波形发生器的研究现状与意义论文

课题背景随着科学技术的迅速发展，数字化技术已渗透到各个领域。智能仪表装置由于其安全、方便、高效、快捷、智能化等特点，使它在21世纪成为各种科学技术领域和工程实践的助手。它对于改善现代人类的生活质量，创造、安全、便利的生活空间有着非常重要的意义。随着电子技术的发展 , 数字化技术在智能仪表 ,外设控制等方面取得了广泛的运用。其中幅值、波形和频率可调的智能信号发生器经常要用在各种科学技术领域和工程实践中。函数信号发生器和示波器、电压表、频率计等仪器一样是最普通、最基本的 ,也是应用最广泛的电子仪器之一 ,几乎所有的电参量的测量都需要用到信号发生器。频率越高、产生的波形种类越多的发生器性能越好，但器件的成本和技术要求也大大提高。比如：利用专用直接数字合成DDS芯片实现信号发生器。这种信号发生器能产生任意波形并达到很高的频率，但成本很高。因此，综合成本和性能等多方面考虑，设计出一款单片集成芯片配合52单片机实现的智能信号发生器是一次非常有意义的尝试。该种智能信号发生器能产生多种波形信号，达到较高的频率，易于调试，且有很高的性价比。怎么样才能设计出一款内部功能齐全,外围电路简单,使用方便的智能信号发生器呢？这就需要用到集成信号发生芯片。随着半导体芯片制造业的迅速发展和研制水平的飞速提高，出现了很多功能强大且性能可靠的集成信号发生芯片，几乎代替了以前用分立元件搭成的信号发生电路模块。精密函数发生芯片MAX038就是其中之一，而且在众多的信号发生芯片中MAX038 芯片的性价比较高。所以本设计选用精密函数发生芯片MAX038。本设计中，用户可根据自己的需要,将要输出的波形种类通过外置键盘输入单片机,调用其相应的子程序,再通过与MAX038相连的可变电阻来调节波形的频率和占空比，经MAX038输出到放大电路，最后接到示波器，由示波器显示产生的波形。这种信号源的频率改变十分方便 ,而且线路简单,调试和修理简捷,性能价格比较高。技术指标本文设计的智能信号发生器的技术指标如下：（1）可以输出正弦波、矩形波及三角波；（2）输出方波的占空比可调范围在10%~90%；（3）输出信号的频率稳定度和准确度：；（4）正弦波非线性失真度：小于1%；（5）频率可调范围：；（6）幅度：6V为了达到这一目标，本课题重点在以下几个方面展开工作：（1）信号发生器的基本原理及相关技术的研究学习本课题工作初期主要阅读了大量相关书籍，特别是MAX038芯片的资料，还深入研究了信号发生器的基本原理、技术特点等。在这些工作的基础上，提出了系统的解决方案，并解决了其中的关键技术难题。（2）硬件系统设计硬件电路设计主要包括键盘电路、单片机外围电路、MAX038外围电路（占空比调节、频率调整电路）、放大电路的设计。根据系统方案的要求，ATMEL公司的8位Flash 单片机AT89C52作为系统的控制核心及数据处理中心，接距阵式键盘和MAX038电路部分。（3）软件系统设计软件系统主要包括键盘去抖动延时程序、键盘扫描程序、波形选择程序。软件编程用C51语言。第二章系统方案及原理框图2．1 系统方案设计MAX038是单片集成芯片，需要通过单片机的控制实现函数信号的波形选择。波形选择由两个输入引脚A0 和A1的逻辑电平设定。通过4*4键盘输入要产生的波形的种类，单片机判断键码并通过两个I/O口控制MAX038的A0和A1引脚，从而控制MAX038输出相应的波形。关于占空比调节和频率调整，为简单起见，可采用外部电位器调整控制。2．2 系统工作原理及框图从图2-1可以看出，系统按功能模块可分为几个部分：单片机系统：控制外围的信号发生芯片，完成波形选择。外围电路：实现外围的信号发生芯片和单片机之间的接口电路。C51程序：编写单片机外围信号发生芯片的接口程序，实现单片机函数信号输出功能。AT89C52单片机4*4键盘波形选择占空比调节节 MAX038频率调整放大电路波形输出图2-1 系统原理框图工作过程为:打开电源开始工作,按复位键复位,在键盘上输入所需波形,调用单片机的程序存储器中其相应的子程序 ,再通过与MAX038相连的可变电阻来调节波形的频率和占空比，经MAX038输出到放大电路，最后接到示波器，由示波器显示产生的波形。第三章硬件电路设计本章将介绍信号发生器的电路设计原理，对各个功能模块分别进行讨论，主要包括键盘电路、单片机外围电路、MAX038外围电路（占空比调节、频率调整电路）、放大电路。3．1 键盘电路行列式键盘也即矩阵式键盘，它由行和列组成，在每个行列的交叉点上放置一个按键。4*4键盘是一种常见的键盘，用在本设计中完全能够满足要求。4*4行列式键盘共由16个键盘组成。图3-1是键盘电路图。矩阵键盘原理：矩阵键盘中，一个按键按下后会触发两个电平信号:X、Y，单片机通过扫描X、Y的值判断按键状态。把单片机AT89C52中的－端口用8芯排线连接到“4*4行列式键盘”区域中的L1－L4、C1－C4端口上。图3-1 键盘电路单片机外围电路设计MAX038是单片集成芯片，需要通过单片机的控制实现函数信号的波形选择。单片机是核心器件之一，通过它对MAX038的设置，实现不同波形的选择和输出。由于系统控制方案不太复杂 ,数据量也不太大,我们选用 AT89C52 作为控制系统的核心。它极为常用，价格便宜，易于获取。单片机外围电路硬件部分AT89C52是美国Atmel公司生产的低电压、高性能CMOS 8位单片机，片内含8KB的可图 3-2 AT89C52管脚图反复檫写的程序存储器和12B的随机存取数据存储器（RAM），器件采用Atmel公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内配置通用8位中央处理器（CPU）和Flash存储单元，功能强大的AT89C52单片机可灵活应用于各种控制领域。AT89C52单片机属于AT89C51单片机的增强型，与Intel公司的80C52在引脚排列、硬件组成、工作特点和指令系统等方面兼容。图 3-2 是AT89C52的管脚图。其主要工作特性是：片内程序存储器内含8KB的Flash程序存储器，可擦写寿命为1000次；片内数据存储器内含256字节的RAM；具有32根可编程I/O口线；具有3个可编程定时器；中断系统是具有8个中断源、6个中断矢量、2个级优先权的中断结构；串行口是具有一个全双工的可编程串行通信口；具有一个数据指针DPTR；低功耗工作模式有空闲模式和掉电模式具有可编程的3级程序锁定位；AT89C52工作电源电压为5（1+）V，且典型值为5V；AT89C52最高工作频率为24MHz。单片机正常工作时，都需要有一个时钟电路和一个复位电路，来构成单片机的最小电路。如图3-3所示。（1）时钟电路 XTAL0（18脚）和XTAL1（19脚）:计算机工作时，是在统一的时钟脉冲控制下一拍一拍的进行的，这个脉冲是由单片机控制器中的时序电路发出的。单片机的时序就是CPU在执行指令时所需控制信号的时间顺序。为了保证各部件间的同步工作。单片机内部电路就在唯一的时钟信号控制下严格地按时序进行工作。要给单片机提供时序要有相关的硬件电路，即振荡器和时钟电路。因此选择了内部时钟方式。利用芯片内部的振荡器，然后在引脚XTAL0和XTAL1两端跨接晶体或陶瓷谐振器，就构成了稳定的自激振荡器，其发出的脉冲直接送入内部时钟电路，AT89C52最高工作频率为24MHz，在本设计中采用 MHz晶振。外接晶振时，C1和C2值通常选择为22PF左右。C1，C2对频率有微调作用。晶体的频率范围可在～12MHZ之间选择。在实际连接中，为了减少寄生电容，更好地保证振荡器稳定、可靠地工作，振荡器和电容应尽可能安装得与单片机芯片靠近。（2）复位电路 RESET（ 9脚）是复位，由图3-3可以看出，按键电平复位电路相当于按复位键S1后复位端通过电阻与Vcc电源接通。复位是单片机的初始化操作。单片机在启动运行时，都需要先复位，其作用是使CPU和系统中其他部件都处于一个确定的初始状态，并从这个状态开始工作。因而，复位是一个很重要的操作方式。但单片机本身是不能自动进行复位的，必须配合相应的外部电路来实现。（3）单片机电源（40脚）是电源：AT89C52工作电源电压为5（1+）V，且典型值为5V；在线路中，电源去藕是一个关键问题。整个线路往往会由于电源引线而产生电路谐振，当有大的瞬时变化时，也会产生尖峰干扰信号。消除这两种现象的有效办法就是在片子的电源管脚与地之间加上适当的去藕电容，如图3-3中的C4。（4） P1、P2口P1口：是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口，P1的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路。对端口写“1”，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作为输入口。作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流（IIL）。在图3-3中，KEY为单片机的外围4*4键盘接口，它和单片机的连接，对应于键盘的行1~4，对应键盘的列1~4。P2口：P2是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2的输出缓冲极可驱（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路。Flash编程或校验时，P2也接收高位地址和一些控制信号。在本设计中，单片机的和脚和MAX038的A0和A1相连，用于选择输出波形种类。图3-3 单片机部分硬件电路单片机外围仿真电路部分仿真软件：或者1、A1=1，即键盘第一行第一列的情况。表示选择的是正弦波。A0=0、A1=0，即键盘第一行第二列的情况，表示选择的是矩形波；A0=1、A1=0，即键盘第一行第三列，表示选择三角波输出。D1（A0）D2（A1）选择的波形暗（0）或者亮（1）亮（1）正弦波暗（0）暗（0）矩形波亮（1）暗（0）三角波表3-1单片机部分仿真结果图3-4仿真的是A0=0、A1=1，即键盘第一行第一列。表示选择的是正弦波的情况。图3-4 单片机部分软件仿真电路 MAX038外围电路设计 MAX038的基本工作原理MAX038是美国Maxim公司的一款高频率、高精度、低输出电阻、驱动能力强的函数信号发生器芯片，它是新一代的单片函数信号发生芯片。MAX038内部含有精密带隙电压基准、鉴相器和TTL同步输出，能以最少的外部元件构成波形高频函数信号发生器，也可以应用于压控振荡器（PPL）、脉宽调制器、锁相环、频率调制器、频率合成器及FSK信号（正弦波和方波）发生器，是目前较为理想的信号发生集成芯片。如图3-5所示MAX038内部主要由振荡器、参考电压源、恒流源250UA发生电路、多路选择开关、比较器、相位监测器、输出缓冲器等电路组成。MAX038是单片精密函数信号产生器 ,它用±5V电源工作 ,基本的振荡器是一个交变地以恒定电流向电容器充电和放电的驰张振荡器 ,同时产生一个三角波和矩形波。通过改变COSC引脚的外接电容和流入引脚的充放电电流的大小来控制输出信号频率，工作频率范围为～20MHz。流入引脚的电流由加到FADJ 和DADJ 引脚上的电压来调制，通过这两个引脚可用外接电压信号分别调整频率和占空比。MAX038内部有一个正弦波形成电路把振荡器的三角波转变成一个具有等幅的低失真度正弦波。三角波、正弦波和矩形波输入一个多路器，两根地址线A0和A1从这三个波形中选出一个。图3-5 MAX038的内部结构（虚线框内）MAX038内部有一个的基准电压源，由REF引脚输出。基准电压源电路由两个运放LF353及电阻、电容组成，分别组成放大倍数为+1和-1的缓冲器，因而得到的基准电源。这个电压源对整机的性能很重要，因为各控制电路均需要参考输入。图3-6 MAX038管脚图鉴相器是作为锁相环的备用单元，为异或门电路结构，输入信号一路来自内部差动矩形波OSCA和OSCB，另一路来自外部引脚PD1。鉴相器输出信号为电流，由PD0引脚输出，平均值变化范围为0~550 。当两路输入信号的相位差为时，输出电流的占空比为50%，平均值为250 。如果构成锁相环电路，则PDO和FADJ相连，并且对地连接一个电阻，同时并联一个电容。决定鉴相器的灵敏度，则滤除电流中的高频成分。MAX038的各引脚功能见于表3-2。表3-2 MAX038引脚功能注：5个GND脚在MAX038内部是不连接的，在电路设计时，需要一个地平面，然后所有5个GND脚连到靠近MAX038器件的地平面上。表3-3是MAX038 地址线A0和A1对波形选择的取值。表3-3 MAX038 地址线A0和A1对波形选择的取值波形选择由A0和A1两个输入引脚的逻辑电平设定：当A0=0或1、A1=1时为正弦波；当A0=0、A1=0时输出矩形波；当A0=1、A1=0时输出三角波。MAX038的关键特性如下：（1）工作频率范围从～ 20MHZ,各种波形的输出幅度均为2 V（P-P）；（2）能精密地产生三角波、方波、正弦波信号；(3)占空比调节范围宽, 占空比和频率均可单独调节, 互不影响, 占空比最大调节范围10%～90%；（4）波形失真小, 正弦波失真度低于1%；（5) 采用±5V双电源供电, 允许有5%变化范围,电源电流为 80mA , 典型功耗 400 mW, 工作温度范围为0～70℃；（6) 内设电压基准,利用控制端FADJ、DADJ实现频率微调和占空比调节；（7）频率扫描范围：350倍；（8）输出电阻：；（9）温度系数：。MAX038核心部分是一个电流控制的振荡器，通过恒定的电流对外部电容充电和放电，获得三角波和方波信号输出。充、放电电流由流进MAX038的脚的电流控制，由加在引脚FADJ、DADJ上的电压调整。电路的振荡频率为： f= ( )= ( )/ （1）波形的占空比为：（2）当 =0时，可设为2~750 ，对应中心频率为350：1的变化范围；当= 时，调制频偏为。控制外部电容充、放电电流的比值，当 =0时，波形的占空比为50%；当 = 时，占空比为10%~90%。在FADJ和DADJ端口的内部，设置了250 的下拉电流源，可简化外部电路设计，仅用电阻（连接引脚FADJ和基准电压的可变电阻）和（连接引脚DADJ和基准电压的可变电阻）就可以对频偏和占空比进行调整。端口由内部的运放强制为虚地，故仅用电阻就能调整输入电流，实现中心频率的调节。占空比调节原理MAX038的DADJ引脚上的电压可控制波形的占空比（定义为输出波形为正时所占时间的百分数），并且能够改善正弦波的波形，可进行脉冲宽度调制和产生锯齿波。当接地（即 =0）时，由可得其占空比为50%。当 =±时，占空比可在 10%～90%范围内调整；当电压超过± 时，将使频率偏移或引起不稳定。加在DADJ上的电压：（3）其中：为 DADJ 引脚上的电压，为定义为输出波形的占空比。由公式（3）可完成的占空比设置。在本设计中要求占空比在10%~90%的变化范围，这样的范围为之间变化。因为：为内部恒流源；：连接引脚DADJ和基准电压的可变电阻。基准电压：+由以上分析，可以计算出要使的范围为之间变化时的范围在之间变化。所以可以选择20K 的可变电阻。综上，MAX038工作时引脚DADJ电压的变化可引起电容充电和放电的相对速率的变化，由此引起矩形波占空比发生变化，当时矩形波占空比为50%，即输出为方波。的变化范围为±则占空比的变化范围为10%～90%。所以，可使变化，从而改变占空比，这即是设置占空比调节的原理。频率调整原理（1）频率粗调原理由MAX038内部结构及参考文献[4]可得，当引脚FADJ的电压 =0时，MAX038输出信号频率的计算由式(1)给出: (4)(4)式中, 的计算为 (5) (5)式中为内部输出的恒定参考电压,可见时, 输出信号的频率完全由内部结构及充电电容决定。电流大小在2～750μA内变化,电容大小若为pF量级,则输出频率的大小为MHz量级;电容大小若为 μF量级则输出频率的大小为kHz量级;电容大小若为μF量级,则输出频率的大小为Hz量级;所以其输出频率范围为～20MHz。由此可通过改变电容的大小达到大幅度地改变输出信号频率,这即是设置频率粗调的原理。在本设计中要求频率在的变化范围,所以选择电容大小若为pF量级。（2）频率细调原理MAX038工作时引脚FADJ的电压由参考电压及可调电阻决定 = -250μA× （6）由（6）式得（7）= 时，代入（7）式得到的变化范围为，所以可以选择20K 的可变电阻。由（6）式调节，可变化FADJ引脚的电压，其变化范围为±。而的变化可引起电容充电电流的变化输出频率则以(4)式的频率为中心频率,产生±70%左右的变化。由此可通过调节可变电阻的大小，达到小幅度改变输出信号的频率，这即是设置细调输出信号频率的原理。综上所述，MAX038的输出频率由、、三者共同决定，当 =0时 = = / = / * ，实现粗调；当 0时， = ( )，实现细调。 MAX038外围电路图 3-7 MAX038外围电路原理图由以上的分析，设计出的MAX038部分的电路如图3-7。SYNC电路具有单独的电源引线因而可被禁止。数字电压（+5V）电源端，如果没有用到SYNC的时候应该悬空。PDI、PDO引脚分别是相位检波器的输入和输出端，在本设计中不用应该接地。 MAX038外围电路注意事项由MAX038实现的信号发生电路是模数混合电路，因此在电路设计和线路板布局上都必须注意。具体有:（1）如果PCB板中，MAX038的模拟电源和数字电源需要分开，在供电时要分别供电，即分别取不同的电源，以防数字信号通过电源线干扰模拟部分；同样，模拟地和数字地的处理要慎重，万用板上要用低阻地平面分别将模拟地和数字地连接，再在某点上将两地相连。（2）信号线要尽量部在焊接面，元件面为地平面，这样就可减少信号间的干扰，这一点对系统性能的稳定尤为重要，因为系统性能受、FADJ、COSC、DADJ等引脚周围的分布电容及信号环境变化的影响特别敏感。此外，这些引脚引线的长度和面积还应尽量短小。（3）由于不同结构的电阻具有不同的寄生电容和寄生电感，因此选择电阻时，应选用寄生电容和寄生电感小的电阻。推荐使用1%以上精度的金属膜电阻。（4）在高频线路中，电源去藕是一个关键问题。整个线路往往会由于电源引线而产生电路谐振，当有大的瞬时变化时，也会产生尖峰干扰信号。消除这两种现象的有效办法就是在片子的电源管脚与地之间加上适当的去藕电容，一般使用1 以上的优质电容。在许多场合，采用2个电容并联的方法（并联一个电容），则去藕效果更佳。幅度放大电路由于MAX038的输出信号为恒定的2V（P-P），且输出电流不高，所以必须在输出级至少有一级的放大电路来提供足够的输出电压和电流，以满足一般的使用要求。以下是放大电路设计的几点考虑：图3-8 放大电路（1）首先，要求放大电路具有很高的频宽。因为输出信号最大基频为20MHZ，其三角波和矩形波的高次谐波成分很高，只有高频宽才能得到不失真的输出波形。（2）其次，高频大信号放大要求电路有足够的输出电压转换速率。（3）另外，要带动低阻负载，放大电路的电流输出能力也是个重要参数。要在10 负载上输出6V信号，则放大器至少要有60mA的连续电流输出能力。居于以上要求本设计的放大电路部分如图3-8。采用低功耗,宽带,高速运算放大器AD8055提高了放大电路的带宽和转换速率，把电压由原来MAX038输出的2V放大到6V。而9013和9012构成了“推挽式电路”也叫做互补对称电路，实现了在静态时管子不取电流，而在有信号时，T1、T2轮流导电。T1、T2是工作在乙类的放大电路，管耗小，提高了电流，从而提高了效率，而且减少了失真。最后接的电阻是为了防止输出端的外接负载短路，所以加一个电阻限制电流。软件设计软件需要实现的主要功能是检测键盘的输入，根据输入结果选择输出相应的波信号。键盘操作和对应的输出如下：输入按键“0”（第一行第一列），得到正弦波；输入按键“1”（第一行第二列），得到矩形波；输入按键“2”（第一行第三列），得到三角波；软件编程用C51语言,主要包括键盘去抖动延时程序、键盘扫描程序、波形选择程序。单片机控制MAX038实现波形输出的程序流程图3-9。开始初始化键盘扫描键码为11？键码为21？键码为41？NONONO输出正弦波输出矩形波输出三角波图3-9 单片机控制MAX038实现波形输出的程序流程图键码为11对应的是第一行第一列的按键；键码为21对应的是第一行第二列的按键；键码为41对应的是第一行第三列的按键。希望对你能有所帮助。

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PWM常用在直流电机调速上，从而控制直流电机的慢速启动和停止。PWM也用在直流LED灯具的驱动器上，从而达到调节光的亮度的作用。

论文的研究现状与意义

现状调查反映你所作研究的立足基础，好比“到什么山唱什么歌”的那座山的情况，先搞清自己的站位和前提。现状概述也为你后面的对策性研究提供有针对性的铺垫，没有针对性就是空对空，自说自话，怎么知道这些对策是否切实？怎么识别抄搬来的东西？

发表论文研究意义写作技巧如下：

写作研究意义可以从两方面把握，一个是研究的理论意义，另一个就是研究的实际意义，常见的研究意义可以分别从这两个方面进行阐述，理论意义就从本学科理论发展角度来阐述，实际意义既要从工作实践的角度阐述，工作实践活动未来发展趋势、前景等等，将自己的研究融入其中。

论文研究意义写作的重要性

研究意义是论文写作的一个重要部分，主要是对论文研究背景的交代，简单来说就是文章为什么选择研究这个问题，对于这个问题学术界的研究现状，和已经存在的研究成果，以及这个问题的研究对今后的本学科或者本研究领域的发展有何影响，这就是研究意义的主要内容。

研究意义其实就说明文章的研究内容是有价值的，但是研究意义的写作也是应当有所侧重的，意义的写作应当更加倾向于体现研究能够产生什么样的价值和推动作用，这里需要作者注意区分研究目的、研究意义、研究目标的不同之处。

研究目的主要交代清楚做这项研究想要达到什么目的，想要解决什么问题，对研究成果的预期，研究目标则更为具体一些，如通过研究构建某种教学模式、教学策略、方法，获得某某规律，揭示某某机理等等。

开题报告主要包括以下几个方面:(一)论文名称论文名称就是课题的名字第一，名称要准确、规范。准确就是论文的名称要把论文研究的问题是什么，研究的对象是什么交待清楚，论文的名称一定要和研究的内容相一致，不能太大，也不能太小，要准确地把你研究的对象、问题概括出来。第二，名称要简洁，不能太长。不管是论文或者课题，名称都不能太长，能不要的字就尽量不要，一般不要超过20个字。(二) 论文研究的目的、意义研究的目的、意义也就是为什么要研究、研究它有什么价值。这一般可以先从现实需要方面去论述，指出现实当中存在这个问题，需要去研究，去解决，本论文的研究有什么实际作用，然后，再写论文的理论和学术价值。这些都要写得具体一点，有针对性一点，不能漫无边际地空喊口号。主要内容包括:⑴ 研究的有关背景(课题的提出): 即根据什么、受什么启发而搞这项研究。 ⑵ 通过分析本地(校) 的教育教学实际，指出为什么要研究该课题，研究的价值，要解决的问题。(三) 本论文国内外研究的历史和现状(文献综述)。规范些应该有，如果是小课题可以省略。一般包括:掌握其研究的广度、深度、已取得的成果;寻找有待进一步研究的问题，从而确定本课题研究的平台(起点)、研究的特色或突破点。(四)论文研究的指导思想指导思想就是在宏观上应坚持什么方向，符合什么要求等，这个方向或要求可以是哲学、政治理论，也可以是政府的教育发展规划，也可以是有关研究问题的指导性意见等。(五) 论文写作的目标论文写作的目标也就是课题最后要达到的具体目的,要解决哪些具体问题，也就是本论文研究要达到的预定目标:即本论文写作的目标定位，确定目标时要紧扣课题,用词要准确、精练、明了。常见存在问题是:不写研究目标;目标扣题不紧;目标用词不准确; 目标定得过高, 对预定的目标没有进行研究或无法进行研究。确定论文写作目标时，一方面要考虑课题本身的要求，另一方面要考率实际的工作条件与工作水平。(六)论文的基本内容研究内容要更具体、明确。并且一个目标可能要通过几方面的研究内容来实现，他们不一定是一一对应的关系。大家在确定研究内容的时候，往往考虑的不是很具体，写出来的研究内容特别笼统、模糊，把写作的目的、意义当作研究内容。基本内容一般包括:⑴对论文名称的界说。应尽可能明确三点:研究的对象、研究的问题、研究的方法。⑵本论文写作有关的理论、名词、术语、概念的界说。(七)论文写作的方法具体的写作方法可从下面选定: 观察法、调查法、实验法、经验总结法、个案法、比较研究法、文献资料法等。(八)论文写作的步骤论文写作的步骤，也就是论文写作在时间和顺序上的安排。论文写作的步骤要充分考虑研究内容的相互关系和难易程度，一般情况下，都是从基础问题开始，分阶段进行，每个阶段从什么时间开始，至什么时间结束都要有规定。课题研究的主要步骤和时间安排包括:整个研究拟分为哪几个阶段;各阶段的起止时间希望我们可以帮你。1、论文题目:要求准确、简练、醒目、新颖。2、目录:目录是论文中主要段落的简表。(短篇论文不必列目录)3、提要:是文章主要内容的摘录，要求短、精、完整。字数少可几十字，多不超过三百字为宜。4、关键词或主题词:关键词是从论文的题名、提要和正文中选取出来的，是对表述论文的中心内容有实质意义的词汇。关键词是用作机系统标引论文内容特征的词语，便于信息系统汇集，以供读者检索。每篇论文一般选取3-8个词汇作为关键词，另起一行，排在“提要”的左下方。主题词是经过规范化的词，在确定主题词时，要对论文进行主题，依照标引和组配规则转换成主题词表中的规范词语。5、论文正文:(1)引言:引言又称前言、序言和导言，用在论文的开头。引言一般要概括地写出作者意图，说明选题的目的和意义, 并指出论文写作的范围。引言要短小精悍、紧扣主题。〈2)论文正文:正文是论文的主体，正文应包括论点、论据、论证过程和结论。主体部分包括以下内容:a.提出-论点;b.分析问题-论据和论证;c.解决问题-论证与步骤;d.结论。6、一篇论文的参考文献是将论文在和写作中可参考或引证的主要文献资料，列于论文的末尾。参考文献应另起一页，标注方式按《GB7714-87文后参考文献著录规则》进行。中文:标题--作者--出版物信息(版地、版者、版期):作者--标题--出版物信息所列参考文献的要求是:(1)所列参考文献应是正式出版物，以便读者考证。(2)所列举的参考文献要标明序号、著作或文章的标题、作者、出版物信息。

针对现状的调查研究，加以分析论证，提出对策，体现论文的成果。

论文研究现状的意义

论文中对于获得的大量的直接和间接资料，要做艰苦细致的辨别真伪的工作，从中找出事物的内在规律性，这是不容易的事。

现状调查就是在第一手材料中，筛选出最典型、最能说明问题的材料，对其进行分析，从中揭示出事物的本质或找出事物的内在规律，得出正确的结论，总结出有价值的东西，这是写论文时应特别注意的。我要调查网，让调查更简单方便！

毕业论文研究意义如下：

1、撰写毕业论文是检验学生在校学习成果的重要措施，也是提高教学质量的重要环节。

2、通过撰写毕业论文，提高写作水平是干部队伍“四化”建设的需要。

3、提高大学生的写作水平是社会主义物质文明和精神文明建设的需要。

大学生撰写毕业论文的目的，主要有三个各方面：

撰写毕业论文是检验学生在校学习成果的重要措施，也是提高教学质量的重要环节。通过撰写毕业论文，提高写作水平是干部队伍“四化”建设的需要。提高大学生的写作水平是社会主义物质文明和精神文明建设的需要。

毕业生的论文能够打动老师和评委，固然是成功的体现，而比这个更加重要的是，在用两年时间完成这篇论文的过程中，这名学生也就完成了一次重新审视自己的母亲、重新审视社会发展的过程，同时也实现了人生的成长。从这个角度说，能完成这篇毕业论文，证明她真正具备了“毕业”的资格。

发表论文研究意义写作技巧如下：

论文研究意义写作的重要性

多波形发生器毕业论文

以下均可参考,从参考网址进入,合适的话,给我加分!谢谢1.基于labVIEW虚拟滤波器的设计与实现 2.双闭环直流调速系统设计3.单片机脉搏测量仪 4.单片机控制的全自动洗衣机毕业设计论文电梯控制的设计与实现 6.恒温箱单片机控制7.基于单片机的数字电压表 8.单片机控制步进电机毕业设计论文9.函数信号发生器设计论文变电所一次系统设计11.报警门铃设计论文单片机交通灯控制13.单片机温度控制系统通信系统中的接入信道部分进行仿真与分析15.仓库温湿度的监测系统 16.基于单片机的电子密码锁17.单片机控制交通灯系统设计 18.基于DSP的IIR数字低通滤波器的设计与实现19.智能抢答器设计 20.基于LabVIEW的PC机与单片机串口通信设计的IIR数字高通滤波器 22.单片机数字钟设计23.自动起闭光控窗帘毕业设计论文 24.三容液位远程测控系统毕业论文25.基于Matlab的PWM波形仿真与分析 26.集成功率放大电路的设计27.波形发生器、频率计和数字电压表设计 28.水位遥测自控系统毕业论文29.宽带视频放大电路的设计毕业设计 30.简易数字存储示波器设计毕业论文31.球赛计时计分器毕业设计论文数字滤波器的设计毕业论文机与单片机串行通信毕业论文 34.基于CPLD的低频信号发生器设计毕业论文变电站电气主接线设计序列在扩频通信中的应用37.正弦信号发生器 38.红外报警器设计与实现39.开关稳压电源设计 40.基于MCS51单片机温度控制毕业设计论文41.步进电动机竹竿舞健身娱乐器材 42.单片机控制步进电机毕业设计论文43.单片机汽车倒车测距仪 44.基于单片机的自行车测速系统设计45.水电站电气一次及发电机保护 46.基于单片机的数字显示温度系统毕业设计论文47.语音电子门锁设计与实现 48.工厂总降压变电所设计-毕业论文49.单片机无线抢答器设计 50.基于单片机控制直流电机调速系统毕业设计论文51.单片机串行通信发射部分毕业设计论文 52.基于VHDL语言PLD设计的出租车计费系统毕业设计论文53.超声波测距仪毕业设计论文 54.单片机控制的数控电流源毕业设计论文55.声控报警器毕业设计论文 56.基于单片机的锁相频率合成器毕业设计论文57.基于Multism/protel的数字抢答器 58.单片机智能火灾报警器毕业设计论59.无线多路遥控发射接收系统设计毕业论文 60.单片机对玩具小车的智能控制毕业设计论文61.数字频率计毕业设计论文 62.基于单片机控制的电机交流调速毕业设计论文63.楼宇自动化--毕业设计论文 64.车辆牌照图像识别算法的实现--毕业设计65.超声波测距仪--毕业设计 66.工厂变电所一次侧电气设计67.电子测频仪--毕业设计 68.点阵电子显示屏--毕业设计69.电子电路的电子仿真实验研究 70.基于51单片机的多路温度采集控制系统71.基于单片机的数字钟设计 72.小功率不间断电源(UPS)中变换器的原理与设计73.自动存包柜的设计 74.空调器微电脑控制系统75.全自动洗衣机控制器 76.电力线载波调制解调器毕业设计论文77.图书馆照明控制系统设计 78.基于AC3的虚拟环绕声实现79.电视伴音红外转发器的设计 80.多传感器障碍物检测系统的软件设计81.基于单片机的电器遥控器设计 82.基于单片机的数码录音与播放系统83.单片机控制的霓虹灯控制器 84.电阻炉温度控制系统85.智能温度巡检仪的研制 86.保险箱遥控密码锁毕业设计变电所的电气部分及继电保护 88.年产26000吨乙醇精馏装置设计89.卷扬机自动控制限位控制系统 90.铁矿综合自动化调度系统91.磁敏传感器水位控制系统 92.继电器控制两段传输带机电系统93.广告灯自动控制系统 94.基于CFA的二阶滤波器设计95.霍尔传感器水位控制系统 96.全自动车载饮水机97.浮球液位传感器水位控制系统 98.干簧继电器水位控制系统99.电接点压力表水位控制系统 100.低成本智能住宅监控系统的设计101.大型发电厂的继电保护配置 102.直流操作电源监控系统的研究103.悬挂运动控制系统 104.气体泄漏超声检测系统的设计105.电压无功补偿综合控制装置型无功补偿装置控制器的设计电机调速频段窄带调频无线接收机109.电子体温计 110.基于单片机的病床呼叫控制系统111.红外测温仪 112.基于单片微型计算机的测距仪113.智能数字频率计 114.基于单片微型计算机的多路室内火灾报警器115.信号发生器 116.基于单片微型计算机的语音播出的作息时间控制器117.交通信号灯控制电路的设计 118.基于单片机步进电机控制系统设计119.多路数据采集系统的设计 120.电子万年历 121.遥控式数控电源设计降压变电所一次系统设计变电站一次系统设计 124.智能数字频率计 125.信号发生器126.基于虚拟仪器的电网主要电气参数测试设计 127.基于FPGA的电网基本电量数字测量系统的设计 128.风力发电电能变换装置的研究与设计 129.电流继电器设计 130.大功率电器智能识别与用电安全控制器的设计 131.交流电机型式试验及计算机软件的研究 132.单片机交通灯控制系统的设计 133.智能立体仓库系统的设计 134.智能火灾报警监测系统 135.基于单片机的多点温度检测系统 136.单片机定时闹钟设计 137.湿度传感器单片机检测电路制作 138.智能小车自动寻址设计--小车悬挂运动控制系统 139.探讨未来通信技术的发展趋势 140.音频多重混响设计 141.单片机呼叫系统的设计 142.基于FPGA和锁相环4046实现波形发生器 143.基于FPGA的数字通信系统 144.基于单片机的带智能自动化的红外遥控小车 145.基于单片机AT89C51的语音温度计的设计 146.智能楼宇设计 147.移动电话接收机功能电路 148.单片机演奏音乐歌曲装置的设计 149.单片机电铃系统设计 150.智能电子密码锁设计 151.八路智能抢答器设计 152.组态控制抢答器系统设计 153.组态控制皮带运输机系统设计 154..基于单片机控制音乐门铃 155.基于单片机控制文字的显示 156.基于单片机控制发生的数字音乐盒 157.基于单片机控制动态扫描文字显示系统的设计 158.基于LMS自适应滤波器的MATLAB实现功率放大器毕业论文 160.无线射频识别系统发射接收硬件电路的设计 161.基于单片机PIC16F877的环境监测系统的设计 162.基于ADE7758的电能监测系统的设计 163.智能电话报警器 164.数字频率计课程设计 165.多功能数字钟电路设计课程设计 166.基于VHDL数字频率计的设计与仿真 167.基于单片机控制的电子秤 168.基于单片机的智能电子负载系统设计 169.电压比较器的模拟与仿真 170.脉冲变压器设计仿真技术及应用 172.基于单片机的水温控制系统 173.基于FPGA和单片机的多功能等精度频率计 174.发电机－变压器组中微型机保护系统 175.基于单片机的鸡雏恒温孵化器的设计 176.数字温度计的设计 177.生产流水线产品产量统计显示系统 178.水位报警显时控制系统的设计 179.红外遥控电子密码锁的设计 180.基于MCU温控智能风扇控制系统的设计 181.数字电容测量仪的设计 182.基于单片机的遥控器的设计电话卡代拨器的设计 184.数字式心电信号发生器硬件设计及波形输出实现 185.电压稳定毕业设计论文 186.基于DSP的短波通信系统设计(IIR设计) 187.一氧化碳报警器 188.网络视频监控系统的设计 189.全氢罩式退火炉温度控制系统 190.通用串行总线数据采集卡的设计 191.单片机控制单闭环直流电动机的调速控制系统 192.单片机电加热炉温度控制系统 193.单片机大型建筑火灾监控系统接口设备驱动程序的框架设计 195.基于Matlab的多频率FMICW的信号分离及时延信息提取 196.正弦信号发生器 197.小功率UPS系统设计 198.全数字控制SPWM单相变频器 199.点阵式汉字电子显示屏的设计与制作 200.基于AT89C51的路灯控制系统设计 200.基于AT89C51的路灯控制系统设计 201.基于AT89C51的宽范围高精度的电机转速测量系统 202.开关电源设计203.基于PDIUSBD12和K9F2808简易USB闪存设计 204.微型机控制一体化监控系统205.直流电机试验自动采集与控制系统的设计 206.新型自动装弹机控制系统的研究与开发 207.交流异步电机试验自动采集与控制系统的设计208.转速闭环控制的直流调速系统的仿真与设计209.基于单片机的数字直流调速系统设计210.多功能频率计的设计信息移频信号的频谱分析和识别212.集散管理系统—终端设计213.基于MATLAB的数字滤波器优化设计214.基于AT89C51SND1C的MP3播放器215.基于光纤的汽车CAN总线研究216.汽车倒车雷达217.基于DSP的电机控制218.超媒体技术219.数字电子钟的设计与制作220.温度报警器的电路设计与制作221.数字电子钟的电路设计222.鸡舍电子智能补光器的设计223.高精度超声波传感器信号调理电路的设计224.电子密码锁的电路设计与制作225.单片机控制电梯系统的设计226.常用电器维修方法综述227.控制式智能计热表的设计228.电子指南针设计229.汽车防撞主控系统设计230.单片机的智能电源管理系统231.电力电子技术在绿色照明电路中的应用232.电气火灾自动保护型断路器的设计233.基于单片机的多功能智能小车设计234.对漏电保护器安全性能的剖析235.解析民用建筑的应急照明236.电力拖动控制系统设计237.低频功率放大器设计238.银行自动报警系统

天下没有免费的午餐

电梯控制系统设计基于西门子PLC的电梯控制系统

数字示波器研究目的和意义论文

当前所有高速实时数字示波器都采用了各种形式的数字信号处理技术(DSP)。某些工程师担心使用软件对采集来的数据波形滤波可能会与实际的信号有出入。但是，示波器捕获的原始波形未必表示的是实际输入信号，示波器捕获的“原始”波形数据中包括了失真的结果，这是由示波器的前端硬件滤波器造成的。在理想情况下，实时示波器拥有无限快的采样速率、完美的平坦频响、线性相位响应、没有底噪声及带宽高。但在实际环境中，示波器具有硬件限制，这种限制产生了误差。DSP滤波技术最终可以在一定程度上校正硬件导致的误差，改善测量精度，增强显示质量。当前性能较高的实时示波器中常用的DSP滤波技术有以下五种：每种滤波器特点都可以在用有限脉冲响应(FIR)软件滤波器实现。本文介绍了不同DSP滤波器的用途，以及相关的优点和缺点。本文没有提供实现各种DSP滤波器的实际软件有关的信息。用于波形重建的DSP滤波技术波形重建滤波用来在两个实际数据采样点之间“插入”数学运算点。插入的数据点可提高较快时基下的波形测量精度和使波形更接近真实。等效/重复采样，也是一种透过插入点的方法实现的波形重建技术，但它的应用场合有限，仅对严格重复的波形有效；对信号实时变化的应用场合，不能使用等效采样。必须在一次采集完成一个完整的波形捕获，因此只能选择软件的方法重建波形。图1:线性内差与正弦内差最简单的波形重建，采用线性插补滤波器。尽管这类滤波器将改善测量分辨率、精度和显示质量，但更精确的内插技术是sin(x)/x 波形内差滤波技术，这是一种对称滤波器。图1是使用线性内差 (顶部的蓝色曲线)和sin(x)/x 内差 (底部的黄色曲线)的3GHz正弦波实例。通过线性内差，我们可以清楚地看到这一使用20 G 样点每秒采样的示波器，得到的样点间隔为50 ps。 Sin(x)/x内插滤波虽然是更精确地表示输入信号的方法，但有一些问题要注意。首先，为使sin(x)/x 内插滤波绝对精确，示波器的采样率要保证能处理任何低于Nyquist频率 (fN)的频率成分。Nyquist频率定义为取样频率(fS)的?。对可以以20 GSa/s速率采样的示波器，Nyquist频率是10 GHz。为提供最大带宽、同时保证能将10 GHz以上的频率完全滤掉，在理论上，示波器必须有一个10 GHz或10GHz以下的硬件“砖墙式滤波器”。遗憾的是，砖墙滤波器在物理上是不能通过硬件实现的。图2中的红色曲线(顶部)表示砖墙滤波器的特点，Nyquist频率以下的所有频率成分都完全通过，Nyquist频率之上的所有频率成分都完全被滤掉。图2: 各种硬件滤波器的频率响应过去，带宽较低的示波器一般具有高斯类型的滚降特点，如图2中的绿色曲线(底部)所示。如果您使用这种高斯类型的低速滚降滤波器处理速度非常快的信号，由于高于–3dB带宽的信号很多，超过Nyquist频率之上的频率成分(在本图中用阴影区域表示)会出现混叠现象。如果被测对象基波频率接近或超过Nyquist频率，混叠会使得显示的周期性波形看上去会像没有触发一样，波形的测量误差会呈几何级数增长。在输入信号的基波频率低于Nyquist频率，但信号谐波高于Nyquist频率时，您可能会在示波器显示屏上看到边沿“摇摆”的波形。为此，安捷伦在传统上一直把具有高斯滚降特点、带宽较低的实时示波器的带宽限定为取样速率的?，也就是Nyquist频率的? ，目的是滤除高于Nyquist的谐波成分。对某些带宽在2 GHz - 6 GHz之间的带宽较高的实时示波器，硬件滚降特点开始接近理论砖墙滤波器。在大多数示波器测量中，这是一种希望实现的特点。这类硬件滤波器称为高阶最大平坦滤波器，如图2中的蓝色曲线(中间)所示。通过这类硬件滤波器，大多数带内频率以最小衰减传送，而大多数带外频率则被明显衰减。在高阶最大平坦响应时，示波器带宽开始接近Nyquist极限。安捷伦建议对具有高阶最大平坦响应的示波器，示波器带宽应限定在不大于取样速率的倍。换句话说，为保证使用sin(x)/x滤波的波形重建技术的有效性和精确性，以20 GSa/s速率取样的示波器的带宽不得超过8 GHz。在示波器中采用sin(x)/x 软件内插滤波器有什么缺点呢？如果输入信号在前期有频段限制，或如果示波器的硬件适当地限制了Nyquist频率之上的取样频率成分，那么其问题可以降到最小。但是如果输入信号具有超过系统带宽的明显高的频率成分，那么sin(x)/x滤波技术的问题之一是对重建的波形可能会出现软件生成的下冲和过冲，这种影响在本质上是一种Gibbs现象。软件生成的过冲通常隐藏在实际输入信号中固有的过冲及示波器的硬件滤波技术所产生的过冲中。由于下冲通常在信号中实际并不存在，因此示波器用户通常会怀疑sin(x)/x滤波技术的有效性。但在测量带外信号时，与未校正的硬件导致的误差相比，软件导致的误差(如下冲)可能只是小巫见大巫。记住，测量带外信号意味着您正在试图捕获频率成分超过示波器指定带宽功能的信号，因此测得结果中可能包括由于硬件限制导致的明显误差成分。例如，如果您试图测量边沿速率为20 ps (10% - 90%)的输入信号，6 GHz示波器会产生70 ps左右的测量结果(10% - 90%)， 250%的测量误差。尽管软件滤波产生的下冲和过冲可能会扰乱视觉，但与硬件导致的过冲及经常被忽视的边沿速率测量误差相比，这些现象只是很小的误差来源。为降低软件导致的下冲，示波器设计人员可以采用sin(x)/x 内插滤波技术，而不校正采集的带外波形的相位，结果是滤波后的波形有很大的过冲和很小的下冲时，尽管这感觉可能比较舒服，但幅度测量和边沿速率测量的精度会恶化。因此，就快速上升沿和下降沿的测量而言，使用线性相位校正的DSP滤波技术的测量结果最为精确。(本文后面将更详细地讨论相位校正滤波技术。) 最好的方法是尽力忽略下冲现象，把快速边沿脉冲开始前的这种“摆动”看作实时示波器采用正确DSP滤波器的一种标志，这种技术可以最精确地表示带外信号的整体特点。也可以把下冲信号看成一种标志，表明您应该使用更高带宽的实时示波器，或者使用高带宽取样示波器，如Agilent 86100C。如果不可能进行重复取样，而且合适的高带宽实时示波器尚未面世，那么您可能必需接受，实时测量结果是当前实时取样和滤波技术所能实现的最好结果。如前所述，sin(x)/x DSP滤波会明显改善测量分辨率和精度，使其远远高于实时取样间隔 (1/取样速率)。通过安捷伦20 GSa/s 54855A示波器，在单次采集中使用sin(x)/x滤波时，增量时间测量精度可以改进到+/-7 ps (峰值)。在某些情况下，使用sin(x)/x滤波技术会影响吞吐量，换句话说，滤波器导致示波器显示屏更新速度太慢。但是，由于使用sin(x)/x滤波可以增强精度，因此所有缺点显得都不那么重要。目前，所有主要实时示波器厂商都允许用户决定是否使用sin(x)/x滤波技术。这种工作模式是安捷伦示波器是一种默认选项，但用户可以选择其它选项。幅度平坦滤波技术幅度平坦滤波用来校正示波器硬件中的非平坦频响。在理想情况下，示波器应拥有完美的平坦硬件响应，直到示波器的自然带宽滚降点，如图2中的曲线所示。这意味着如果您测量幅度不变、但频率变化的正弦波，应一直测量相同的幅度，直到接近滚降频点。遗憾的是，在接近示波器的带宽极限时，频率响应的平坦度趋于恶化。通常情况下，硬件本身会导致的信号在某些频点上衰减，某些频点上则出现幅值放大。事实上，示波器设计工程师通常会在示波器硬件中的带宽极限附近故意引入幅值放大，以补偿频率相关的幅值衰减，把示波器推到更高的带宽频响上。图3: 幅度平坦滤波器响应图3中的红色曲线(顶部)显示了Agilent 54855A实时6 GHz示波器的典型硬件频响。可以看到，这一示波器的硬件响应满足了6 GHz的–3dB硬件模拟带宽标准，但响应还在大约 GHz上显示了约+1dB的峰值，在大约 GHz上显示了接近+2dB的峰值。当前没有示波器制造商指定示波器频响的平坦度。示波器指定的唯一频域指标是–3dB带宽点。即使示波器拥有+6dB的峰值，这在某些带内频率上相当于60%的幅度误差，只要–3dB点高于指定带宽，那么示波器就会被视为符合规范。但与较高频率的衰减会恶化测量精度一样，幅度放大也会恶化测量精度。图3中的蓝色曲线(底部)显示了使用幅度平坦滤波技术时54855A校正后的幅度频响。通过这种DSP/软件滤波器，在接近6 GHz带宽前，示波器的校正频响偏差一般会低于+/- ，该FIR滤波器是始终存在的，不可已被去掉，示波器在以最大取样速率取样时，它一直在起作用，以校正硬件滤波误差。软件滤波器和硬件滤波器相结合，测量精度要高于单纯硬件滤波器产生的测量精度。相位校正滤波技术高速数字信号由多个频率成分组成，包括基波和谐波。在理想情况下，数字信号的基波和谐波是严格同相的，各频率成分之间没有相差或时延，如图4所示。遗憾的是，示波器的硬件在高速信号的高阶成分中引入了相移，只能通过大幅提高仪器模拟带宽或使用相位校正DSP滤波技术来消除这种影响。图5显示了五次谐波(绿色曲线)相对基波和三次谐波有时延的实例。结果是在示波器显示屏上出现失真的波形显示。如果没有相位校正技术，这种失真通常会在波形显示中表现为过高的过冲，同时边沿速率会下降。高速数字设计人员通常会忽视失真的过冲成分，认为测得的过冲实际上出现在测得的输入信号上。但事实可能并非如此，实际可能是硬件能力不够而导致的测量误差。图4: 同相谐波图5: 延迟的第5个谐波图6中的红色曲线显示了54855A硬件在较高输入频率上导致的典型频率相关相位误差。本图中的蓝色曲线显示了使用相位校正DSP/软件滤波技术得到的校正后的相位响应。可以看出，这个软件滤波器把相位误差校正到远远超过仪器的带宽指标。图6: 校正的和没有校正的相位响应图7是对基于高阶最大平坦响应的6GHz硬件系统，使用相位校正和没有使用相位时校正的快速边沿信号的仿真图。在相位校正波形(左边/红色曲线)中可以注意到波形上存在下冲和过冲，而这些下冲和过冲实际上并不存在，该测量结果表明被测信号超过示波器–3dB带宽频点，而且该示波器采用了线性相位系统响应。右边的蓝色波形是没有相位校正的示波器测量的结果，可以看出，虽然没有下冲，但其上冲却非常高。相位校正波形(左边/红色曲线)中，顶部和底部的过冲误差得到整体改善。而且最重要的是，使用相位校正技术，对带内信号或带外信号的定时测量，如上升时间和下降时间的精度要高得多。在Agilent 54855A示波器中，该相位校正滤波器是不可以被去掉的，以保证对硬件相位误差进行校正。图7: 使用相位校正及没有使用相位校正时的脉冲响应减噪滤波技术正如您所预期的那样，减噪滤波技术会降低示波器本底噪声的影响。示波器是宽带仪器，带宽越高，本底噪声越高。这种硬件导致的误差在宽带仪器中是不可避免的。通过Agilent 54855A示波器，您可以选择减噪滤波器，改善测量精度，它是通过在很宽的范围内设置带宽限制来实现的。图8是在没有使用减噪滤波技术时，使用6-GHz带宽54855A示波器捕获1 GHz正弦波的实例。通过使用无限余辉显示模式，在累积采集1000次以后，我们在这个捕获的正弦波上看到示波器的硬件本底噪声导致的噪声，大约 mV RMS。上面/黄色曲线是100mV/格时放大到接近满量程的输入信号。下面/绿色曲线显示了对波形峰值部分进行放大10倍后显示。图9显示了相同的1 GHz正弦波，但现在是使用2 GHz带宽减噪滤波器。在累积采集1000次以后，我们看到由于系统本底噪声降低了近一半。这里，上方/黄色曲线仍显示了100 mV/格时放大的输入信号，下方/黄色曲线显示了对波形峰值部分进行放大10倍后显示，因此我们可以更清楚地看到使用减噪滤波技术后，示波器本底噪声大幅下降。在测试带宽较低的信号或边沿速率相对较慢的信号时，采用减噪滤波技术通常会增强幅度测量和时间相关测量的精度。如在测量抖动时，抖动测量误差成分中最大、但经常被忽视的是垂直噪声导致的抖动/定时误差。垂直噪声和时间相关测量误差之间具有直接关系，是信号斜率(slew rate)的函数。尽管难以很直观地解释这一技术，但确实在测量带内信号时，降低测量系统带宽实际上会改善抖动测量的精度。启动减噪滤波会自动降低仪器本底噪声导致的抖动。由于提升带宽与降低本底噪声相矛盾，在Agilent 54855A 示波器中，我们让用户可以选择是否使用减噪滤波。图8: 未采用降噪滤波器，测得的本底噪声为 mV RMS 图9:降噪滤波器参数设置为2 GHz，测得的本底噪声为 mV RMS 带宽增强滤波技术带宽增强滤波技术有时也称为“带宽提升技术”，可能是最不直观的DSP滤波技术。目前某些高带宽实时示波器中采用了这种技术。一旦硬件已经衰减信号，怎样才能增强系统的带宽呢？答案很简单，使用软件把信号放大。一旦把数字化信号分成各种正弦波频率成分，那么可以使用软件选择性地“放大”个别频率成分，把衰减的频率成分，用软件滤波方法将示波器–3dB点频响点提升到更高的频率，如图10所示。本图中的红色曲线(底部)显示了典型的硬件频响。绿色曲线(顶部)表示带宽增强滤波器，蓝色曲线(中间)表示改进的系统带宽响应，可以看到，带宽已经“被提升到”更高的频率。除提高带宽外，这种特定滤波器还为示波器生成更陡峭的滚降特点，帮助降低高频噪声，在测试带外输入信号时帮助消除假信号。图10:带宽增强滤波技术这里也有一个很大的缺点。我们已经提到，示波器是一种宽带仪器，仪器的本底噪声可能会明显恶化测量结果。带宽增强滤波技术同时也放大了仪器的本底噪声。因此，在使用示波器FIR DSP滤波器的带宽增强功能时，会影响信噪比。尽管带宽增强滤波技术在当前某些带宽较高的实时示波器中是一种相当新的功能，但这在测试测量业内并不是一种新技术。多年来，安捷伦一直在网络分析仪和频谱分析仪中使用带宽增强技术。事实上，安捷伦在使用20GHz 取样示波器中，很早就已经采用这种技术，进行TDR测量时仿真更快的边沿速率。这种技术在当前具有TDR测量功能的取样示波器中称为“归一化”。图11是使用6GHz 示波器测量带外信号的实例。输入信号具有大约50 ps的上升时间 (10% - 90%)。但由于示波器硬件的上升时间指标是70 ps，我们的测量结果为74 ps。通过使用7 GHz带宽增强滤波技术，我们现在可以进行更精确的测量，测量结果为66 ps，如图12所示。但是，可以看到这一波形顶部和底部的基线噪声已经提高。在标准6 GHz带宽模式下，示波器的本底噪声在100mV/格设置时测得的结果约为3 mV RMS。在使用7 GHz带宽增强滤波技术时，本底噪声提高到大约6 mV RMS。图11: 没有采用带宽增强技术时测量的上升时间图12:使用7-GHz带宽增强技术时测量的上升时间在Agilent 54855A示波器上使用带宽增强DSP滤波技术的另一个优点是，可以使用8GHz的有源高阻探头，以实现高达7GHz的系统带宽进行测量。总结当前许多工程师一般信任硬件滤波技术，而怀疑DSP滤波技术，因为后者基于软件。我们在本应用指南中已经阐述，在示波器波形上采用DSP滤波的目的是校正硬件滤波误差。软件滤波不应视为一种不真实的处理方式，而更应看作一种数据还原方式。重要的是，您要清楚DSP滤波技术有没有带来副作用，若有，有那些。多年来，我们使用软件校正示波器中的硬件误差，包括增益/偏置校准及信道之间的偏移校正时延。还可以使用软件，校正采用DSP滤波技术时更加复杂的与频率相关的硬件误差来源。本应用指南中讨论的部分滤波器特点拥有很小的副作用或没有副作用，如幅度平坦和相位校正滤波技术。正因如此，在Agilent 54855A示波器以最大取样速率取样时(20GSa/s)，用户不能选择这些特定的滤波器特点，而是作为默认操作方式使用。因为我们相信sin(x)/x 波形重建滤波会改善测量精度和显示质量，因此这一特定的滤波器特点也作为示波器的默认工作模式使用，但用户可以简便地禁止这种功能。使用sin(x)/x滤波的主要副作用是降低示波器响应速率。示波器 FIR DSP滤波器的其它特点(包括减噪和带宽增强滤波)对带宽和本底噪声的影响非常明显。正因如此，这两种滤波器特点都没有作为默认的示波器工作模式，用户必须启动这些功能才能使用。一旦了解了某些滤波类型中固有的问题，那么您就可以放心使用DSP滤波技术，改善实时示波器的精度和分辨率，并清楚何时应避免使用DSP滤波技术。

示波器是一种测量电压波形的仪器，甚至可以说它是一种能够看到图象的电压表。但示波器的用途不仅仅局限于电子领域，利用信号变换器也就是我们经常说的传感器，示波器可以适用于多种物理现象。用于测量信号，判断信号的波形信息正确与否，测量其波形参数。具体使用参考厂家说明书。数字示波器最简单的使用方法是在连接好探头后，按下‘自动’键

数字示波器的使用方法-为什么要学习和使用示波器

1 布景咱们会关于所测验的信号，挑选适宜的采样率来搜集信号。经过示波器的插值和抽取办法，人为地改动信号采样率。但仍是要受限于示波器榜首公式的束缚：采样率×采样时刻=采样率×时基×十=存储深度 ----------------------------（式1）表1给出了信号采样率的改动与插值和抽取办法的运用的比照，可以作为参看区别插值和抽取的适用状况。在前文中，现已对抽取做过剖析，这篇文章首要对示波器的三种插值办法做简略剖析，协助咱们了解三种插值办法的区别。表1 不相同采样率比照2 根柢原理下降波形采样率去掉过大都据的进程称为信号的“抽取”。行进波形采样率添加数据的进程称为信号的“插值”。信号的抽取与插值的联络运用使得信号闪现出的采样率发作改动，本篇侧重谈论数据插值对测验波形和采样率的影响。信号的插值设X（n）=x（t），经过插值办法，将采样率Fs添加L倍，在x(n)中每两个采样点之间抵偿L-1个0，构成一个新的序列v(n)，即信号插值框图见图2所示：图2 信号插值示意图（L=2），（a）图为初始信号，（b）图为插值后信号经过信号插值，行进采样率F=LFs。因而，在做信号插值时，会持久确保在采样信号时为过采样。可是在ADC采样率短少时，选用插值办法将会致使信号的失真。信号的抽取在对ADC搜集的信号做数据抽取时，要分外注重采样率，防止呈现欠采样，这是许多示波器运用者常常简略疏忽的疑问。不相同的抽取办法，关于不相同的测验信号，可以下降噪声对信号烦扰，行进测验分辩率。因而，咱们在运用抽取办法测验时，要“对症下药”。3 示波器采样率这篇文章以R&S示波器RTO十44来剖析示波器插值办法。其ADC的固定常数采样率为20G/S ,经过三种不相同的内插值办法添加采样点数量，别离为linear，sin（x）/x，sample/hold办法。在实习运用进程中，假定示波器ADC的采样率短少以康复实在信号，咱们需挑选不相同的内插值办法进行测验剖析。4 内插办法内插办法标明在ADC搜集的数据点之间依据特定的算法刺进核算值，以此抵达行进采样率的意图，可以愈加了解的剖析信号细节，见图3所示。这时就会主动翻开R&S示波器的分辩率增强功用。RTO示波器一共可以支撑三种内插办法，默许状况选用正弦内插（sin（x）/x）。这篇文章首要以demo板上十MHz的TTL信号作为测验源，以2倍的内插办法来阐明内插对测验波形和采样率的影响，所以示波器设置为采样率为40G/S,而ADC的实习采样率为20G/S，赤色点为内插点，蓝色点为ADC实习搜集的点。图3插值办法的示波器菜单（R&S RTO十44） Linear所谓“linear”，即是指线性内插，这是最简略的插值办法，核算量最小。在ADC的相邻采样数据点之间依照线性多项式的核算办法刺进一个核算值，刺进的这个点为相邻两个采样点连线上的值。经过示波器单次捕获，以点闪现，实习测验内插点和实习采样点的对应联络，相邻两个采样点之间为25ps，即对应于采样率为40G/S。如下图4所示。选用linear内插办法测验波形如下图5所示，是经过点与点之间的直接衔接构成的波形，细节上可以看到相似于锯齿波的形状，这种插值办法束缚于直边际的信号。图4 linear点闪现采样点与内插点图5 linear内插办法下TTL信号细节 Sin（x）/x所谓“sin(x)/x”，即是正弦内插办法，是示波器默许的插值办法，也是最常用的插值办法。这是依据恣意波形都是可以无限次分解成正弦波的组合。经过正弦内插的办法，可以比照精确和滑润地康复实在波形信号。（版权悉数）运用曲线来衔接样点，通用性更强。它运用数学处理，在实习样点距离中运算出效果。这种办法曲折信号波形，使之发作比纯方波和脉冲更为实习的通常波形。如图6示意图,为sin（x）/x内插办法下，信号采样率为40G/S。下图7为sin（x）/x内插办法下，康复出的波形形状，比照滑润，依照必定的正弦插值算法核算出的拟合值。图6 sin（x）/x点闪现采样点与内插点图7 sin（x）/x内插办法下TTL信号细节 Sample/Hold所谓“sample/hold”，这种插值算法，跟示波器ADC正常实习采样是相同的，选用采样坚持办法内插数据，以此行进信号采样率。图8所示，为sample/hold内插办法下，行进采样率后，经过采样点来实习区别插值后的比照。经过图9，查询扩大后的采样信号，可以很显着的看出采样坚持内插后的细节，跟咱们对采样坚持的界说是彻底一同的。图8 sample/hold点闪现采样点与内插点图9 sample/hold内插办法下TTL信号细节经过上面三种内插办法的搜集信号波形比照，可以很显着看出来，这三种内插办法，sin（x）/x内插办法比照滑润的拟合信号波形，也比照实在的反映信号波形，所以，在做信号插值时，咱们默许状况选用sin（x）/x插值办法。而linear和sample/hold内插办法，有关于sin（x）/x内插具有核算量小这个优势，可以敏捷插值拟合波形，对精度恳求没有那么高。5 定论综上所述，示波器在运用进程中，当信号实习采样率超越ADC的固有采样率时，这时主张内插办法， R&S示波器的三种内插办法会行进波形采样率，实在精确康复波形。这三种内插办法，咱们会引荐sin（x）/x内插办法，经过正弦内插算法，弯线拟合波形，可以精的确在康复波形。