X-Y信號(hào)產(chǎn)生與圖形顯示

摘要：本設(shè)計(jì)為一個(gè)X-Y信號(hào)產(chǎn)生與圖形顯示裝置，在輸入正弦信號(hào)的頻率為1MHz左右，電壓峰峰值為2V的情況下，對(duì)正弦信號(hào)進(jìn)行二分頻和移相操作并在示波器X-Y工作方式下進(jìn)行顯示，并通過MSP430F5529開發(fā)板進(jìn)行控制。

關(guān)鍵字：X-Y；分頻；移相；MSP430F5529

DOI: 10.3969/j.issn.1005-5517.2012.11.019

本設(shè)計(jì)中輸入單路正弦信號(hào)，對(duì)該輸入正弦信號(hào)的二分頻通過使用由LM311構(gòu)成的過零比較器、D觸發(fā)器74HC74和巴特沃斯有源四階低通濾波器相結(jié)合實(shí)現(xiàn)；移相電路組是由OPA890構(gòu)成的移相電路、模擬開關(guān)CD4052以及繼電器所構(gòu)成。通過將X、Y軸信號(hào)輸入示波器以動(dòng)態(tài)顯示李沙育圖形。巴特沃斯低通濾波器將方波轉(zhuǎn)換成正弦波，這里采用截止頻率為500kHz的四階有源低通濾波器。

(2)移相電路的設(shè)計(jì)

移相電路組是由0°、45°、90°、180°固定移相電路和0°到45°步進(jìn)為15°的程控移相電路構(gòu)成，通過繼電器與模擬開關(guān)實(shí)現(xiàn)0°到180°范圍內(nèi)15°步進(jìn)調(diào)節(jié)。其中45°的輸出和90°的輸入通過繼電器連接，方便程序控制產(chǎn)生135°到180°的步進(jìn)調(diào)節(jié)。

如圖3所示一階移相器，根據(jù)虛(3)

由此得出其相位與角頻率、電阻R、電容C之間的關(guān)系，又因?yàn)檩斎胄盘?hào)的頻率為1MHz，所以相移由同相輸入端的R、C決定，在設(shè)計(jì)時(shí)只需要選取合適的R、C即可獲得相應(yīng)的相移度數(shù)(0-180°)。如圖3所示，其中R3和C1決定了電路的移相值。

(3)移相電路組結(jié)構(gòu)圖

移相電路部分主要通過單片機(jī)對(duì)繼電器和模擬開關(guān)的控制來實(shí)現(xiàn)對(duì)不同移相值的切換和選擇，如圖4所示。