基于单片机的声脉冲信号发生器开题报告

全文总字数：1981字

1. 研究目的与意义

信号发生器又称信号源或振荡器，在生产实践和科技领域中有着广泛的应用。各种波形曲线均可以用三角函数方程式来表示。能够产生多种波形，如三角波、锯齿波、矩形波（含方波）、正弦波的电路被称为函数信号发生器。函数信号发生器在电路实验和设备检测中具有十分广泛的用途。例如在通信、广播、电视系统中，都需要射频（高频）发射，这里的射频波就是载波，把音频（低频）、视频信号或脉冲信号运载出去，就需要能够产生高频的振荡器。在工业、农业、生物医学等领域内，如高频感应加热、熔炼、淬火、超声诊断、核磁共振成像等，都需要功率或大或小、频率或高或低的振荡器。

随着电子测量及其他部门对各类信号发生器的广泛需求及电子技术的迅速发展，促使信号发生器种类增多，性能提高。尤其随着70年代微处理器的出现，更促使信号发生器向着自动化、智能化方向发展。现在，许多信号发生器带有微处理器，因而具备了自校、自检、自动故障诊断和自动波形形成和修正等功能，可以和控制计算机及其他测量仪器一起方便的构成自动测试系统。当前信号发生器总的趋势是向着宽频率覆盖、低功耗、高频率精度、多功能、自动化和智能化方向发展。

在科学研究、工程教育及生产实践中，如工业过程控制、教学实验、机械振动试验、动态分析、材料试验、生物医学等领域，常常需要用到低频信号发生器。而在我们日常生活中，以及一些科学研究中，锯齿波和正弦波、矩形波信号是常用的基本测试信号。譬如在示波器、电视机等仪器中，为了使电子按照一定规律运动，以利用荧光屏显示图像，常用到锯齿波产生器作为时基电路。信号发生器作为一种通用的电子仪器，在生产、科研、测控、通讯等领域都得到了广泛的应用。但市面上能看到的仪器在频率精度、带宽、波形种类及程控方面都已不能满足许多方面实际应用的需求。加之各类功能的半导体集成芯片的快速生产，都使我们研制一种低功耗、宽频带，能产生多种波形并具有程控等低频的信号发生器成为可能。

2. 国内外研究现状分析

从1965年施罗德发展脉冲声技术开始，脉冲声就被应用于混响时间的测量和现场吸声测量中囱。脉冲声的产生方法多种多样，如传统方法中使用模拟信号如气球、发令枪、电火花式脉冲声源。但这些装置也存在很多不便之处，如电火花式声源频率不单一，难以应用于频率单一的环境中，很难产生出波形可控且可重复的声脉冲信号来适应声脉冲法测试的需要，可控波形脉冲声发生器装置过于繁琐笨重，不利于携带等。

现代方法中使用计算机产生数字信号，通过扬声器发出的可控波形脉冲声发生器，所以如今普遍采用电声系统来产生声脉冲信号，其原理是：由计算机输出电脉冲信号，经由数据数据采集卡进行da转换，再到功率放大器进行放大，然后驱动扬声器发声，产生出各种波形的声脉冲信号。这种方法虽然设计灵活，所产生的声脉冲信号理论上完全可重复，但是其硬件投资较大，而且现场使用也不是很方便。在科学研究和生产实践中，如工业过程控制，生物医学，模拟机械振动等领域时常要用到声脉冲信号源，由硬件电路构成的声脉冲信号其性能难以令人满意，一旦工作需求功能增加，则电路的复杂程度会大大增加。

而单片机已经发展到生活的各个领域，具有性价比高，控制功能强，集成度高可靠性好，低电压低功耗等优点，把单片机应用到声脉冲信号发生器当中是声脉冲信号发生器发展的重点。利用单片机通过程序设计方法产生低频信号，其频率底线较低，具有线路简单、结构紧凑、体积小、价格低廉、频率稳定度高、抗干扰能力强、用途广泛等优点，且如需要产生新的波形时，只需对程序进行修改即可。

3. 研究的基本内容与计划

1.第1-3周：查阅参考资料，撰写开题报告及文献综述；

2.第4-6周：采用电阻应变片测量结构应变；

3.第7-9周：采用光纤光栅传感器测量结构应变；

4. 研究创新点

声脉冲法是近代现场隔声测试和吸声测试技术的主要方法之一，但声脉冲信号的产生是阻碍其应用的一个难点。本设计以AT89C52单片机和DAC0832模∕数芯片为核心，设计一种声脉冲信号发生器，具有结构简单，成本低廉，使用方便的特点。