全波段电磁干扰波形发生器制造技术

本发明专利技术公开了一种全波段电磁干扰波形发生器，其包括：键盘及显示电路、CPU控制电路、波形仿真模块、波形变形模块、电子开关组件、波形合成组件、电压放大组件和波形输出组件。所述的键盘及显示电路包括按键、发光二极管、扬声器和驱动放大电路。所述的CPU控制电路包括复位电路、振荡电路、接收电路、数据采集电路、A/D转换电路、存储器和指令传递电路。所述的波形仿真模块包括音频、甚低频、载波、射频和微波仿真模块，所述的电子开关组件包括接口电路、CD4051芯片、输出电路和合成电路。本发明专利技术可模拟不同频段之间的电磁波发生电磁干扰现象时对波形的影响，并在教学中直观的演示出不同频段的波形特点。其体积小、功能多、操作简单且方便携带。

All band EMI waveform generator

【技术实现步骤摘要】
全波段电磁干扰波形发生器
本专利技术属于全波段电磁波波形仿真领域，具体涉及全波段电磁干扰波形发生器。
技术介绍
电磁波作为微电子学和物理电子学的基础研究对象，广泛出现在各类高等教育教材中，但由于其看不见摸不着的特点，以至于很难在教学中通过波形模拟给学生更加直观的认识和感受，同时，电磁波的相互作用规律，往往仅由课本的公式推导得来，导致学生难以深刻领会。而现有的电磁波显像技术普遍存在高频段的频率发生模块原理复杂、电磁相互作用的计算机模拟计算量较大的问题，使得难以覆盖全频段电磁波的波形特点，且显像设备昂贵、不易携带，教学条件受限时使用困难。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术之缺陷，提供了一种全波段电磁干扰波形发生器，该波形发生器具有内置可调频段广、可操作性强且易于携带的特点。本专利技术的具体技术方案为：全波段电磁干扰波形发生器，其包括：键盘及显示电路、CPU控制电路、波形仿真模块、波形变形模块、电子开关组件、波形合成组件、电压放大组件和波形输出组件，所述的键盘及显示电路与CPU控制电路串联，所述的CPU控制电路分别与波形仿真模块、波形变形模块和电子开关组件的输入端相连，所述的波形仿真模块的输出端与电子开关组件的输入端相连，所述的电子开关组件的输出端与波形合成组件的输入端相连，所述的波形变形模块的输出端与波形合成组件的输入端相连，所述的波形合成组件与电压放大组件串联，所述的电压放大组件与波形输出组件串联。进一步，所述的键盘及显示电路包括电源、按键、发光二极管指示电路、扬声器电路和驱动放大电路，所述的电源通过按键分别与发光二极管指示电路和CPU控制电路的输入端相连，所述的驱动放大电路与CPU控制电路串联，所述的扬声器电路的输入端与驱动放大电路的输出端相连且另一端通过引线接地；按键按下后，发光二极管点亮，信号经CPU放大电路处理进入驱动放大电路并输出到扬声器电路中发出提示音。进一步，所述的CPU控制电路包括复位电路、振荡电路、电源电路、接收电路、数据采集电路、AT8952芯片、A/D转换电路、指令传递电路和存储器；所述的复位电路、振荡电路、电源电路、接收电路和数据采集电路之间并联连接且各输出端分别与AT8952芯片的输入端相连，所述的AT8952芯片的输出端分别与数据采集电路、存储器的输入端串联相接并构成反馈回路。进一步，所述的波形仿真模块包括并联相接的音频仿真模块、甚低频仿真模块、载波仿真模块、射频仿真模块和微波仿真模块，所述的各仿真模块结构相同，均由NE555芯片、耦合电容、充放电电容和旁路电阻组成；所述的NE555芯片的输入端与充放电电容串联并通过旁路电阻与地相连，其输出端与耦合电容串联，并将信号输送到波形变形模块。进一步，所述的波形变形模块包括LM324芯片、可变电容、可变电阻、传输电阻、接地电阻和支路电阻，所述的LM324芯片的同相输入端与可变电阻和传输电阻串联，反相输入端通过接地电阻与地相连，其输出通过并联的可变电容和支路电阻将信号从输出端反馈到同相输入端。进一步，所述的电子开关组件包括接口电路、CD4051芯片、输出电路和合成电路，所述的接口电路包括并联相接的音频接口电路、甚低频接口电路、载波接口电路、射频接口电路和微波接口电路，所述的CD4051芯片的输入端与接口电路输出端串联，所述的输出电路的输入端与CD4051芯片的输出端相连，所述的合成电路与输出电路串联；信号从接口电路引出后与CPU控制电路引出的控制信号一起进入CD4051芯片进行处理，经处理过的信号进入输出电路中并继续传给合成电路。进一步，所述的波形合成组件包括74HC00芯片、接地电阻、串行电阻、旁路电容和传输电阻；所述的串行电阻与74HC00芯片的同相输入端相连，所述的接地电阻与74HC00芯片的反相输入端相连后与地相接，所述的旁路电容并联在74HC00芯片的正极和输出端之间，所述的传输电阻与74HC00芯片的输出端串联。进一步，所述的电压放大组件包括TL804芯片、串行电阻、旁路电阻、传输电阻；所述的串行电阻与TL804芯片的同相输入端相连，所述的旁路电阻并联在TL804芯片的正极与输出端间，所述的传输电阻与TL804芯片的输出端串联。进一步，所述的波形输出组件包括TL804芯片、串联电阻、旁路电阻、旁路电容和传输电阻，所述的串联电阻与TL804芯片的同相输入端相连，所述的旁路电阻并联在TL804芯片的同相输入端与输出端之间，所述的旁路电容与TL804芯片的输出端相连后接地，所述的传输电阻与TL804芯片的输出端相连并将信号输出。本专利技术的有益效果为：1、本专利技术通过各种电路的协同作用，模拟了各个频段电磁波的波形特点，使得需要演示电磁波不同频段的波形时，只需按下对应频段的按键，即可输出波形，解决了学电磁波难、看电磁波难的问题，方便简单且易于携带。2、将整个电磁频段分为5段，并实现了模拟不同频段之间发生电磁相互作用时输出波形的变化，使抽象的物理原理具化，且可操作性强、设备便宜、适合大规模生产。附图说明图1为本专利技术的结构框图；图2为本专利技术的键盘及显示电路的电路原理图；图3为本专利技术的CPU控制电路组成框图；图4为本专利技术的波形仿真模块框图；图5为图4中各仿真模块的电路原理图；图6为本专利技术的波形变形模块电路原理图；图7为本专利技术的电子开关组件组成框图；图8为本专利技术实施例的波形合成器组件电路原理图；图9为本专利技术实施例的电压放大组件电路原理图；图10为本专利技术实施例的波形输出组件电路原理图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行更为清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一则实施例而非全部实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1）如图1所示，全波段电磁干扰波形发生器，用于产生5类频段的电磁波波形并模拟不同频段电磁波间的相互作用，其包括：键盘及显示电路1、CPU控制电路2、波形仿真模块3、电子开关组件4、波形变形模块5、波形合成组件6、电压放大组件7和波形输出组件8。所述的键盘及显示电路1与CPU控制电路2串联，所述的CPU控制电路2分别与波形仿真模块3、波形变形模块4和电子开关组件5的输入端相连，所述的波形仿真模块3的输出端与电子开关组件5的输入端相连，所述的电子开关组件5的输出端与波形合成组件6的输入端相连，所述的波形变形模块4的输出端与波形合成组件6的输入端相连，所述的波形合成组件6与电压放大组件7串联，所述的电压放大组件7与波形输出组件8串联。2）如图1、2所示，所述的键盘及显示电路1包括电源11、按键12、发光二极管13、扬声器14和驱动放大电路15。所述的电源11通过按键12分别与发光二极管13和CPU控制电路2的输入端相连，所述的驱动放大电路15与CPU控制电路2串联，所述的扬声器14的输入端与驱动放大电路15的输出端相连且另一端通过引线接地。按键11按下后，发光二极管13点亮，信号经CPU控制电路2处理进入驱动放大电路15并输出到扬声器14中发出提示音。3）如图3所示，所述的CPU控制电路2包括复位电路21、振荡电路22、电源电路23、接收电路24、数据采集电路25、AT8952芯片26、A/本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种全波段电磁干扰波形发生器，其特征在于，其包括：键盘及显示电路、CPU控制电路、波形仿真模块、波形变形模块、电子开关组件、波形合成组件、电压放大组件和波形输出组件，所述的键盘及显示电路与CPU控制电路串联，所述的CPU控制电路分别与波形仿真模块、波形变形模块和电子开关组件的输入端相连，所述的波形仿真模块的输出端与电子开关组件的输入端相连，所述的电子开关组件的输出端与波形合成组件的输入端相连，所述的波形变形模块的输出端与波形合成组件的输入端相连，所述的波形合成组件与电压放大组件串联，所述的电压放大组件与波形输出组件串联。

【技术特征摘要】
1.一种全波段电磁干扰波形发生器，其特征在于，其包括：键盘及显示电路、CPU控制电路、波形仿真模块、波形变形模块、电子开关组件、波形合成组件、电压放大组件和波形输出组件，所述的键盘及显示电路与CPU控制电路串联，所述的CPU控制电路分别与波形仿真模块、波形变形模块和电子开关组件的输入端相连，所述的波形仿真模块的输出端与电子开关组件的输入端相连，所述的电子开关组件的输出端与波形合成组件的输入端相连，所述的波形变形模块的输出端与波形合成组件的输入端相连，所述的波形合成组件与电压放大组件串联，所述的电压放大组件与波形输出组件串联。2.如权利要求1所述的全波段电磁干扰波形发生器，其特征在于，所述的键盘及显示电路包括电源、按键、发光二极管指示电路、扬声器电路和驱动放大电路，所述的电源通过按键分别与发光二极管指示电路和CPU控制电路的输入端相连，所述的驱动放大电路与CPU控制电路串联，所述的扬声器电路的输入端与驱动放大电路的输出端相连且另一端通过引线接地；按键按下后，发光二极管点亮，信号经CPU放大电路处理进入驱动放大电路并输出到扬声器电路中发出提示音。3.如权利要求1所述的全波段电磁干扰波形发生器，其特征在于，所述的CPU控制电路包括复位电路、振荡电路、电源电路、接收电路、数据采集电路、AT8952芯片、A/D转换电路、指令传递电路和存储器；所述的复位电路、振荡电路、电源电路、接收电路和数据采集电路之间并联连接且各输出端分别与AT8952芯片的输入端相连，所述的AT8952芯片的输出端分别与数据采集电路、存储器的输入端串联相接并构成反馈回路。4.如权利要求1所述的全波段电磁干扰波形发生器，其特征在于，所述的波形仿真模块包括并联相接的音频仿真模块、甚低频仿真模块、载波仿真模块、射频仿真模块和微波仿真模块，所述的各仿真模块结构相同，均由NE555芯片、耦合电容、充放电电容和旁路电阻组成；所述的NE555芯片的输入端与充放电电容串联并通过旁路电阻与地相连，其输出端与耦合电容串联，并将信号输送到波形变形模块。5.如权利要求1所述的全波段...

【专利技术属性】
技术研发人员：李锦添，翁国恩，
申请(专利权)人：华东师范大学，
类型：发明
国别省市：上海,31