遠(yuǎn)程實驗系統(tǒng)研究及其信號發(fā)生器設(shè)計.pdf

1、隨著信息技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代意義下的測控技術(shù)已經(jīng)不是單一的測控，而是同計算機(jī)技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和通信技術(shù)相結(jié)合的高新技術(shù)。遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)已經(jīng)不是簡單的儀器網(wǎng)絡(luò)，更是控制網(wǎng)絡(luò)和Internet網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合。以Internet為代表的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的迅速發(fā)展及相關(guān)技術(shù)的日益完善，突破了傳統(tǒng)通信方式的時空限制和地域障礙，使更大范圍內(nèi)的通信變得十分容易。Internet擁有的資源正在應(yīng)用于越來越多的領(lǐng)域中，比如電子商務(wù)、網(wǎng)上教學(xué)、遠(yuǎn)程醫(yī)療、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集與控制、

2、高檔測量儀器設(shè)備資源的遠(yuǎn)程實時調(diào)用、遠(yuǎn)程設(shè)備故障診斷，等等。 遠(yuǎn)程電子電路實驗系統(tǒng)是北方交通大學(xué)電子電路實驗中心自主研發(fā)的一套遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)，是遠(yuǎn)程教學(xué)的一種新的嘗試。它能很好的滿足我國教學(xué)資源嚴(yán)重缺乏的現(xiàn)狀。但運(yùn)行中，也發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)存在一些問題，有必要對系統(tǒng)作一些改進(jìn)。面對嵌入式技術(shù)的飛速發(fā)展，把嵌入式技術(shù)應(yīng)用于系統(tǒng)，對整個服務(wù)器端進(jìn)行集成改造。使其在性能和維護(hù)方面，更有利于推廣和使用。整個遠(yuǎn)程實驗室系統(tǒng)服務(wù)器端的集成設(shè)計是一個復(fù)雜

3、的綜合課題，對整個服務(wù)器端的完全改造也是一個龐大的工程。它主要包括嵌入式服務(wù)器的設(shè)計，嵌入式示波器的設(shè)計和嵌入式信號發(fā)生器的設(shè)計等等。 本文詳細(xì)的分析了整套遠(yuǎn)程實驗室系統(tǒng)的軟件硬件結(jié)構(gòu)，并對存在的問題進(jìn)行了分析和介紹。提出了解決系統(tǒng)存在問題的方法和方案。在信號源的設(shè)計方面，分析了系統(tǒng)所需要的信號源指標(biāo)和參數(shù)，最后選擇了基于DDS實現(xiàn)信號源的設(shè)計方法。本文在對DDS技術(shù)及其雜散信號作詳細(xì)分析的前提下，實現(xiàn)了基于DDS的信號發(fā)生器電

4、路設(shè)計。 設(shè)計的信號發(fā)生系統(tǒng)主要是針對電子電路實驗的相關(guān)測量，基于這種應(yīng)用。所設(shè)計信號發(fā)生器主要指標(biāo)如下： 1.波形選擇范圍根據(jù)應(yīng)用需要，所設(shè)計信號發(fā)生器要能產(chǎn)生正弦信號、方波信號、三角波信號、梯形波信號等常規(guī)信號。這些常規(guī)信號先以數(shù)字的方式存放到存儲器中，這可以根據(jù)以后的需要再行擴(kuò)充。需要存放的波形種類越多，則存放波形的存儲器容量要求也就越大。 2.頻率分辨率分辨率是信號發(fā)生器的重要參數(shù)，所設(shè)計信號發(fā)生器對頻率

5、分辨率的要求為1Hz。輸出頻率連續(xù)可調(diào)。 3.頻率切換時間由于系統(tǒng)是分時復(fù)用的，要求頻率切換時間越短越好。所設(shè)計信號發(fā)生器要求頻率切換時間為100ns。在DDS系統(tǒng)中，在頻率控制字K改變以后，經(jīng)一個時鐘周期之后就按照新的相位增量累加，所以也可以說它的頻率轉(zhuǎn)換時間就是頻率控制字的傳輸時間，即一個時鐘周期Tc=1/fclk。選擇合適的時鐘就可以達(dá)到要求。 4.輸出頻率范圍根據(jù)基礎(chǔ)電子電路實驗應(yīng)用的電子測量要求，所設(shè)計信號發(fā)生