带波形显示的数字信号源制造技术

一种带波形显示的数字信号源，其特征在于它包括控制器、波形采样与处理模块、程控程控时钟模块、测频与键盘控制模块及液晶显示模块，所述控制器分别与波形采样与处理模块、程控程控时钟模块、测频与键盘控制模块及液晶显示模块相连，输入信号送入波形采样与处理模块和测频模块中，程控程控时钟模块同时与波形采样与处理模块相连。本发明专利技术面板上按键较少，操作简单，使用方便，不易出错；除显示信号的频率外，还显示信号的幅度；可带波形显示，用户不必接示波器来观察波形是否失真，可减少购买其它设备的费用，节约开支。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种测量装置，具体涉及一种带波形显示的数字信号源。
技术介绍
在自动化设备和系统中，经常需要进行性能的测试和信息的传送，这些都离不开一定的波形作为测试和传送的依据。常用的波形有正弦波、矩形波、三角波等，信号源即是用于产生这些波形的仪器。工程实践中，经常需要频率和振幅可以调节的信号源作为电子设备的组成部分，或是用来作为测试、调整电子设备的实验仪器。现有的信号源设备存在以下不足之处(1)现有信号源面板上按键太多，用户操作困难；(2)现有的信号源只显示信号频率，不显示信号幅值，信号幅值需要通过交流毫伏表来测量得到；(3)现有的信号源不显示信号的波形，用户常需要通过示波器来观察信号波形是否失真。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服上述现有技术的缺陷，提供一种可在面板上直接显示信号频率和幅度且操作简单之数字信号源。本专利技术的技术问题是通过下面的技术方案实现的。其特征在于它包括控制器、波形采样与处理模块、程控程控时钟模块、测频与键盘控制模块及液晶显示模块，所述控制器分别与波形采样与处理模块、程控程控时钟模块、测频与键盘控制模块及液晶显示模块相连，输入信号送入波形采样与处理模块和测频模块中，程控程控时钟模块同时与波形采样与处理模块相连。所述控制器包括两单片机和缓冲器，其中一单片机通过缓冲器与外围电路相连，通过串口与另一单片机相接；所述波形采样与处理模块包括静态储存器、模数转换器、可编程逻缉器件，所述静态储存器与可编程逻缉器件相连，模数转换器则分别与静态储存器和可编程逻缉器件相连；所述程控时钟模块包括发光二极管、程控时钟发生器、电平转换芯片和光耦，其中光耦与三极管组成信号隔离电路；所述测频与键盘控制模块由两个缓冲器、比较器、计数器、数模转换器、运算放大器和发光二极管组成，其中比较器与计数器相连；所述液晶显示模块包括液晶控制器、液晶显示器和存储器，其中液晶控制器分别与液晶显示器和存储器相互连接。本专利技术具有下列技术效果(1)简化了面板，面板上按键较少，操作简单，使用方便，不易出错；(2)除显示信号的频率外，还显示信号的幅度；(3)带波形显示，用户不必接示波器来观察波形是否失真；(4)用户可减少购买其它设备的费用，节约开支。附图说明图1为本专利技术电路原理框图；图2为本专利技术控制器模块电路图；图3本专利技术波形采样与处理模块电路图；图4为本专利技术程控时钟模块电路图；图5为本专利技术测频和键盘控制模块电路图；图6为本专利技术液晶显示模块电路图；图7为本专利技术系统工作流程图；图8为本专利技术操控面板图。具体实施例方式如图1所示，本专利技术包括控制器、波形采样与处理模块、程控程控时钟模块、测频与键盘控制模块及液晶显示模块，上述各模块组成的电路实现了本专利技术所要达到的功能。其中控制器是本专利技术之中心部件，分别与波形采样与处理模块、程控时钟模块、测频与键盘控制模块及液晶显示模块相连，输入信号送入波形采样与处理模块和测频模块中，程控时钟模块同时与波形采样与处理模块相连。下面分述各电路。如图2所示，本专利技术控制器模块主要采用八位总线缓冲器U14和两单片机U1、U17，其中单片机U17通过缓冲器U14与外围电路相连，通过串口与另一单片机U1相接，这样不但可以提高实时性，而且方便电路板布局布线。U17是通用MCS51系列单片机，型号为89C52，主要负责采样、数据处理以及程控时钟和液晶的控制工作。单片机U17的P0口和P2口主要完成下述三项任务通过八线缓冲器U14对存储器U15进行读写操作；与可编程逻辑器件U18进行交互操作；将采集到的数据送到液晶控制器U11进行显示输出。P1口用来对程控时钟发生器U21进行参数配置，确定程控时钟发生器U21输出的采样时钟的频率。单片机U1是通用MCS51系列单片机，型号为89C52，主要完成测频、DAC输出和键盘接口处理功能，单片机U1通过串口与U17进行通信。单片机U1的P0口和P2口用来和面板上的按键相连，确定用户要执行的命令。P1口用来给串行接口的模数转换器U9送配置字，确定其输出模拟电压的大小。单片机U1的定时器用来测量输入信号的频率。U14为缓冲器，型号为74F245。主要功能是完成8位数据总线的接收和发送功能。控制器模块电路中单片机U17通过缓冲器U14与外围电路进行数据交换，通过串口与单片机U1进行通信。如图3所示，本专利技术波形采样与处理模块电路包括静态储存器U15、模数转换器U16、可编程逻缉器件U18，所述静态储存器U15与可编程逻缉器件U18相连，模数转换器U16则分别与静态储存器U15和可编程逻缉器件U18相连。下面分述各元器件D18、D19为发光二极管，对应操作面板上的指示灯。U15为静态存储器，型号为CY7C128A-25，主要功能是对采集到的数据进行存储。U16为模数转换器，型号为TLC5540，主要功能是将输入的模拟信号转换为数字信号后输出，它分别与静态储存器U15和可编程逻缉器件U18相连。U18为可编程逻辑器件，型号为ISPLSI1016-E80，主要功能是自动完成信号的采集功能，无需CPU干预，与静态储存器U15相连。JP2、JP3、JP4、JP5、JP8为跳线器，主要功能是完成电路的测试功能。U19为三端稳压器，型号为7905，主要功能是输出-5V电源电压。U8A、U8B、U8C及U8D为与非门，型号为74HC00，主要功能是将输入的两个TTL信号与操作后求反。U20A、U20B、U20C、U20D、U20E及U20F为非门，型号为74HC14。主要功能是将输入的TTL信号反相。U8与U20组成的电路的功能是对输入信号进行逻辑运算，求得控制信号。波形采样与处理模块主要由40MSPS的模数转换器U16、静态存储器U15和可编程逻辑器件U18组成。由可编程逻辑器件U18产生地址，控制模数转换器U16进行采样，以程控的频率写入静态存储器U15。一次性采样256点后，将静态存储器U15的控制权转交给单片机U17，由单片机U17读取处理送液晶显示。其具体操作过程为经处理的输入信号送到模数转换器U16的模拟端口，按照可编程逻缉器件U18给出的采样频率完成采样工作，采集到的数据存储到静态存储器U15中，静态存储器U15的地址由可编程逻缉器件U18给出。采满数据后，可编程逻缉器件U18停止对模拟信号的采集工作。本专利技术模数转换器U16其转换速率范围为5到40MSPS，模拟带宽为80MHz。由于其低端采样率受到限制，因此采用控制RAM写入速度的方式来控制采样速率。为了控制误差使复现的波形尽量准确，实际在1到40MHz的信号范围内每周期采样一个点，在40到80MHz的信号范围内每周期采样2个点来复现波形。如图4所示，本专利技术程控时钟电路包括发光二极管D20、程控时钟发生器U21、电平转换芯片U22和光耦U26、U27、U28，其中光耦U26、U27、U28与三极管Q1、Q2、Q3组成信号隔离电路。下面分述各元器件D20为发光二极管，对应操作面板上的指示灯。U21为程控时钟发生器，型号为SY89429V，主要功能是给AD转换芯片提供采样时钟。U22为电平转换芯片，型号为SY100ETL23L，主要功能是将程控时钟发生器U21输出的信号转换为TTL电平。JP6、JP7为跳线器，主要功能是完成电路的测试功本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带波形显示的数字信号源，其特征在于它包括控制器、波形采样与处理模块、程控程控时钟模块、测频与键盘控制模块及液晶显示模块，所述控制器分别与波形采样与处理模块、程控程控时钟模块、测频与键盘控制模块及液晶显示模块相连，输入信号送入波形采样与处理模块和测频模块中，程控程控时钟模块同时与波形采样与处理模块相连。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张玘，刘国福，扈啸，罗诗途，王艳玲，冯旭哲，吴石林，
申请(专利权)人：张玘，
类型：发明
国别省市：43[中国|湖南]