X-Y信號產生與圖形顯示

摘要：本設計為一個X-Y信號產生與圖形顯示裝置，在輸入正弦信號的頻率為1MHz左右，電壓峰峰值為2V的情況下，對正弦信號進行二分頻和移相操作并在示波器X-Y工作方式下進行顯示，并通過MSP430F5529開發板進行控制。

關鍵字：X-Y；分頻；移相；MSP430F5529

DOI: 10.3969/j.issn.1005-5517.2012.11.019

本設計中輸入單路正弦信號，對該輸入正弦信號的二分頻通過使用由LM311構成的過零比較器、D觸發器74HC74和巴特沃斯有源四階低通濾波器相結合實現；移相電路組是由OPA890構成的移相電路、模擬開關CD4052以及繼電器所構成。通過將X、Y軸信號輸入示波器以動態顯示李沙育圖形。巴特沃斯低通濾波器將方波轉換成正弦波，這里采用截止頻率為500kHz的四階有源低通濾波器。

(2)移相電路的設計

移相電路組是由0°、45°、90°、180°固定移相電路和0°到45°步進為15°的程控移相電路構成，通過繼電器與模擬開關實現0°到180°范圍內15°步進調節。其中45°的輸出和90°的輸入通過繼電器連接，方便程序控制產生135°到180°的步進調節。

如圖3所示一階移相器，根據虛(3)

由此得出其相位與角頻率、電阻R、電容C之間的關系，又因為輸入信號的頻率為1MHz，所以相移由同相輸入端的R、C決定，在設計時只需要選取合適的R、C即可獲得相應的相移度數(0-180°)。如圖3所示，其中R3和C1決定了電路的移相值。

(3)移相電路組結構圖

移相電路部分主要通過單片機對繼電器和模擬開關的控制來實現對不同移相值的切換和選擇，如圖4所示。