摘要

這個正弦信號發生器利用最新的頻率合成技術，實現了1KHz~30MHz的正弦波輸出，頻率步進可達到1Hz，可輸出調制度可調的AM信號，5KHz、10KHz最大頻偏的FM信號，100KHz固定頻率載波、碼速10kbps的PSK，ASK信號。采用了超寬帶、超低噪聲的高速運放，提高了輸出電壓的幅度。整個系統以ADuC841為控制中心，有很高的精確度和穩定度。雙CPU結構，大大增強了信息的處理能力；行列式鍵盤輸入，大屏幕LCD輸出，操作簡便，人機界面友好。

方案設計與論證

1.1 方案比較

本題目的要求是設計一個正弦信號發生器，并且能夠輸出模擬幅度調制（AM）信號，模擬頻率調制（FM）信號，二進制PSK、ASK信號。綜合各方面考慮，可以把這個系統分為幾個子模塊：信號源部分、控制處理部分、AM，FM，PSK，ASK信號的產生部分，輸入輸出用戶接口和末級放大部分。本系統采用模塊化制作，對各模塊分析如下：

（1） 信號源部分

信號源是這個系統的核心，它的成功與否，將直接影響到整個系統的性能。

方案一：利用RC、LC網絡產生振蕩信號

利用成熟的三點式晶體管振蕩電路，可以通過改變電阻，電感，電容元件的參數，來改變正弦振蕩的頻率。這種電路的特點是頻率穩定性較好，并且很容易起振，電路簡單。但是如果要實現題目中要求的1KHz至10MHz那么寬的頻率范圍，很難做到，或者實現起來系統體積太大，功耗很高，容易產生雜波，不易精確調節振蕩頻率。因此該方案在設計之中不予考慮。

方案二：利用壓控振蕩器VCO產生振蕩信號

壓控振蕩器（又稱為VCO或V/F轉換電路）產生的波形的振蕩頻率與它的控制電壓成正比，因此，調節可變電阻或可變電容可以調節波形發生電路的振蕩頻率。利用集成運放可以構成具有一定精度、線性較好的壓控振蕩器。并且，可以用數字電位器實現對電壓的程控。但是，開環VCO的頻率穩定度和頻率精度較低，題目中的頻率范圍對于壓控振蕩器來說太寬，很難實現，加之壓控振蕩器產生的信號頻率穩定度也達不到題目的設計要求。

方案三：利用鎖相環進（PLL）行間接頻率合成

這個方案是在方案二的基礎上，用鎖相環將VCO輸出的頻率鎖定在所需的頻率上。PLL使輸出頻率的穩定度和精度，接近參考振蕩源（通常用晶振），如圖1 所示。如果只用一個鎖相環，頻率肯定覆蓋不了1KHz-10MHz的變化范圍。因此可以考慮用多個PLL進行分段鎖定。缺點是硬件復雜，增加了調試難度。因此也不采用這種方案。

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