基于Arduino Due的任意波形發(fā)生器

本方案是一個基于 Arduino Due 的任意波形發(fā)生器，可以繪制、編輯、保存、打開任意波并通過 USB 上傳到 Due，或者 Due 可以由鍋和開關(guān)控制單獨運行。

一般說明
這現(xiàn)在可以在 Linux 和 Windows 上運行。
模擬波最大頻率：100kHz。方波最大頻率：42MHz。

占空比從幾乎 0% 到 100% 可調(diào)

這是一個由兩部分組成的項目：Arduino Due 板本身，以及要在您的 PC 上使用的控制器 GUI，盡管 Arduino 板也可以使用電位器、開關(guān)和 LED 單獨使用。

不需要任何電路，盡管提供了一個可選的輸出保護電路，它應(yīng)該可以保護 Arduino 板不會意外地將輸出連接到高達正負 30V 左右的電壓。（也許更多）

通過使用 PC 上的控制器 GUI，可以繪制、編輯、保存、打開和上傳任意波形到 Arduino Due，通過 USB 端口自動連接。包括一個全面的幫助文件。

如果需要，“階梯”波特征允許在波中輕松產(chǎn)生任意數(shù)量的尖銳（一個樣本）階梯。此外，輸出可以切換為正弦波或三角/鋸齒波。

此外，同時產(chǎn)生方波，它可以是同步的，也可以是完全獨立的?？梢酝ㄟ^頻率或周期來控制波。占空比可以設(shè)置為幾乎從 0% 到 100%?；蛘呙}沖寬度可以設(shè)置為常數(shù)。（當(dāng)然，在期間的范圍內(nèi)）

可以通過 PC 的鍵盤或程序的小鍵盤直接鍵入新設(shè)置。或者，按“MODE”允許滑動調(diào)整。

模擬波可使用精確模式，避免了通常與直接數(shù)字合成 (DDS) 波形發(fā)生器相關(guān)的“頻率步長”。通過允許訪問這些“頻率步長”之間的頻率，這使得更精確的頻率成為可能，因為當(dāng)精確模式打開時，輸出不是 Arduino 時鐘頻率的分頻。

包括一個或兩個波的（對數(shù)）頻率掃描功能，還有一個帶有正或負 Arduino 輸出的計時器。

規(guī)格
模擬波：

分辨率為 12 位，最多 4096 個航路點。

頻率范圍為：0.05mHz（20,000 秒）至 100kHz。

采樣率：（使用 DMA 時高于 1kHz）高達 1.6MHz。

采樣率：（高達 1kHz）400kHz。

精確模式下的采樣率：（任何頻率）400kHz。

最小脈沖寬度：（半波周期）

在 0% 占空比時：在任何頻率下為 350 納秒（大約）。

在 0.01% 占空比時：高達 2.5 - 25 微秒。（大約）

- 如果頻率超過 1kHz 且精確模式或同步開啟，

- 否則為 350 納秒。

方波：

頻率范圍為：0.05mHz（20,000 秒）至 42MHz。

最小脈沖寬度：

同步：[頻率：0.05mHz（20,000 秒）至 100kHz]

在 0% 占空比時：任何頻率下為 48 納秒。

在 0.01% 占空比時：2.5 - 25 微秒。（大約）

未同步：[0.093mHz（10,737 秒）至 42MHz]

從 1.3kHz 到 42MHz 為 12nS。（使用脈寬調(diào)制）

從 650Hz 到 1.29999kHz 為 24ns。（使用脈寬調(diào)制）

48nS 從 325Hz 到 649.99999Hz。（使用脈寬調(diào)制）

從 163Hz 到 324.99999Hz 為 96ns。（使用脈寬調(diào)制）

低于 163Hz：（使用中斷）

在 0% 占空比時：96 納秒。

在 0.01% 占空比時：5 微秒。

安裝
您的 PC的 GUI 程序是“便攜式的”，因此不需要安裝。

對于 Windows 用戶，只需將 .zip 文件解壓縮到您選擇的文件夾中，然后創(chuàng)建 .exe 文件的快捷方式。注意：“DueAWGController-Win64.zip”文件適用于 64 位系統(tǒng)，但 32.zip 文件通常更可靠，因為它嵌入了 Java。

對于 Linux 用戶，將 DueAWGController-LinuxXX.zip 文件解壓縮到一個文件夾中，然后雙擊 DueAWGControllerLinux 文件或?qū)⑵涮砑拥较到y(tǒng)菜單中。

您可能需要為 Debian、Ubuntu 等安裝 OpenJDK 8 (java 8)：在命令行（在終端中），鍵入：sudo apt-get install openjdk-8-jre（較新的版本可能不起作用。）

在連接到 Arduino 之前，您可能還需要獲得訪問 USB 的權(quán)限。類型：sudo usermod -a -G dialout $USER

還包括兩個用于 Raspberry Pi 等的“arm”文件，但它們尚未經(jīng)過測試。請讓我知道它們是否有效。

Arduino 草圖不需要特殊的庫，因此您只需要在 PC 上安裝普通的 Arduino IDE，即可將草圖上傳到 Due。如果您的 PC 已識別 Arduino Due，（如果已上傳草圖，則必須這樣做）GUI 程序應(yīng)在啟動時自動查找并連接到 Arduino，因此無需設(shè)置 COM 端口。但是，如果自動選擇失敗，則啟用手動 COM 端口選擇。

Arbitrary Waves 文件夾中有一些示例波形文件（只是為了好玩）來幫助您入門。除了 GUI 程序，Arduino 波形發(fā)生器還可以由 Arduino 的串口監(jiān)視器控制，設(shè)置為 115200 波特。類型 ？求助。

或者，如果您更喜歡使用電位器、開關(guān)和 LED 進行控制，Arduino 草圖的開頭列出了引腳連接。

那里還列出了波輸出引腳連接，或者簡單地將 Arduino 引腳 3 和 7 與鏈接連接在一起，或者如果您非常謹慎，請使用低值電阻器（47 - 100 歐姆）。取引腳 7 的方波輸出和 DAC0 的模擬輸出。