基于C8051F040单片机的信号发生器设计(2)
在 70年代后，微处理器的出现，可以利用处理器、A/D/和 D/A，硬件和软件使波形发生器的功能扩大，产生更加复杂的波形。这时期的信号发生器多以软件为主，实质是采用微处理器对 DAC的程序控制，就可以得到各种简单的波形。
在80年代以后，数字技术日益成熟，信号发生器绝大部分不再使用机械驱动而采用数字电路，从一个频率基准由数字合成电路产生可变频率信号。自从80年代以来各国都在研制DDS产品，并应用于信号发生器的设计。后来出现的专用DDS芯片极大的推动了DDS技术的发展，但专用DDS芯片价格昂贵，而且无法实现各种波形输出。
90年代末，出现几种真正高性能、高价格的函数发生器。如HP公司推出了型号为HP770S的信号模拟装置系统，它由 HP8770A任意波形数字化和 HP1776A波形发生软件组成。但HP8770A实际上也只能产生8种波形，而且价格昂贵。不久以后，Analogic公司推出了型号为 Data-2020的多波形合成器，Lecroy公司生产的型号为9100的任意波形发生器等。
到了二十一世纪，随着集成电路技术的高速发展，出现了多种工作频率可过 GHz 的DDS 芯片，同时也推动了函数波形发生器的发展。近年来，随着可编程逻辑器件（FPGA、CPLD等）的广泛应用，功能的不断强大，以及快速算法的不断出现，任意信号发生器也向自动化、数字化、高精度化方向发展。专用DDS芯片极大的推动了DDS技术的发展，但专用DDS芯片价格昂贵，而CPLD及FPGA的发展为实现DDS提供了更好的技术手段。
信号发生器技术发展至今，引导技术潮流的仍是国外的几大仪器公司，如日本横河、Agilent、Tektronix等。美国的FLUKE公司的FLUKE-25型函数发生器是现有的测试仪器中最具多样性功能的几种仪器之一，它和频率计数器组合在一起,在任何条件下都可以给出很高的波形质量，能给出低失真的正弦波和三角波，还能给出过冲很小的快沿方波，其最高频率可以达到5MHz，最大输出幅度也达到10Vpp。国内也有不少公司已经有类似的仪器。如南京盛普仪器科技有限公司的SPF120DDS信号发生器，华高仪器生产的HG1600H型数字合成函数任意波形信号发生器。
1.2 信号发生器实现方式
1.2.1 采用模拟分立元件组成的函数发生器
主要是采用运算放大器加分立元件来实现。实现的波形比较单一，主要为正弦波、方波和三角波。工作原理也相对简单：首先是产生正弦波，然后通过波形变换(正弦波通过比较器产生方波，方波经过积分器变为三角波)实现方波和三角波。在各种波形后加上一级放大电路，可以使输出波形的幅度达到要求，通过开关电路实现不同输出波形的切换，改变电路的具体参数可以实现频率、幅度和占空比的改变。通过对电路结构的优化及所用元器件的严格选取可以提高电路的频率稳定性和准确度。正弦波的设计是基础，实现方法也比较多，电路形式一般有LC、RC和石英晶体振荡器三类[1]。
1.2.2 利用单片集成芯片的函数发生器
早期的函数信号发生器IC，如L8038、BA205、XR2207/2209等，它们的功能较少，精度不高，频率上限只有300kHz，无法产生更高频率的信号，调节方式也不够灵活，频率和占空比不能独立调节，二者互相影响。后来的单片压控函数发生器MAX038，可产生正弦波、方波、三角波，通过调整外部元件可改变输出频率，但由于元件分散性太大，即使使用单片函数发生器，参数也与外部元件有关，外接的电阻电容对参数影响很大，因而产生的频率稳定度较差、精度低、抗干扰能力低、成本也高，且灵活性较差，不能实现任意波形以及波形运算输出等智能化的功能[2]。