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随着信息技术的发展,现代意义下的测控技术已经不是单一的测控,而是同计算机技术,网络技术和通信技术相结合的高新技术。远程监测系统已经不是简单的仪器网络,更是控制网络和Internet网络的结合。以Internet为代表的计算机网络的迅速发展及相关技术的日益完善,突破了传统通信方式的时空限制和地域障碍,使更大范围内的通信变得十分容易。Internet拥有的资源正在应用于越来越多的领域中,比如电子商务、网上教学、远程医疗、远程数据采集与控制、高档测量仪器设备资源的远程实时调用、远程设备故障诊断,等等。
远程电子电路实验系统是北方交通大学电子电路实验中心自主研发的一套远程教学系统,是远程教学的一种新的尝试。它能很好的满足我国教学资源严重缺乏的现状。但运行中,也发现系统存在一些问题,有必要对系统作一些改进。面对嵌入式技术的飞速发展,把嵌入式技术应用于系统,对整个服务器端进行集成改造。使其在性能和维护方面,更有利于推广和使用。整个远程实验室系统服务器端的集成设计是一个复杂的综合课题,对整个服务器端的完全改造也是一个庞大的工程。它主要包括嵌入式服务器的设计,嵌入式示波器的设计和嵌入式信号发生器的设计等等。
本文详细的分析了整套远程实验室系统的软件硬件结构,并对存在的问题进行了分析和介绍。提出了解决系统存在问题的方法和方案。在信号源的设计方面,分析了系统所需要的信号源指标和参数,最后选择了基于DDS实现信号源的设计方法。本文在对DDS技术及其杂散信号作详细分析的前提下,实现了基于DDS的信号发生器电路设计。
设计的信号发生系统主要是针对电子电路实验的相关测量,基于这种应用。所设计信号发生器主要指标如下:
1.波形选择范围根据应用需要,所设计信号发生器要能产生正弦信号、方波信号、三角波信号、梯形波信号等常规信号。这些常规信号先以数字的方式存放到存储器中,这可以根据以后的需要再行扩充。需要存放的波形种类越多,则存放波形的存储器容量要求也就越大。
2.频率分辨率分辨率是信号发生器的重要参数,所设计信号发生器对频率分辨率的要求为1Hz。输出频率连续可调。
3.频率切换时间由于系统是分时复用的,要求频率切换时间越短越好。所设计信号发生器要求频率切换时间为100ns。在DDS系统中,在频率控制字K改变以后,经一个时钟周期之后就按照新的相位增量累加,所以也可以说它的频率转换时间就是频率控制字的传输时间,即一个时钟周期Tc=1/fclk。选择合适的时钟就可以达到要求。
4.输出频率范围根据基础电子电路实验应用的电子测量要求,所设计信号发生器要能产生最低1Hz信号,正弦波最高频率为5MHz,方波信号、三角波信号、梯形波信号最高频率为1MHz。