验和设备检测中具有十分广泛的用途。例如在通信、广播、电视系统中，都需要射频（高频）发射，这里的射频波就是载波，把音频（低频）、视频信号或脉冲信号运载出去，就需要能够产生高频的振荡器。在工业、农业、生物医学等领域内，如高频感应加热、熔炼、淬火、超声诊断、核磁共振成像等，都需要功率或大或小、频率或高或低的振荡器。函数信号发生器的实现方法通常有以下几种：
（1）用分立元件组成的函数发生器：通常是单函数发生器且频率不高，其工作不很稳定，不易调试。
（2）可以由晶体管、运放IC等通用器件制作，更多的则是用专门的函数信号发生器IC产生。早期的函数信号发生器IC，如L8038、BA205、XR2207/2209等，它们的功能较少，精度不高，频率上限只有300kHz，无法产生更高频率的信号，调节方式也不够灵活，频率和占空比不能独立调节，二者互相影响。
（3）利用单片集成芯片的函数发生器：能产生多种波形，达到较高的频率，且易于调试。鉴于此，美国马克西姆公司开发了新一代函数信号发生器ICMAX038，它克服了（2）中芯片的缺点，可以达到更高的技术指标，是上述芯片望尘莫及的。MAX038频率高、精度好，因此它被称为高频精密函数信号发生器IC。在锁相环、压控振荡器、频率合成器、脉宽调制器等电路的设计上，MAX038都是优选的器件。
（4）利用专用直接数字合成DDS芯片的函数发生器：能产生任意波形并达到很高的频率。但成本较高。
设计指标：1.输出为方波和三角波两种波形，用开关切换输出；
2.均为双极性；
3.输出阻抗均为50Ω；
4.输出为方波时，输出电压峰值为0～5V可调，输出信号频率为200Hz～2kHz可调；
5.输出为三角波时，输出电压峰值为0～5V可调，输出信号频率为200Hz～2kHz可调
本项目都切实用到了所学知识，数控电源部分采用数电中的DAC0808数模转换电路以及计数器74LS193构成。信号发生部分全部应用模电知识制作，采用性能优良的集成信号发生芯片ICL8038结合运放电路制成。频率测试部分，用555构成秒脉冲，通过40110来实现计数译码显示。此次制作真正达到了学以至用，理论联系实际的目的。符合理工科学生学习的要求。
当然本次实验参阅了除课程以外的大量参考书籍，通过多种方案论证，Z终确立的此课题。由于时间紧，项目大，虽然在规定的时间完成任务，经过多次的修改，但仍然存在不足之处，望专家组批评指正。