没有函数信号发生器，做了个简单的delta-sigma正弦波发生器

在网上搜索了函数信号发生器的制作方法：
1、max038
2、r2r dac加单片机
3、pwm 调制
4、sigma-delta dac。
经比较sigma-delta 产生低频交流比较有潜力。
于是用attiny13a搞了个。电路原理图如下：

用废板改了个

sck的波形：

Vout波形：

sigma-delta dac 工作原理：

源代码：

1. #define F_CPU 9600000UL // 9.6 MHz
   
2. #include <util/delay.h>
   
3. #include <avr/io.h>
   
4. #include <avr/interrupt.h>
   
5. #include <avr/pgmspace.h>
   
6. #define PWM_PRESCALE 110
   
7. #define SAMPLE_RATE ((9600000/PWM_PRESCALE))
   
8. #define DDS_ACCU_MAX 0x10000
   
9. 
   
10. unsigned char DDS_value;
    
11. unsigned int dds_diff;
    
12. unsigned int cycle_counter;
    
13. unsigned char phase;
    
14. unsigned int dds_accu;
    
15. unsigned char dds_count;
    
16. unsigned char PORT_buf;
    
17. 
    
18. const unsigned char sin_tbl [] PROGMEM = {
    
19. 0x7f, 0x82, 0x85, 0x88, 0x8b, 0x8f, 0x92, 0x95,
    
20. 0x98, 0x9b, 0x9e, 0xa1, 0xa4, 0xa7, 0xaa, 0xad,
    
21. 0xb0, 0xb2, 0xb5, 0xb8, 0xbb, 0xbe, 0xc0, 0xc3,
    
22. 0xc6, 0xc8, 0xcb, 0xcd, 0xd0, 0xd2, 0xd4, 0xd7,
    
23. 0xd9, 0xdb, 0xdd, 0xdf, 0xe1, 0xe3, 0xe5, 0xe7,
    
24. 0xe9, 0xea, 0xec, 0xee, 0xef, 0xf0, 0xf2, 0xf3,
    
25. 0xf4, 0xf5, 0xf7, 0xf8, 0xf9, 0xf9, 0xfa, 0xfb,
    
26. 0xfc, 0xfc, 0xfd, 0xfd, 0xfd, 0xfe, 0xfe, 0xfe,
    
27. 0xfe, 0xfe, 0xfe, 0xfe, 0xfd, 0xfd, 0xfd, 0xfc,
    
28. 0xfc, 0xfb, 0xfa, 0xf9, 0xf9, 0xf8, 0xf7, 0xf5,
    
29. 0xf4, 0xf3, 0xf2, 0xf0, 0xef, 0xee, 0xec, 0xea,
    
30. 0xe9, 0xe7, 0xe5, 0xe3, 0xe1, 0xdf, 0xdd, 0xdb,
    
31. 0xd9, 0xd7, 0xd4, 0xd2, 0xd0, 0xcd, 0xcb, 0xc8,
    
32. 0xc6, 0xc3, 0xc0, 0xbe, 0xbb, 0xb8, 0xb5, 0xb2,
    
33. 0xb0, 0xad, 0xaa, 0xa7, 0xa4, 0xa1, 0x9e, 0x9b,
    
34. 0x98, 0x95, 0x92, 0x8f, 0x8b, 0x88, 0x85, 0x82,
    
35. 0x7f, 0x7c, 0x79, 0x76, 0x73, 0x6f, 0x6c, 0x69,
    
36. 0x66, 0x63, 0x60, 0x5d, 0x5a, 0x57, 0x54, 0x51,
    
37. 0x4e, 0x4c, 0x49, 0x46, 0x43, 0x40, 0x3e, 0x3b,
    
38. 0x38, 0x36, 0x33, 0x31, 0x2e, 0x2c, 0x2a, 0x27,
    
39. 0x25, 0x23, 0x21, 0x1f, 0x1d, 0x1b, 0x19, 0x17,
    
40. 0x15, 0x14, 0x12, 0x10, 0x0f, 0x0e, 0x0c, 0x0b,
    
41. 0x0a, 0x09, 0x07, 0x06, 0x05, 0x05, 0x04, 0x03,
    
42. 0x02, 0x02, 0x01, 0x01, 0x01, 0x00, 0x00, 0x00,
    
43. 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x01, 0x01, 0x01, 0x02,
    
44. 0x02, 0x03, 0x04, 0x05, 0x05, 0x06, 0x07, 0x09,
    
45. 0x0a, 0x0b, 0x0c, 0x0e, 0x0f, 0x10, 0x12, 0x14,
    
46. 0x15, 0x17, 0x19, 0x1b, 0x1d, 0x1f, 0x21, 0x23,
    
47. 0x25, 0x27, 0x2a, 0x2c, 0x2e, 0x31, 0x33, 0x36,
    
48. 0x38, 0x3b, 0x3e, 0x40, 0x43, 0x46, 0x49, 0x4c,
    
49. 0x4e, 0x51, 0x54, 0x57, 0x5a, 0x5d, 0x60, 0x63,
    
50. 0x66, 0x69, 0x6c, 0x6f, 0x73, 0x76, 0x79, 0x7c
    
51. };
    
52. unsigned char digital_signal_input=192;
    
53. int accumulator,accumulator1,accumulator2;
    
54. unsigned char ddc;
    
55. unsigned char portb_buff;
    
56. 
    
57. ISR(TIM0_COMPA_vect){
    
58.         PORTB=portb_buff;
    
59. 
    
60. // 1order
    
61.         if (accumulator>=0x80){
    
62.                 portb_buff|=(1<<PB2);
    
63.                 ddc=0xff;
    
64.         }else{
    
65.                 portb_buff&=~(1<<PB2);
    
66.                 ddc=0x00;
    
67.         }
    
68.         accumulator=digital_signal_input-ddc+accumulator;
    
69. 
    
70.         phase = dds_accu>> 8; /* phase = DDS accumlator upper byte */
    
71.         digital_signal_input = pgm_read_byte (& sin_tbl [phase]); /* output value get from sin table */
    
72.         dds_accu += dds_diff;
    
73. 
    
74. }
    
75. 
    
76. int main(void){
    
77.         DDRB|=(1<<PB2);
    
78.        
    
79.         TCCR0A=(0b10<<WGM00); //CTC mode
    
80.         TCCR0B=(0b001<<CS00); //div by 1
    
81.         OCR0A=(PWM_PRESCALE-1); //
    
82.         TIMSK0=(1<<OCIE0A);
    
83.         dds_diff = DDS_ACCU_MAX * 1000 / SAMPLE_RATE; // set phase step in each sample        
    
84.         sei();
    
85.         portb_buff=PORTB;
    
86. 
    
87.         while(1){
    
88.         };
    
89. }
    

复制代码

现在带DAC的MCU那么多。。。

电工都太厉害了，研究这么多年电路，甚至走量了，结果连个信号发生器都没有。

国产品牌1千多元一个25M的，私人做的DDS信号两三百元一个。。。

难怪上次赞叹人家太神奇了，居然有示波器、信号发生器，说设备齐全。

做产品万用表示波器是基本需求，信号发生器可以没有。。。。

电工面对的最基本的模拟电路，是放大器，连个信号发生器都没有，只用万用表和示波器怎么调/测放大器性能？

当然了，手头要是有几十万的音频分析仪就当我没说。

戈卫东 发表于 2020-1-1 14:16
现在带DAC的MCU那么多。。。

我手头只有stm8af6223 attiny13  ht66f002 真要做ad9833应该首选。

您这个用软件DDS可能效果会更好

seatrix 发表于 2020-1-5 08:44
您这个用软件DDS可能效果会更好

你的软件dds，是指r2r dac的那种吗

叶春勇 发表于 2020-1-5 10:05
你的软件dds，是指r2r dac的那种吗

如果没有DA 就只能 SDM了

1阶SDM效果不是很好 实用的话最好到4或6阶

当step等于256正弦波非常漂亮，但是频率只有400多，采样率256倍。sigma delta 就是fs要高，对滤波器要求低。二阶还在搞。准备换单片机，这个单片机只有1kflash，但是产生三相50hz没问题

叶春勇 发表于 2019-12-31 12:58
Vout波形：

我的第一个sin信号发生器，用的还正好就是attiny 13，不过用的是PWM，2级低通后，输出波形比你这个好看不少。幅度也很稳定。

这个采样率可以调的，采用256倍采样波形，很好的。改dds_diff，明天贴个图。

tianxj01 发表于 2020-1-5 14:51
我的第一个sin信号发生器，用的还正好就是attiny 13，不过用的是PWM，2级低通后，输出波形比你这个好看不 ...

这个256倍采样率，至于幅度问题，可以用16bit或32bit的正弦查表，tiny13a是搞不了。

叶春勇 发表于 2020-1-6 08:08
这个256倍采样率，至于幅度问题，可以用16bit或32bit的正弦查表，tiny13a是搞不了。

用烂大街的STM8S003，够够的。我前段时间刚搞了个可调三相电发生器，帖子发在DIY板块。

chongdongchen 发表于 2020-1-6 10:54
用烂大街的STM8S003，够够的。我前段时间刚搞了个可调三相电发生器，帖子发在DIY板块。 ...

我自己要搞晶体管放大试验。看到freescale的一个datasheet，上面介绍sigma-delta dac，看着代码能看懂，就折腾一下。
也算一个思路，给大家参考下。由于是纯软件实现，不需要pwm。但是缺点明显，全靠计算，速度很慢。
你的帖子，我看过了。是pwm调制的正弦波，两者工作思路略有不同。
程序用了pwm字眼，但是是用的定时器比较中断，调频率的。

某宝这款虚拟示波器，自带信号发生器功能，支持任意波形，频率轻松上M，还支持扫频输出，才一两百块钱。我也是醉了。