主办单位: 共青团中央   中国科协   教育部   中国社会科学院   全国学联  

承办单位: 四川大学     

基本信息

项目名称:
受控信号发生器
小类:
信息技术
简介:
本设计制作了一个由二线式电流型电阻变送器和4*4键盘控制的信号发生器。在A端将1000~2000阻值转换成4mA ~20mA电流,经过大于1米的传输线送到B端,再转换成0~5V的电压,经A/D采样,将数字信号送MCU处理,由MCU控制FPGA产生频率和可调电阻阻值对应的正弦信号,可通过键盘输入信号的种类、频率、幅度和相位,频率的最小步进可达1HZ。
详细介绍:
本设计制作了一个由二线式电流型电阻变送器和4*4键盘控制的信号发生器。系统主要采用了TI公司的低功耗高性能模拟放大器INA333和OPA335、超低功耗单片机MSP430F149、电流接收器RCV420、模数转换器ADS1255、数模转换器DAC900。在A端将1000~2000阻值转换成4mA ~20mA电流,经过大于1米的传输线送到B端,再转换成0~5V的电压,经A/D采样,将数字信号送MCU处理,由MCU控制FPGA产生频率和可调电阻阻值对应的正弦信号。该正弦信号经过功率放大后输出,在50负载上峰峰值大于5V,频率稳定度优于10-4。整个系统规模小,功耗低;利用TL431为电流变送器提供电压基准,提高了系统的稳定性,确保系统测试精度;在电路设计上应用差分电路抑制共模干扰,在PCB制作上尽量缩短走线和缩小回路长度。可通过键盘输入信号的种类、频率、幅度和相位,频率的最小步进可达1HZ,系统工作稳定,较好地实现了题目基础部分和发挥部分的所有指标要求。

作品图片

  • 受控信号发生器
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  • 受控信号发生器
  • 受控信号发生器
  • 受控信号发生器

作品专业信息

设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标

随着科技的不断发展,在电子技术领域里,正弦波、方波、锯齿波和三角波的发生器——信号发生器将得到越来越广泛的应用;信号发生也将向着更合理,更科学,更适用的方向不断向前发展! 创新点在于引入了二线制电流型电阻变送器控制,1000~2000对应的电流输出为4~20mA,变换精度优于0.5%,变换非线性度优于1%,输出传输线的长度大于等于1m。信号发生部分要求能够将输入电流量转换成电阻量并采用数码显示,显示分辨率为100;可通过键盘输入信号的种类、频率、幅度和相位,频率的最小步进可达1HZ。系统具有精度高、功耗低、人机交换界面简单等特点

科学性、先进性

信号发生起的技术在国内外早已普及,已经相当成熟了,本作品的特点是引人了二线制电流型电阻变送器控制,技术的难点在于电流信号的发送与接受是通过给发送模块供电的电源线来完成的,既电源线又是信号线,这是本作品的先进之处。

获奖情况及鉴定结果

作品所处阶段

完成设计。

技术转让方式

作品可展示的形式

现场演示。

使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测

该作品上电自动完成开机,由4*4键盘操作,键1-10完成数据输入操作,键11没用,键12没用,键13完成回到主菜单操作,键14完成累减及上翻操作,键15完成累加及下翻操作,键16完成确定操作。 该作品适用于各实验室,信号发生用。

同类课题研究水平概述

随着电子测量及其他部门对各类信号发生器的广泛需求及电子技术的迅速发展,促使信号发生器种类日益增多,性能日益提高,尤其随着70年代微处理器的出现更促使信号发生器向着自动化、智能化发展,但还是存在一些问题。直到近年来现场可编程门阵列(FPGA)技术得到快速的发展和广泛的应用,其资源容量、工作频率以及集成度都得到了极大的提高,使得利用FPGA实现某些专用数字集成电路得到了大家的关注,而基于FPGA实现的信号发生器和以前相比有着灵活的接口和控制方式、较短的转换时间、较宽的宽带、以及相位连续变化和频率分辨率较高等优点,比起专用芯片功耗也低,为信号发生器的发展提供了一种新的设计方法和思路。
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