一种新型教学用图形合成器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种新型教学用图形合成器，其特征在于：包括单片机，单片机输出的基准频率信号一路通过移相电路与N1倍频器相连，另一路直接与N2倍频器相连，N1倍频器与N1数字波形合成器相连，N2倍频器与N2数字波形合成器相连，N1数字波形合成器与第一滤波和电压放大模块相连，N2数字波形合成器与第二滤波和电压放大模块相连，第一滤波和电压放大模块与第一绝对值电路相连，第二滤波和电压放大模块与第二绝对值电路相连，单片机输出端还与1602液晶显示器相连。实用新型专利技术给出低成本的硬件设计方案以及关键电路，适合实验室仿制，以满足大学本科物理和电工电子学教学实验需要，还可以作为学生创新训练内容。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术涉及一种新型教学用图形合成器，其特征在于：包括单片机，单片机输出的基准频率信号一路通过移相电路与N1倍频器相连，另一路直接与N2倍频器相连，N1倍频器与N1数字波形合成器相连，N2倍频器与N2数字波形合成器相连，N1数字波形合成器与第一滤波和电压放大模块相连，N2数字波形合成器与第二滤波和电压放大模块相连，第一滤波和电压放大模块与第一绝对值电路相连，第二滤波和电压放大模块与第二绝对值电路相连，单片机输出端还与1602液晶显示器相连。技术给出低成本的硬件设计方案以及关键电路，适合实验室仿制，以满足大学本科物理和电工电子学教学实验需要，还可以作为学生创新训练内容。【专利说明】一种新型教学用图形合成器
本技术涉及图形图像合成
，尤其是涉及一种新型教学用图形合成器。
技术介绍
物理实验教学中对李萨如图形进行合成时一般使用2台模拟正弦波信号发生器，由于温漂和时漂的存在，信号的频率比和相位差不能固定，导致李萨如图形随时间滚动。采用数字正弦信号发生器可以改善这种情况，但实验成本太高，图像还是有较大的滚动。
技术实现思路
本技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种新型教学用图形合成器，其采用基于单一晶振的相位可调的双路频率合成电路和基于单片机的双路数字正弦波合成电路，使两路正弦波信号的频率比恒定不变，合成的李萨如图形24 h内漂移小于IT / 8，在3学时物理实验过程中，肉眼几乎难以察觉到李萨如图形滚动。本技术给出低成本的硬件设计方案以及关键电路，适合实验室仿制，以满足大学本科物理和电工电子学教学实验需要，还可以作为学生创新训练内容。 本技术的目的可以通过以下技术方案来实现:一种新型教学用图形合成器，包括壳体和设置在壳体内的电路板，其特征在于:所述电路板包括单片机、NI倍频器、N2倍频器、NI数字波形合成器、N2数字波形合成器，所述单片机内部的预分频器和可预置数8位定时计数器分频后形成的基准频率信号一路通过移相电路与NI倍频器相连，另一路直接与N2倍频器相连，所述NI倍频器的输出端与NI数字波形合成器相连，所述N2倍频器输出端与N2数字波形合成器相连，所述NI数字波形合成器输出端与LF353芯片组成的第一滤波和电压放大模块相连，所述N2数字波形合成器输出端与LF353芯片组成的第二滤波和电压放大模块相连，所述第一滤波和电压放大模块输出端与LF353芯片组成的第一绝对值电路相连，所述第二滤波和电压放大模块输出端与LF353芯片组成的第二绝对值电路相连，所述单片机输出端还与1602液晶显示器相连。 上述的一种新型教学用图形合成器，其特征在于:所述单片机输出端还连接有用于粗调第一滤波和电压放大模块输出信号fl的电阻R1、用于细调第一滤波和电压放大模块输出信号Π的电阻R2、用于调整第二滤波和电压放大模块输出信号f2的电阻R3。 上述的一种新型教学用图形合成器，其特征在于:所述NI倍频器、N2倍频器均由PLL锁相环⑶4046芯片和N分频器组成。 上述的一种新型教学用图形合成器，其特征在于:所述移相电路由⑶4098芯片和与其相连的调整电阻组成。 上述的一种新型教学用图形合成器，其特征在于:所述NI数字波形合成器和N2数字波形合成器均由依次相连的串入并出计数器74HC393、R0M波形存储器27C64和DAC0808组成。 与现有技术相比，本技术有一下优点: 本技术采用基于单一晶振的相位可调的双路频率合成电路和基于单片机的双路数字正弦波合成电路，使两路正弦波信号的频率比恒定不变，合成的李萨如图形24 h内漂移小于IT / 8，在3学时物理实验过程中，肉眼几乎难以察觉到李萨如图形滚动。本技术给出低成本的硬件设计方案以及关键电路，适合实验室仿制，以满足大学本科物理和电工电子学教学实验需要，还可以作为学生创新训练内容。 【专利附图】【附图说明】 图1本技术的整体结构框图； 图2本技术的双路频率合成框图； 图3本技术的数字波形合成器框图； 图4本技术的相位差调整电路原理图； 图5本技术的锁相环电路原理图； 图6本技术的数字波形合成器电路原理图； 图7本技术的绝对值电路原理图； 图8本技术的合成频率比为2:1的振动合成波形图； 图9本技术的合成频率比为3:2的振动合成波形图。 【具体实施方式】 下面结合附图进一步详细描述本技术的【具体实施方式】: 如图1所示，一种新型教学用图形合成器，包括壳体和设置在壳体内的电路板，其特征在于:所述电路板包括单片机1、N1倍频器3、N2倍频器4、N1数字波形合成器5、N2数字波形合成器8，所述单片机I内部的预分频器和可预置数8位定时计数器分频后形成的基准频率信号一路通过移相电路2与NI倍频器3相连，另一路直接与N2倍频器4相连，所述NI倍频器3的输出端与NI数字波形合成器5相连，所述N2倍频器4输出端与N2数字波形合成器8相连，所述NI数字波形合成器5输出端与LF353芯片组成的第一滤波和电压放大模块6相连，所述N2数字波形合成器8输出端与LF353芯片组成的第二滤波和电压放大模块9相连,所述第一滤波和电压放大模块6输出端与LF353芯片组成的第一绝对值电路10相连，所述第二滤波和电压放大模块9输出端与LF353芯片组成的第二绝对值电路11相连，所述单片机I输出端还与1602液晶显示器7相连。 本实施例中，所述单片机I输出端还连接有用于粗调第一滤波和电压放大模块6输出信号fl的电阻R1、用于细调第一滤波和电压放大模块6输出信号fl的电阻R2、用于调整第二滤波和电压放大模块9输出信号f2的电阻R3。 本实施例中，所述NI倍频器3、N2倍频器4均由PLL锁相环⑶4046芯片和N分频器组成。 本实施例中，所述移相电路2由⑶4098芯片和与其相连的调整电阻组成。 本实施例中，所述NI数字波形合成器5和N2数字波形合成器8均由依次相连的串入并出计数器74HC393、ROM波形存储器27C64和DAC0808组成。 具体地，石英晶振经MEGA16单片机内部的预分频器和可预置数8位定时计数器TO分频后，形成fo=256 Hz的基准频率fO，一路经过⑶4098构成的移相电路后送到NI倍频器；另一路直接送到N2倍频器进行频率合成。倍频器由PLL锁相⑶4046和N分频器组成，调整Rl可以改变2个信号的相位差，NI分频器和N2分频器分别由单片机内部的16位预置数计数器T0、8位计数器Τ2担任，频率合成电路输出的频率信号为读取信号，经过8位串入并出计数器74HC393转变成并行数据送到EPROM存储器27C6416的低8位地址线上，读取存放在m=256个地址单元里的正弦信号样本，从数据线送到DA模数转换器，转变成模拟正弦波信号，经运算放大器LF353滤波放大后输出。 因为fo=256 Hz，m=256，所以n=m/f0=l，此时输出频率为f=N / n=N。可预置数计数器Tl和T2的预置数就是分频数N1、N2，在程序中改变预置数大小相当于改变了分频数NI和N2。因此，可以通过改变预置数N来改变输出频率。 RU R2、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型教学用图形合成器，包括壳体和设置在壳体内的电路板，其特征在于：所述电路板包括单片机（1）、N1倍频器（3）、N2倍频器（4）、N1数字波形合成器（5）、N2数字波形合成器（8），所述单片机（1）内部的预分频器和可预置数8位定时计数器分频后形成的基准频率信号一路通过移相电路（2）与N1倍频器（3）相连，另一路直接与N2倍频器（4）相连，所述N1倍频器（3）的输出端与N1数字波形合成器（5）相连，所述N2倍频器（4）输出端与N2数字波形合成器（8）相连，所述N1数字波形合成器（5）输出端与LF353芯片组成的第一滤波和电压放大模块（6）相连，所述N2数字波形合成器（8）输出端与LF353芯片组成的第二滤波和电压放大模块（9）相连，所述第一滤波和电压放大模块（6）输出端与LF353芯片组成的第一绝对值电路（10）相连，所述第二滤波和电压放大模块（9）输出端与LF353芯片组成的第二绝对值电路（11）相连，所述单片机（1）输出端还与1602液晶显示器（7）相连。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张明亮，王呛，
申请(专利权)人：宁夏通泽科技有限公司，张明亮，王呛，
类型：新型
国别省市：宁夏;64