(此文档为word格式，下载后您可任意编辑修改！) 单片机课程设计报告
波形发生器
2014 年02 月23日
1、用户需求
1、产生三角波、方波、正弦波信号
2、输出信号的频率和幅度可以通过按键来改变,，分析波形产生的最高频率。
2、设计任务
基于AT89C51的波形发生器主要功能如下：
（1）可以三产生角波、方波、正弦波信号并通过按键控制。
（2）输出信号的频率和幅度可以通过按键来改变，分析波形产生的最高频率。
（3）以单片机为核心，经过D/A转换和放大电路的处理，最后输出信号。
3、原理框图及说明
根据设计任务，设计如下框图：
图1、原理框图
电源部分，为单片机提供5V稳压电源；8位按键提供给用户用来选择需要输出的波形，以及修改频率及方波占空比；数码管显示所选择的的波形代号，1代表正弦波，2代表方波，3代表锯齿波，4代表三角波；幅度调节电路用来调节输出波形的幅度；D/A转换及放大电路可以将数字信号转换成模拟信号输出我们所需要的波形；显示电路则是将波形显示在屏幕上。
89C51上电后，扫描P1口，判断是否有键按下，进行相应的操作。
根据原理框图，设计电路图如附件1.
设置的3位按键分别为S1代表正弦波，S2代表方波，S3代表锯齿波，S4代表三角波，S5代表增加方波占空比，S6代表减小方波占空比，S7代表增加频率，S8代表减小频率。
4、主要电路说明、元件选择及参数计算
简易函数信号发生器原件清单如下：
4.1主控芯片单片机的介绍
(1)AT89C51的引脚如图2.2所示。
AT89C51单片机的40个引脚可分为：电源引脚2根、时钟引脚两根、控制引脚4根、输入/输出引脚32根。各引脚功能描述如下：
（1）主电压引脚
●V CC：电源端，正常工作时接+5V电源
● V SS：接地端
（2）时钟引脚
●XTAL1：内部振荡电路的反相放大器的输入端，接外部晶振和微调电容的一端。采用外部时钟电路时，对HMOS型工艺的单片机而言，此引脚应接地；对CHMOS型而言，此引脚应接外部时钟的输入端。
●内部振荡电路的反相放大器的输出端，接外部晶振和微调电容的另一端。采用外部时钟电路时，对HMOS型工艺的单片机而言，此引脚应接外部时钟的输入端；对CHMOS型而言，此引脚悬空。
(3）控制引脚
●RST/V PD：复位信号/备用电源输入引脚。当振荡运行时，RST引脚保持2个机器周期的高电平后，就可以使8051完成复位工作。该引脚的第二功能是V
，
PD
掉电期间，该引脚可接即备用电源的输入端，具有掉电保护功能。在主电源V
CC
向内部RAM提供备用电源，保持内部RAM中的数据不丢失。+5V备用电源，由V
PD
● ALE/PROG:地址锁存允许信号/编程脉冲输入端。当CPU访问片外存储器时，ALE输出信号控制锁存P0口的低8位地址，从而实现P0口的数据与低位地
/6）址的分时复用。当8051上电正常工作后，ALE端以不变频率（振荡器频率的f
osc
周期性地输出正脉冲信号。该脉冲可用作对外输出的时钟，或用于定时目的。该引脚的第二功能PROG是做编程脉冲的输入端。
● PSEN：外部程序存储器读选通信号端，低电平有效。
● EA/V pp ：内部
ROM 和外部ROM 选择端/编程电压输入端。当EA 接高电平时，
CPU 访问片内ROM ，但当PC 值超过0FFFH 时，将自动转去执行片外ROM 指令；当EA 接低电平时，CPU 访问片外ROM 。该引脚的第二功能是V pp 是作为编程电压的输入端。
（4）输入/输出引脚
● P0.0～P0.7:P0
口的8位口线。P0口是一个8位漏极开路型双向I/O ，既
可作地址/数据总线使用，又可作通用的I/O 口使用。当CPU 访问片外存储器时，P0口分时先作低8位地址总线，后作双向数据总线，P0口能以吸收电流的方式驱动8个LSTTL 电路。
● P1.0～P1.7:P1口的8位口线。P1口是一个带有内部上拉电阻的8位准
双向I/O 口。作为通用的I/O 口，它能驱动4个LSTTL 负载。
● P2.0～P2.7:P2口的8位口线。P2口是一个带有内部上拉电阻的的8位
准双向I/O 口。当CPU 访问片外存储器时，P2口输出高8位地址总线，与P0口配合，组成16位片外存储器单元地址。P2口驱动4个LSTTL 负载。
(5)DAC0832是8位CMOS 数/模转换芯片，其特点如下：
● 分辨率8位的并行D/A 转换器。
● 双列直插式（DIP ）封装，CMOS 低功耗（功耗为20mW ）器件。
● 单电源供电。参考电压为-10V ～+10V ，从+5V ～+15V 均可正常工作。 ● 电流输出型芯片，需外接运算放大器。 ● 电流建立时间为1us 。
● 片内二级数据缓存，数据输入可采用双缓冲、单缓冲和直通方式。
数/模转换器DAC0832由1个8位数据寄存器、1个8位DAC 寄存器、1个8位D/A 转换器和控制逻辑组成。
DAC0832各引脚功能：
● D7～D0:8位数字量输入端，接CPU 数据线D7～D0。
● I OUT1:模拟电流输出端1，输出值随DAC 寄存器内容线性变化。
● I OUT2模拟电流输出端2，I OUT1 + I OUT2 =常数。一般情况下，在单极性输出时，I OUT2接地，在双极性输出时I OUT2接运算放大器。
● Vref ：参考电压输出端。Vref 可以外接一个正电压，也可以接一个负电压，范围为-10V ～+10V 。参考电压决定数字量0～255（00H ～FFH ）转化出来的模拟量电压值的幅度。
● Rfb ：反馈电阻输出引脚。DAC0832是电流输出，为了取得电压输出，需在电流输出端接运算放大器，构成I/V 转换电路。DAC0832内部已经有反馈电阻，所以Rfb 端可以直接与外部运算放大器相连，相当于将一个反馈电阻接在运算放大器的输出端和输入端之间。
● Vcc ：电源电压。AGND ：模拟量地。DGND ：数字量地。 ● CS ：片选信号，低电平有效。当CS=0时，DAC0832工作。 ● ILE ：输入锁存器允许信号，高电平有效。
● WR1：写控制信号1，低电平有效。WR2：写控制信号2，低电平有效。 ● XFER ：数据传送信号，低电平有效。
4.2复位与振荡电路
对于MCS-51一般的晶振可以在1.2MHZ—12MHZ之间选择，这是电容C 可以对应的选择10pf-30Pf。一条引脚接在XTAL1,另一条接在XTAL2。复位电路如图2，由C3和R1构成。由于51单片机为低电平复位，图示电路利用电容的特性，在刚刚外加5V电源时RST脚的电压为低。选择12MHz晶体，C1、C2、C3选择30pF电容，R1选择10K电阻。
图2、复位与振荡电路
4.3显示电路
显示元件选择8段LED数码管，共阳极。段选信号经过上拉电阻接到51的P0口，位选信号由按键接至P1.0到P1.3提供，因此得到数码管L1显示分别为1、2、3、4.
图2、显示电路
由于89C51的P1口内部有上拉电阻，为简化电路，用按键开关直接接对应引脚P1.0、至P1.7到地。其中P1.0接正弦波按键，p1.1接方波按键，p1.2接锯齿波按键，p1.3接三角波按键，p1.4接增加方波占空比按键，p1.5接减小方波占空比按键，p1.6接增加频率按键，p1.7接减小频率按键。当按键按下,P1口为零，进行选择。
图4、按键电路
4.5D/A转换及放大电路
为了将数字信号转换成模拟信号得到我们需要的波形，在P2口接入用于D/A转换的DAC0832芯片，并接入uA741运放用于将信号放大。
图5、输出驱动电路
通过滑动变阻器的调节，调节电压，从而使波形的振幅发生变化。
5、软件规划
5.1软件流程图
5.2软件划分
根据设计要求，先定义按键对应的端口，在定义各波形输出点的电压值，编写波形函数及按键控制函数，完成程序的设计。
设计的全局变量：
（1）定义按键变量：sbit s1=P1^0; sbit s2=P1^1; sbit s3=P1^2; sbit s4=P1^3; sbit s5=P1^4; sbit s6=P1^5; sbit s7=P1^6; sbit s8=P1^7;
（2）定义全局变量：uint d1,d2;uint s,p; uint n;
（3）定义正弦波各个输出点的电压值: uchar code sintab[256]
（4）定义锯齿波各输出点的电压值uchar code jctab[128]
（5）定义三角波各输出点的电压值uchar code sjtab[256]
（6）初始化变量：d1=10; d2=10; n=0; p=4; P0=0xff; P1=0xff;
设计函数如下：
（1）主函数main()
，调用各函数显示输出的波形。程序循环。
（2）延时函数delay (uchar k)
功能：等待显示器反应
（3）产生正弦波函数sin()
功能：扫描P2口，产生正弦波。
（4）产生方波函数fang()
功能：扫描P2口，产生方波。
（5）产生锯齿波juchi()
功能：扫描P2口，产生锯齿波。
（6）产生三角波tran()
功能：扫描P2口，产生三角波
（7）键盘控制函数boxingkey()
功能：设置按键的控制功能，返回到具体的函数中。
6、测试（测试方案设计、测试记录、结果分析）
测试结果：
1、按下按键1，数码管显示1，示波器输出正弦波
2、按下按键2，数码管显示2，示波器输出方波。
3、按下按键3，数码管显示3，示波器输出锯齿波‘
4、按下按键4，数码管显示4，示波器输出三角波。
5、按下按键5，方波占空比增加。
6、按下按键6，方波占空比减小。
7、按下按键7，波形频率增加，以正弦波为例。
8、按下按键8，波形频率减小，以正弦波为例。
9，使用调节幅度变阻器，可使波形幅度发生改变，以正弦波为例。
7、体会与感想
一周的课程设计结束了，本次课程设计的题目是波形发生器，虽然时间不是很长，但在这短短的时间里，我学到了很多的东西，首先学会了用keil软件来编程以及用proteus 软件来仿真，也知道了一个单片机的工作过程，还复习了单片机的一系列内容，包括：复位电路、时钟电路、数码管与单片机的接口等。对于一些器件的工作原理也有了进一步的了解，如：89C51单片机，数码管等。对于软件程序和硬件电路的结合，更加深刻体会了单片机系统的妙处。与此同时，还在对一些硬件的使用上，电路板的设计上有了很大的进步，对今后的学习有很大的帮助。
在实验过程中，我遇到了一些问题
（1）初次使用keil软件及proteus软件，对其熟练地掌握有一些困难，在电路原理图的
设计过程中总是出现错误，对元件的名称有许多的不了解。但在同学和老师的帮助下找到了正确的元件。
（2）在程序的设计上也遇到了问题，对于C语言掌握的不是特别熟练，导致出现了许多的语法错误，在一些细节上也出现了错误，丢失了一些符号。
（3）在仿真过程中，程序与电路图不对应，需要对照着修改，电路图也可能不能实现自己所需要的功能。
（4）在连接电路过程中，总是出现波形失真或不稳定的现象，但在我们的共同努力下，调出了一个较好的方波。
但本次课程设计我学会了很多，明白了更多的道理，总的来说有以下收获：（1）对波形发生器有了深刻的认识，明白了波形器的原理，了解了我们所用的函数发生器的原理，我们生活中的许多事物都可以通过自身实践来明白
（2）通过对电路的设计，对51系列单片机的原理和功能有了进一步的了解，学到了更多的电路知识，如复位电路的原理，晶振电路的作用，上拉电阻的功能，熟悉了DAC0832芯片的原理和功能，认识了uA741运放器，并且能对其进行应用。
（3）通过原理图的绘制，学会了proteus软件的使用，并且能用它完成一些简单的电路设计，并且对元器件的封装有了一定的了解和认识。
（4）通过自己动手设计，增强了自身的实践动手能力，对电路原理的应用有了更深刻的认识。
（5）在仿真阶段，尤其是在硬件电路的检查阶段，有很深的体会，有时候一个简单的错误就有可能造成电路无法正常工作，通过找错排错，更加熟悉了电路的原理和51单片机的工作原理。
通过本次课程设计，我看到了自身还存在许多不足，在实践动手能力方面比较弱，对一些电路知识掌握得不是很好，对程序设计有很多的缺陷，还好在寻求别的同学和老师的帮助下，完成了课程设计。
附1、原理图
附2、程序清单
#include
#include
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
sbit s1=P1^0; // 输出正弦波
sbit s2=P1^1; //输出方波
sbit s3=P1^2; //输出锯齿波
sbit s4=P1^3; //输出三角波
sbit s5=P1^4; //增加方波正占空比
sbit s6=P1^5; //增加方波负占空比
sbit s7=P1^6; //增加频率
sbit s8=P1^7; //减小频率
uint d1,d2;
uint s,p;
uint n;
uchar code sintab[256]={ //正弦波各个输出点的电压值
0x80,0x83,0x86,0x89,0x8d,0x90,0x93,0x96,
0x99,0x9c,0x9f,0xa2,0xa5,0xa8,0xab,0xae,
0xb1,0xb4,0xb7,0xba,0xbc,0xbf,0xc2,0xc5,
0xc7,0xca,0xcc,0xcf,0xd1,0xd4,0xd6,0xd8,
0xda,0xdd,0xdf,0xe1,0xe3,0xe5,0xe7,0xe9,
0xea,0xec,0xee,0xef,0xf1,0xf2,0xf4,0xf5,
0xf6,0xf7,0xf8,0xf9,0xfa,0xfb,0xfc,0xfd,
0xfd,0xfe,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,
0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xfe,0xfd,
0xfd,0xfc,0xfb,0xfa,0xf9,0xf8,0xf7,0xf6,
0xf5,0xf4,0xf2,0xf1,0xef,0xee,0xec,0xea,
0xe9,0xe7,0xe5,0xe3,0xe1,0xde,0xdd,0xda,
0xd8,0xd6,0xd4,0xd1,0xcf,0xcc,0xca,0xc7,
0xc5,0xc2,0xbf,0xbc,0xba,0xb7,0xb4,0xb1,
0xae,0xab,0xa8,0xa5,0xa2,0x9f,0x9c,0x99,
0x96,0x93,0x90,0x8d,0x89,0x86,0x83,0x80,
0x80,0x7c,0x79,0x76,0x72,0x6f,0x6c,0x69,
0x66,0x63,0x60,0x5d,0x5a,0x57,0x55,0x51,
0x4e,0x4c,0x48,0x45,0x43,0x40,0x3d,0x3a,
0x38,0x35,0x33,0x30,0x2e,0x2b,0x29,0x27,
0x25,0x22,0x20,0x1e,0x1c,0x1a,0x18,0x16,
0x15,0x13,0x11,0x10,0x0e,0x0d,0x0b,0x0a,
0x09,0x08,0x07,0x06,0x05,0x04,0x03,0x02,
0x02,0x01,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,
0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x01,0x02,
0x02,0x03,0x04,0x05,0x06,0x07,0x08,0x09,
0x0a,0x0b,0x0d,0x0e,0x10,0x11,0x13,0x15,
0x16,0x18,0x1a,0x1c,0x1e,0x20,0x22,0x25,
0x27,0x29,0x2b,0x2e,0x30,0x33,0x35,0x38,
0x3a,0x3d,0x40,0x43,0x45,0x48,0x4c,0x4e,
0x51,0x55,0x57,0x5a,0x5d,0x60,0x63,0x66,
0x69,0x6c,0x6f,0x72,0x76,0x79,0x7c,0x80
};
uchar code jctab[128]= //设定锯齿波各输出点的电压值{
0x00,0x02,0x04,0x06,0x08,0x0a,0x0c,0x0e,
0x10,0x12,0x14,0x16,0x18,0x1a,0x1c,0x1e,
0x20,0x22,0x24,0x26,0x28,0x2a,0x2c,0x2e,
0x30,0x32,0x34,0x36,0x38,0x3a,0x3c,0x3e,
0x40,0x42,0x44,0x46,0x48,0x4a,0x4c,0x4e,
0x50,0x52,0x54,0x56,0x58,0x5a,0x5c,0x5e,
0x60,0x62,0x64,0x66,0x68,0x6a,0x6c,0x6e,
0x70,0x72,0x74,0x76,0x78,0x7a,0x7c,0x7e,
0x80,0x82,0x84,0x86,0x88,0x8a,0x8c,0x8e,
0x90,0x92,0x94,0x96,0x98,0x9a,0x9c,0x9e,
0xa0,0xa2,0xa4,0xa6,0xa8,0xaa,0xac,0xae,
0xb0,0xb2,0xb4,0xb6,0xb8,0xba,0xbc,0xbe,
0xc0,0xc2,0xc4,0xc6,0xc8,0xca,0xcc,0xce,
0xd0,0xd2,0xd4,0xd6,0xd8,0xda,0xdc,0xde,
0xe0,0xe2,0xe4,0xe6,0xe8,0xea,0xec,0xee,
0xf0,0xf2,0xf4,0xf6,0xf8,0xfa,0xfc,0xfe
};
uchar code sjtab[256]= //设定三角波各输出点的电压值{
0x00,0x02,0x04,0x06,0x08,0x0a,0x0c,0x0e,
0x10,0x12,0x14,0x16,0x18,0x1a,0x1c,0x1e,
0x20,0x22,0x24,0x26,0x28,0x2a,0x2c,0x2e,
0x30,0x32,0x34,0x36,0x38,0x3a,0x3c,0x3e,
0x40,0x42,0x44,0x46,0x48,0x4a,0x4c,0x4e,
0x50,0x52,0x54,0x56,0x58,0x5a,0x5c,0x5e,
0x60,0x62,0x64,0x66,0x68,0x6a,0x6c,0x6e,
0x70,0x72,0x74,0x76,0x78,0x7a,0x7c,0x7e,
0x80,0x82,0x84,0x86,0x88,0x8a,0x8c,0x8e,
0x90,0x92,0x94,0x96,0x98,0x9a,0x9c,0x9e,
0xa0,0xa2,0xa4,0xa6,0xa8,0xaa,0xac,0xae,
0xb0,0xb2,0xb4,0xb6,0xb8,0xba,0xbc,0xbe,
0xc0,0xc2,0xc4,0xc6,0xc8,0xca,0xcc,0xce,
0xd0,0xd2,0xd4,0xd6,0xd8,0xda,0xdc,0xde,
0xe0,0xe2,0xe4,0xe6,0xe8,0xea,0xec,0xee,
0xf0,0xf2,0xf4,0xf6,0xf8,0xfa,0xfc,0xfe,
0xfe,0xfc,0xfa,0xf8,0xf6,0xf4,0xf2,0xf0,
0xee,0xec,0xea,0xe8,0xe6,0xe4,0xe2,0xe0,
0xde,0xdc,0xda,0xd8,0xd6,0xd4,0xd2,0xd0,
0xce,0xcc,0xca,0xc8,0xc6,0xc4,0xc2,0xc0,
0xbe,0xbc,0xba,0xb8,0xb6,0xb4,0xb2,0xb0,
0xae,0xac,0xaa,0xa8,0xa6,0xa4,0xa2,0xa0,
0x9e,0x9c,0x9a,0x98,0x96,0x94,0x92,0x90,
0x8e,0x8c,0x8a,0x88,0x86,0x84,0x82,0x80,
0x7e,0x7c,0x7a,0x78,0x76,0x74,0x72,0x70,
0x6e,0x6c,0x6a,0x68,0x66,0x64,0x62,0x60,
0x5e,0x5c,0x5a,0x58,0x56,0x54,0x52,0x50,
0x4e,0x4c,0x4a,0x48,0x46,0x44,0x42,0x40,
0x3e,0x3c,0x3a,0x38,0x36,0x34,0x32,0x30, 0x2e,0x2c,0x2a,0x28,0x26,0x24,0x22,0x20, 0x1e,0x1c,0x1a,0x18,0x16,0x14,0x12,0x10, 0x0e,0x0c,0x0a,0x08,0x06,0x04,0x02,0x00 };
void delay (uchar k) //延时函数
{
uchar j;
while((k--)!=0)
{
for(j=0;j<125;j++); // {;}
}
}
void sin() //产生正弦波
{
P2=sintab[n];
n=n+p;
if(n>=256)
n=0;
}
void fang() //产生方波
{
P2=0xff;//方波
delay(d1-p);
P2=0;
delay(d2-p);
}
void juchi() //产生锯齿波
{
P2=jctab[n];
n=n+p;
if(n>=127)n=0;
}
void tran() //产生三角波
{
P2=sjtab[n];
n=n+p;
if(n>=255)n=0;
}
void boxingkey() //键盘控制函数
{
if(s1==0)
{
P0=0xF9; //数码管输出1
s=1;
n=0;p=4;
}
else if(s2==0) //数码管输出2
{
P0=0xA4;
s=2;
n=0;p=4;
}
else if(s3==0) //数码管输出3
{
P0=0xB0;
s=3;
n=0;p=4;
}
else if(s4==0) //数码管输出4
{
P0=0x99;
s=4;
n=0;p=4;
}
else if(s5==0) //占空比增加
{
delay(10);//延时消抖
if(s5==0)
{
d1--;
d2++;
}
while(!s5);//松手检测，当s5=1（松手）跳出死循环delay(10);//消抖
while(!s5);//确实松手了
}
else if(s6==0)//占空比减小
{
delay(10);//延时消抖
if(s6==0)
{
d1++;
d2--;
}
while(!s6);//松手检测，当P1_0=1（松手）跳出死循环delay(10);//消抖
while(!s6);//确实松手了
}
else if(s7==0) //频率增加{
delay(10);
if(s7==0)
{
p=p+1;
}
while(!s7);
delay(10);
while(!s7);
}
else if(s8==0) //频率减小{
delay(10);
if(s8==0)
{
p=p-1;
if(p<=0)p=0;
}
while(!s8);
delay(10);
while(!s8);
}
}
void main()
{
d1=10;
d2=10;
n=0;
p=4;
P0=0xff;
P1=0xff;
while(1)
{
boxingkey();
switch(s)
{
case 1:sin();break;
case 2:fang();break;
case 3:juchi();break;
case 4:tran();break;
}
}
}
附3、使用说明书
按键1、2、3、4为选择波形键，选择自己所需要的波形，分别对应正弦波、方波、锯齿波、三角波。按键5、6分别为增大方波占空比及减小方波占空比。按键7、8分别为增加频率、减小频率。
信号波形合成实验电路 欧阳家百（2021.03.07） 摘要：本设计包含方波振荡电路，分频电路，滤波电路，移相电路，加法电路，测量显示电路。题目要求对点频率的各参数处理，制作一个由移相器和加法器构成的电路，将产生的10KHz 和30KHz 正弦信号作为基波和三次谐波，合成一个波形幅度为5V、近似于方波的波形。振荡电路采用晶振自振荡并与74LS04 结 合，产生6MHz 的方波源。分频电路采用74HC164与74HC74分频出固定频率的 方波，作为波形合成的基础。滤波采用TI公司的运放LC084，分别设置各波形 的滤波电路。移相电路主要处理在滤波过程中相位的偏差，避免对波形的合成结 果造成影响。 关键词：方波振荡电路分频与滤波移相电路加法器 Experimental waveform synthesis circuit Abstract：The design consists of a square wave oscillator circuit, divider circuit, filtercircuit, phase shift circuits, addition circuits, measurement display circuit. Subject ofthe request of the point frequency of the various parameters of processing, productionof a phase shifter circuit consisting of adders, will have the 10KHz
实验1 模拟信号源实验 一、实验目的 1．了解本模块中函数信号产生芯片的技术参数； 2．了解本模块在后续实验系统中的作用； 3．熟悉本模块产生的几种模拟信号的波形和参数调节方法。 二、实验仪器 1．时钟与基带数据发生模块，位号：G 2．频率计1 台 3．20M 双踪示波器1 台 4．小电话单机1 部 三、实验原理 本模块主要功能是产生频率、幅度连续可调的正弦波、三角波、方波等函数信号（非同步函数信号），另外还提供与系统主时钟同源的2KHZ 正弦波信号（同步正弦波信号）和模拟电话接口。在实验系统中，可利用它定性地观察通信话路的频率特性，同时用做PAM、PCM、ADPCM、CVSD（Δ M）等实验的音频信号源。本模块位于底板的左边。 1．非同步函数信号 它由集成函数发生器XR2206 和一些外围电路组成，XR2206 芯片的技术资料可到网上搜索得到。函数信号类型由三档开关K01 选择，类型分别为三角波、正弦波、方波等；峰峰值幅度范围0～10V，可由W03调节；频率范围约500HZ～5KHZ，可由W02 调节；直流电平可由W01 调节（一般左旋到底）。非同步函数信号源结构示意图，见图2-1。 2．同步正弦波信号 它由2KHz 方波信号源、低通滤波器和输出放大电路三部分组成。2KHz 方波信号由“时钟与基带数据发生模块”分频产生。U03 及周边的阻容网络组成一个截止频率为2KHZ 的低通滤波器，用以滤除各次谐波,只输出一个2KHz 正弦波，在P04 可测试其波形。用其作为PAM、PCM、ADPCM、CVSD（Δ M）等模块的音频信号源，其编码数据可在普通模拟示波器上形成稳定的波形，便于实验者观测。W04 用来改变输出同步正弦波的幅度。同步信号源结构示意图，见图2-2。
波形产生电路实验报告 一、实验目的 1. 通过实验掌握由集成运放构成的正弦波振荡电路的原理与设计方法； 2. 通过实验掌握由集成运放构成的方波（矩形波）和三角波（锯齿波）振荡电路的原理与设计方法。 二、实验内容 1. 正弦振荡电路 实验电路图如下图所示，电源电压为±12V。 （1）缓慢调节电位器R W，观察电路输出波形的变化，解释所观察到的现象。 （2）仔细调节电位器R W，使电路输出较好的正弦波形，测出振荡频率和幅度以及相对应的R W之值，分析电路的振荡条件。 （3）将两个二极管断开，观察输出波形有什么变化。 2. 多谐振荡电路 （1）按图2 安装实验电路（电源电压为±12V）。观测V O1、V O2波形的幅度、周期（频率）以及V O1的上升时间和下降时间等参数。 （2）对电路略加修改，使之变成矩形波和锯齿波振荡电路，即V O1为矩形波，V O2为锯
齿波。要求锯齿波的逆程（电压下降段）时间大约是正程（电压上升段）时间的 20％ 左右。观测V O1、V O2的波形，记录它们的幅度、周期（频率）等参数。 3. 设计电路测量滞回比较器的电压传输特性。 三、预习计算与仿真 1. 预习计算 （1）正弦振荡电路 由正反馈的反馈系数为： f 1 12 0o 013V Z F Z Z V j ωωωω? ? ? = = = +??+- ? ?? 由此可得RC 串并联选频网络的幅频特性与相频特性分别为 2 00231? ??? ??-+= ωωωωF 0F arctan 3 ωωωω φ-=- 易知当RC 1 0==ωω时，?f V 和?o V 同相，满足自激振荡的相位条件。 若此时f 3v A >，则可以满足f 1v A F >，电路起振，振荡频率为 000 111 994.7Hz 1.005ms 2216k 10nF f T RC f ππ= ====?Ω?，。 若要满足自激振荡，需要满足f v A F 在起振前略大于1，而max 1 3 F =，令f 3v A =，即满足条件的R w 应略大于10k Ω。 （2）多谐振荡电路
低频电路课程设计 OCL 功率放大器设计 学院名称： 电气信息工程学院 专 业： 测控技术与仪器 班 级： 08测控1班 姓 名： 朱彬彬 学 号： 08314105 指导老师： 王云松 2010年 6 月20 日 JIANGSU TEACHERS UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 电气信息工程学院
1设计课题：OCL功率放大器 为了保证功率，效率和失真三个指标满足一定的要求，早期的功率放大器多采用变压耦合。这种电路变压器体积大，比较笨重，耗损多，而且高频和低频部分频响特性不好，在引入负反馈时，很容易自激。随着电子技术的发展，后来被无输出变压器的功率放大电路（OTL）代替。在OTL电路中，虽去掉了变压器，但为了能用但电源供电，输出端接了一个大电容，这个大电容影响了电路的低频特性，于是出现了OCL电路。 OCL功放是在OTL功放的基础上发展起来的，它比OTL功放的频带更宽，保真度更高。OCL功放是一种直接耦合的多级放大器，它运用了许多电子器件，包含了多种基本电路形式。 OCL功率放大器采用两组电源供电，使用了正负电源，在电压不太高的情况下，也能获得较大的输出功率，省去了输出端的耦合电容,使放大器低频特性得到扩展，OCL功放电路也是定压式输出电路，其电路由于性能比较好，所以广泛的应用于高保真扩音设备中。 2 主要技术指标 最大不失真输出功率：Pom≥8w 负载阻抗（扬声器）：R L=10Ω 频率响应：f=50Hz~20kHz 非线性失真系数：γ≤功率放大器1% 输入灵敏度：Vi≤300mv 稳定性：电源升高和降低20%时，输出零点漂移≤100mv 3实验用仪器： 直流稳压电源一台 低频信号发生器一台 低频毫伏表一台 示波器一台 万用表一台 晶体管图示仪一台 失真度测量仪一台 4电路原理 OC L功率放大器时一种直接耦合的多级放大器，总体可分为三个部分
河西学院物理与机电工程 学院 综合设计实验 方波-三角波产生电路 实验报告 学院：物理与机电工程学院 专业：电子信息科学与技术
：侯涛 日期：2016年4月26日 方波-三角波发生电路 要求：设计并制作用分立元件和集成运算放大器组成的能产生方波、三角波的波形发生器。 指标：输出频率分别为：102HZ、103HZ和104Hz；方波的输出电压峰峰值VPP≥20V 一、方案的提出 方案一： 1、由文氏桥振荡产生一个正弦波信号。 2、把文氏桥产生的正弦波通过一个过零比较器从而把正弦波转换成方波。 3、把方波信号通过一个积分器。转换成三角波。 方案二： 1、由滞回比较器和积分器构成方波三角波产生电路。 2、然后通过低通滤波把三角波转换成正弦波信号。 方案三： 1、由比较器和积分器构成方波三角波产生电路。
2、用折线法把三角波转换成正弦波。 二、方案的比较与确定 方案一： 文氏桥的振荡原理：正反馈RC网络与反馈支路构成桥式反馈电路。当R1=R2、C1=C2。即f=f0时，F=1/3、Au=3。然而，起振条件为Au略大于3。实际操作时，如果要满足振荡条件R4/R3=2时，起振很慢。如果R4/R3大于2时，正弦波信号顶部失真。调试困难。RC串、并联选频电路的幅频特性不对称，且选择性较差。因此放弃方案一。 方案二： 把滞回比较器和积分比较器首尾相接形成正反馈闭环系统，就构成三角波发生器和方波发生器。比较器输出的方波经积分可得到三角波、三角波又触发比较器自动翻转形成方波，这样即可构成三角波和方波发生器。通过低通滤波把三角波转换成正弦波是在三角波电压为固定频率或频率变化围很小的情况下使用。然而，指标要求输出频率分别为102HZ、103HZ和104Hz 。因此不满足使用低通滤波的条件。放弃方案二。 方案三： 方波、三角波发生器原理如同方案二。比较三角波和正弦波的波形可以发现，在正弦波从零逐渐增大到峰值的过程中，与三角波的差别越来越大即零附近的差别最小,峰值附近差别最大。因此，根据正弦波与三角波的差别，将三角波分成若干段，按不同的比例衰减，就可以得到近似与正弦波的折线化波形。而且折线法不受频率围的限制。 综合以上三种方案的优缺点，最终选择方案三来完成本次课程设计。 三、工作原理： 1、方波、三角波发生电路原理
实验一数字信号源实验 一、实验目的 1、了解单极性码、双极性码、归零码、不归零码等基带信号波形特点。 2、掌握集中插入帧同步码时分复用信号的帧结构特点。 3、掌握数字信号源电路组成原理。 二、实验内容 1、用示波器观察单极性非归零码（NRZ）、帧同步信号（FS）、位同步时钟（BS）。 2、用示波器观察NRZ、FS、BS三信号的对应关系。 3、学习电路原理图。 三、基本原理 本模块是实验系统中数字信号源，即发送端，其原理方框图如图1-1所示。本单元产生NRZ信号，信号码速率约为170.5KB，帧结构如图1-2所示。帧长为24位，其中首位无定义，第2位到第8位是帧同步码（7位巴克码1110010），另外16位为2路数据信号，每路8位。此NRZ信号为集中插入帧同步码时分复用信号。发光二极管亮状态表示‘1’码，熄状态表示‘0’码。 本模块有以下测试点及输入输出点： ? CLK-OUT 时钟信号测试点，输出信号频率为4.433619MHz ? BS-OUT 信源位同步信号输出点/测试点，频率为170.5KHz ? FS 信源帧同步信号输出点/测试点,频率为7.1KHz ? NRZ-OUT NRZ信号输出点/测试点 图1-3为数字信源模块的电原理图。图1-1中各单元与图1-3中的元器件对应关系如下： ?晶振CRY：晶体；U1：反相器7404 ?分频器US2：计数器74161；US3：计数器74193； US4：计数器40160 ?并行码产生器KS1、KS2、KS3：8位手动开关，从左到右依次与帧同步码、数据1、数据2相对应；发光二极管左起分别与一帧中的24位代码相对应 ?八选一US5、US6、US7：8位数据选择器4512 ?三选一US8：8位数据选择器4512 ?倒相器US10：非门74HC04 ?抽样US9：D触发器74HC74
波形产生电路实验报告 一、实验目得 1。通过实验掌握由集成运放构成得正弦波振荡电路得原理与设计方法; 2、通过实验掌握由集成运放构成得方波(矩形波)与三角波(锯齿波)振荡电路得原理与设计方法。 二、实验内容 １. 正弦振荡电路 ?实验电路图如下图所示,电源电压为±12V。 (1)缓慢调节电位器R W,观察电路输出波形得变化,解释所观察到得现象、 (2)仔细调节电位器R W,使电路输出较好得正弦波形,测出振荡频率与幅度以及相对应得R W之值,分析电路得振荡条件。 (3)将两个二极管断开,观察输出波形有什么变化。 ２、多谐振荡电路 (1)按图2 安装实验电路(电源电压为±12Ｖ)。观测V O1、V O2波形得幅度、周期(频率)以及V O1得上升时间与下降时间等参数。 (2)对电路略加修改,使之变成矩形波与锯齿波振荡电路,即V O1为矩形波,V O2为锯齿波、要求锯齿波得逆程(电压下降段)时间大约就是正程(电压上升段)时间得2０％ 左右、观测V O1、V O2得波形,记录它们得幅度、周期(频率)等参数、 ３.设计电路测量滞回比较器得电压传输特性。 三、预习计算与仿真 1、预习计算 (１)正弦振荡电路
由正反馈得反馈系数为: 由此可得RC 串并联选频网络得幅频特性与相频特性分别为 易知当时,与同相,满足自激振荡得相位条件。 若此时,则可以满足,电 路起振,振荡频率为 000 111 994.7Hz 1.005ms 2216k 10nF f T RC f ππ= ====?Ω?，、 若要满足自激振荡,需要满足在起振前略大于1,而,令,即满足条件得R ｗ应略大于10k Ω、 (2)多谐振荡电路 ?对电路得滞回部分,输出电压U O =±U Z =±6V ，U P =U O ×R 2R 2+R 1 +U O2× R 1R 2+R 1 ,当U P = U N =0V 时,可以得到U O2=±R 2R 1 ×U O =±3V 、 由U T = 1R 3C ×0.5T ×U O ?U T ,所以得到:T =4R 2R 4C R 1?=400us 、 ２。 仿真分析 (1)正弦振荡电路 仿真电路图: 仿真得到得测量数据总结如下(具体见仿真报告): (１)R W 为０时,无波形产生 (2)调节R W 恰好起振时 (3)调节R W 使输出电压幅值最大
电子电路模拟综合实验 2009211120 班 09210580（07）号 桂柯易
实验1 函数信号发生器的设计与调测 摘要 使用运放组成的积分电路产生一定频率和周期的三角波、方波（提高要求中通过改变积分电路两段的积分常数从而产生锯齿波电压，同时改变方波的占空比），将三角波信号接入下级差动放大电路（电流镜提供工作电流），利用三极管线性区及饱和区的放大特性产生正弦波电压并输出。 关键词 运放积分电路差动发达电路镜像电流源 实验内容 1、基本要求： a)设计制作一个可输出正弦波、三角波和方波信号的函数信号发生器。 1）输出频率能在1-10KHz范围内连续可调，无明显失真； 2）方波输出电压Uopp=12V，上升、下降沿小于10us，占空比可调范围30%-70%； 3）三角波Uopp=8V； 4）正弦波Uopp>1V。 b)设计该电路的电源电路（不要求实际搭建），用PROTEL软件绘制完整的 电路原理图（SCH） 2、提高要求： a)三种输出波形的峰峰值Uopp均可在1V-10V范围内连续可调。 b)三种输出波形的输出阻抗小于100欧。 c)用PROTEL软件绘制完整的印制电路板图（PCB）。 设计思路、总体结构框图 分段设计，首先产生方波-三角波，再与差动放大电路相连。 分块电路和总体电路的设计（1）方波-三角波产生电路： 正弦波产生电路三角波产生电路 方波产生电路
首先，稳压管采用既定原件2DW232，保证了输出方波电压Uo1的峰峰值为12V，基本要求三角波输出电压峰峰值为8V，考虑到平衡电阻R3的取值问题，且要保证R1/Rf=2/3,计算决定令Rf=12K，R1=8K，R3=5K。又由方波的上升、下降沿要求，第一级运放采用转换速度很快的LM318，Ro为输出限流电阻，不宜太大，最后采用1K欧电阻。二级运放对转换速度要求不是很高，故采用UA741。考虑到电容C1不宜过小，不然误差可能较大，故C1=0.1uF，最后根据公式，Rw抽头位于中点时R2的值约为300欧，进而确定平衡电阻R4的阻值。考虑到电路的安全问题，在滑阻的接地端串接了一个1K的电阻。（注：实际调测时因为滑阻转动不太方便，所以通过不断换滑阻的方式确定适当频率要求下Rw的阻值，我的电路最后使用的是1K欧的滑阻） （2）正弦波产生电路：
信号发生器设计 一、设计任务 设计一信号发生器，能产生方波、三角波和正弦波并进行仿真。 二、设计要求 基本性能指标：(1)频率范围100Hz~1kHz；(2)输出电压：方波U p-p≤24V，三角波U =6V，正弦波U p-p>1V。 p-p 扩展性能指标：频率范围分段设置10Hz~100Hz, 100Hz~1kHz，1kHz~10kHz；波形特性方波t r<30u s（1kHz，最大输出时）用仪器测量上升时间，三角波r△<2%，正弦波r <5%。（计算参数） ～ 三、设计方案 信号发生器设计方案有多种，图1是先产生方波、三角波，再将三角波转换为正弦波的组成框图。 图1 信号发生器组成框图 主要原理是：由迟滞比较器和积分器构成方波——三角波产生电路，三角波在经过差分放大器变换为正弦波。方波——三角波产生基本电路和差分放大器电路分别如图2和图4所示。 图2所示，是由滞回比较器和积分器首尾相接形成的正反馈闭环系统，则比较器A1输出的方波经积分器A2积分可得到三角波，三角波又触发比较器自动翻转形成方波，这样即可构成三角波、方波发生器。其工作原理如图3所示。
图2 方波和三角波产生电路 图3 比较器传输特性和波形 利用差分放大器的特点和传输特性，可以将频率较低的三角波变换为正弦波。（差模传输特性）其基本工作原理如图5所示。为了使输出波形更接近正弦波，设计时需注 应接近晶体意：差分放大器的传输特性曲线越对称、线性区越窄越好；三角波的幅值V m 管的截止电压值。 图4 三角波→正弦波变换电路
图5 三角波→正弦波变换关系 在图4中，RP 1调节三角波的幅度，RP 2调整电路的对称性，并联电阻R E2用来减小差分放大器的线性区。C 1、C 2、C 3为隔直电容，C 4为滤波电容，以滤除谐波分量，改善输出波形。取Ic2上面的电流（看输出） 波形发生器的性能指标： ①输出波形种类：基本波形为正弦波、方波和三角波。 ②频率范围：输出信号的频率范围一般分为若干波段，根据需要，可设置n 个波段范围。(n>3) ③输出电压：一般指输出波形的峰-峰值U p-p 。 ④波形特性：表征正弦波和三角波特性的参数是非线性失真系数r ～和r △；表征方波特性的参数是上升时间t r 。 四、电路仿真与分析 实验仿真电路图如图
波形发生电路实验报告 班级 姓名 学号
一、实验目的 1. 掌握由集成运放构成的正弦波振荡电路的原理与设计方法。 2. 学习电压比较器的组成及电压传输特性的测试方法。 3. 掌握由集成运放构成的矩形波和三角波振荡电路的原理与设计方法。 二、实验内容 1. 正弦波发生电路 （1）实验参考电路见图1。 （2）缓慢调节电位器R W，观察电路输出波形的变化，完成以下测试： ①R W为0Ω 时的u O的波形； ②调整R W使电路刚好起振，记录u O的幅值、频率及R W的阻值； ③调整R W使输出为不失真的正弦波且幅值最大，记录u O幅值、频率及R W的阻值； ④将两个二极管断开，观察R W从小到大变化时输出波形的变化情况。 2. 方波- 三角波发生电路 （1）实验参考电路见图2。 （2）测试滞回比较电路的电压传输特性 将图2 电路的第一级改造为滞回比较电路，在输入端输入合适的测试信号，用示波器X-Y模式观测电压传输特性曲线并记录阈值电压和u O1的幅值。
（3）测量图2电路u O1、u O2波形的幅值、周期及u O1波形的上升和下降时间。 3．矩形波- 锯齿波发生电路 修改电路图2，使之成为矩形波- 锯齿波发生电路。要求锯齿波的逆程（电压下降）时间大约是正程时间的20%，记录u O1、u O2的幅值、周期。 三、实验要求 1. 实验课上搭建硬件电路，记录各项测试数据。 2. 完成正弦波电路的实验后在面包板上保留其电路，并使其输出电压U o在1-3V范围内连续可调。 四、预习计算 1．正弦波振荡电路 起振条件为|A|略大于3，刚起振时幅值较小，认为二极管还未导通，即R4+R W R2 +1略大于3，即R W略大于10kΩ时刚好起振，随着R W的增大，振幅会增大，当R W过大时波形会出现失真。 振荡频率由RC串并联选频网络决定，f0=1 2πR1C1 ≈106.1Hz 2．方波- 三角波发生电路 滞回比较器的阈值电压±U T=±R2 R1 U Z=±2.9V，测试滞回比较电路时将R2与运放A2的输出端断开，改接输入信号（三角波为宜）。 方波（u O1）的幅值为U Z=5.8V，三角波（u O2）的幅值为U T=2.9V。 U T=?1 4 (?U Z) T ?U T U T=R2 1 U Z 解得：T=4R2R4C R1 =0.4ms，即u O1和u O2的周期为0.4ms。 3．矩形波- 锯齿波发生电路 只需让电容充放电回路的时间常数不一样即可。电路原理图如下：
目录 1设计任务 （1）实验名称 （2）实验目的 （3）实验要求 （4）主要技术指标 2 设计分析 （1）实验原理 （2）方案论证比较 （3）系统功能及设计框图 3电路设计过程 （1）电路各部分设计 a分压电路的设计 b跟随器的设 c反相器的设计 d积分电路的分析与设计 e 差分放大电路的设计 f反馈电路的设计
（2）电路规格计算 4设计总图及元件列表调试（1）总图 （2）元件列表 （3）电路修正 5实验结论及经验总结 （1）注意事项 （2）实验感想
1 设计任务 (1) 实验名称：简易函数发生器的设计与制作 (2)实验目的: a.了解电路系统的设计过程，增加动手能力，理论联系实践 b.进一步学习模电放大器，积分器电路的特性和设计方法 c.巩固基本的电学仪器的使用方法 d.掌握波形的转换电路及通过反馈进行电路控制的方法 (3)实验要求： a 用基本集成放大器，三极管，电阻电容等制作一个简易函数发生器。 b 用EWB软件进行仿真设计求得各电压电阻参数。 (4)主要技术指标 a 函数发生器输入电压为0-2V，输入频率为0-10KHz. b. 函数发生器可以输出方波，三角波，正弦波等波形 c. 输出三角波的幅度为-4V--+4V,输出正弦波幅度为-2V——+2V，方波幅度为0-10V 。
2 设计分析 （1）实验原理： 本设计实验通过模电教学中常用的集成运放，三极管，电容等器件让学生自主设计简易函数发生器。 函数发生器由电压控制，可实现方波，三角波，正，需要在电路中加入反馈，使得电压反向器产生交替的电压形成方波。整个电路基本框图弦波按照一定频率输出。三角波的形成可以通过方波积分形成，而三角波经过单入单出差分放大器后产生饱和失真，三角波顶端变平滑，可近似看做正弦波。要控制方波的输出,必须在积分电路后加入负反馈，使得反向器控制电路交替正负从而形成方波信号。 （2）方案论证比较： 方案1：
信号发生器 一、实验目的 1、掌握集成运算放大器的使用方法，加深对集成运算放大器工作原理的理解。 2、掌握用运算放大器构成波形发生器的设计方法。 3、掌握波形发生器电路调试和制作方法 。 二、设计任务 设计并制作一个波形发生电路，可以同时输出正弦、方波、三角波三路波形信号。 三、具体要求 （1）可以同时输出正弦、方波、三角波三路波形信号，波形人眼观察无失真。 （2）利用一个按钮，可以切换输出波形信号。。 （3）频率为1－2KHz 连续可调，波形幅度不作要求。 （4）可以自行设计并采用除集成运放外的其他设计方案 （5）正弦波发生器要求频率连续可调，方波输出要有限幅环节，积分电路要保证电路不出现积分饱和失真。 四、设计思路 基本功能：首先采用RC 桥式正弦波振荡器产生正弦波，然后通过整形电路(比较器)将正弦波变换成方波，通过幅值控制和功率放大电路后由积分电路将方波变成三角波,最后通过切换开关可以同时输出三种信号。 五、具体电路设计方案 Ⅰ、RC 桥式正弦波振荡器 图1 图2 电路的振荡频率为：RC f π21 0= 将电阻12k ，62k 及电容100n ，22n ，4.4n 分别代入得频率调节范围为：24.7Hz~127.6Hz ，116.7Hz~603.2Hz ，583.7Hz~3015Hz 。因为低档的最高频率高于高档的最低频率，所以符合实验中频率连续可调的要求。 如左图1所示，正弦波振荡器采用RC 桥式振荡器产生频率可调的正弦信号。J 1a 、J 1b 、J 2a 、J 2b 为频率粗调，通过J 1 J 2 切换三组电容，改变频率倍率。R P1采用双联线性电位器50k ，便于频率细调，可获得所需要的输出频率。R P2 采用200k 的电位器，调整R P2可改变电路A f 大小，使得电路满足自激振荡条件，另外也可改变正弦波失真度，同时使正弦波趋于稳定。下图2为起振波形。
电子线路课程设计报告设计题目：简易数字合成信号发生器 专业： 指导教师： 小组成员:
数字合成信号发生器设计、调试报告 一：设计目标陈述 设计一个简易数字信号发生器，使其能够产生正弦信号、方波信号、三角波信号、锯齿波信号，要求有滤波有放大,可以按键选择波形的模式及周期及频率，波形可以在示波器上 显示，此外可以加入数码管显示。 二、完成情况简述 成功完成了电路的基本焊接，程序完整，能够实现要求功能。能够通过程序控制实现正弦波的输出，但是有一定噪声；由于时间问题，我们没有设计数码管，也不能通过按键调节频率。 三、系统总体描述及系统框图 总体描述：以51单片机开发板为基础，将输出的数字信号接入D\A转换器进行D\A转换，然后接入到滤波器进行滤波，最后通过运算放大器得到最后的波形输出。 四：各模块说明 1、单片机电路80C51 程序下载于开发板上的单片机内进行程序的执行，为D\A转换提供了八位数字信号，同时为滤波器提供高频方波。通过开发板上的232串口，可以进行软件控制信号波形及频率切换。通过开发板连接液晶显示屏，显示波形和频率。 2、D/A电路TLC7528 将波形样值的编码转换成模拟值，完成单极性的波形输出。TLC7528是双路8位数字模拟转换器，本设计采用的是电压输出模式，示波器上显示波形。直接将单片机的P0口输出传给TLC7528并用A路直接输出结果，没有寄存。 3、滤波电路MAX7400 通过接收到的单片机发送来的高频方波信号（其频率为所要实现波频率的一百倍）D转换器输出的波形，对转换器输出波形进行滤波并得到平滑的输出信号。 4、放大电路TL072
TL072用以对滤波器输出的波进行十倍放大，采用双电源，并将放大结果送到示波器进行波形显示。 五：调试流程 1、利用proteus做各个模块和程序的单独仿真，修改电路和程序。 2、用完整的程序对完整电路进行仿真，调整程序结构等。 3、焊接电路，利用硬件仿真器进行仿真，并用示波器进行波形显示，调整电路的一些细节错误。 六：遇到的问题及解决方法 遇到的软件方面的问题： 最开始，无法形成波形，然后用示波器查看滤波器的滤波，发现频率过低，于是检查程序发现，滤波器的频率设置方面的参数过大，延时程序的参数设置过大，频率输出过低，几次调整好参数后，在进行试验，波形终于产生了。 七：原理图和实物照片 波形照片:
DAC0832波形发生器课程设计实验报告 目录 第1章系统设计方案 (2) 1.1 设计思路 (2) 1.2 方案比较与选择 (2) 第2章系统硬件设计..................................................................................2. 2.1 主控制器电路 (2) 2.2 数模转换电路 (3) 第3章系统软件设计................................................................................ .6 3.1 系统整体流程...................................................................................... .6 3.2 数模转换程序...................................................................................... .6 第4章系统调试 (8) 4.1 proteus的调试 (8) 第5章结论与总结 (11) 5.1 结论 (11) （系统总体设计与完成做一个总结，是客观的，主要包括：设计思路，设计过程，测试结果及完善改进的方向。） 5.2 总结 (11) （这是一个主观的总结，谈谈自己收获和不足等方面的内容。） 第1章系统设计方案 1.1 设计思路 （一）、课设需要各个波形的基本输出。如输出矩形波、锯齿波，正弦波。这些波形的实现的具体步骤：正弦波的实现是非常麻烦的。它的实现过程是通过定义一些数据，然后执行时直接输出定义的数据就可以了。然而为了实现100HZ的频率，终于发现，将总时间除了总步数，根据每步执行时间，算出延时时间，最终达到要求，然后建一个表通过查表来进行输出，这样主要工作任务就落到了建表的过程中。这样做的好处在于，查表所耗费的时钟周期相同，这样输出的点与点之间的距离就相等了，输出的波形行将更趋于完美，当然更让我们感到的高兴的是它输出波形的频率将近达到了100赫兹，能够满足我们设计的扩展要求了。
实验1 示波器、函数信号发生器的原理及使用 【实验目的】 1. 了解示波器、函数信号发生器的工作原理。 2. 学习调节函数信号发生器产生波形及正确设置参数的方法。 3. 学习用示波器观察测量信号波形的电压参数和时间参数。 4. 通过李萨如图形学习用示波器观察两个信号之间的关系。 【实验仪器】 1. 示波器DS5042型，1台。 2. 函数信号发生器DG1022型，1台。 3. 电缆线（BNC 型插头），2条。 【实验内容与步骤】 1. 利用示波器观测信号的电压和频率 （1）参照“实验1 示波器函数信号发生器的原理及使用（实验指导书）”相关内容，产生如图1-1所示的正余弦波形，显示在示波屏上。 图1-1 函数信号发生器生成的正、余弦信号的波形 学生姓名/学号 指导教师 上课时间 第 周 节
（2）用示波器对图1-1中所示的正余弦波形进行测量并填写下表 表1-1 正余弦信号的电压和时间参数的测量 电压参数（V）时间参数 峰峰值最大值最小值频率（Hz）周期（ms）正弦信号 3sin(200πt) 余弦信号 3cos(200πt) 2. 用示波器观测函数信号发生器产生的正余弦信号的李萨如图形 （1）参照“实验1 示波器函数信号发生器的原理及使用（实验指导书）”相关内容，产生如图1-2所示的正余弦波形的李萨如图形，调节并正确显示在示波屏上。 图1-2 正弦信号3sin(200πt)和余弦信号3cos(200πt)的李萨如图形 3. 观测相同幅值、相同频率、不同相位差条件下的两正弦信号的李萨如图形 （1）在函数信号发生器CH1通道产生的正弦信号3sin(200πt)保持不变的情况下，调节函数信号发生器CH2通道产生正弦信号3sin(200πt+45o)，观测并记录两正弦信号的李萨如图形于图1-3中。 （2）在函数信号发生器CH1通道产生的正弦信号3sin(200πt)保持不变的情况下，调节函数信号发生器CH2通道产生正弦信号3sin(200πt+135o)，观测并记录两正弦信号的李萨如图形于图1-3中。
南昌大学实验报告 学生姓名：王晟尧学号：6102215054专业班级：通信152班 实验类型：□验证□综合□设计□创新实验日期：实验成绩： 信号发生器设计 一、设计任务 设计一信号发生器，能产生方波、三角波和正弦波并进行仿真。 二、设计要求 基本性能指标：(1)频率范围100Hz~1kHz；(2)输出电压：方波U p-p≤24V，三角波U p-p=6V，正弦波U p-p>1V。 扩展性能指标：频率范围分段设置10Hz~100Hz, 100Hz~1kHz，1kHz~10kHz；波形特性方波t r<30u s（1kHz，最大输出时），三角波r△<2%，正弦波r～<5%。三、设计方案 信号发生器设计方案有多种，图1是先产生方波、三角波，再将三角波转换为正弦波的组成框图。 图1 信号发生器组成框图 主要原理是：由迟滞比较器和积分器构成方波——三角波产生电路，三角波在经过差分放大器变换为正弦波。方波——三角波产生基本电路和差分放大器电路分别如图2和图4所示。 图2所示，是由滞回比较器和积分器首尾相接形成的正反馈闭环系统，则比较器A1输出的方波经积分器A2积分可得到三角波，三角波又触发比较器自动翻转形成方波，这样即可构成三角波、方波发生器。其工作原理如图3所示。
图2 方波和三角波产生电路 图3 比较器传输特性和波形 利用差分放大器的特点和传输特性，可以将频率较低的三角波变换为正弦波。其基本工作原理如图5所示。为了使输出波形更接近正弦波，设计时需注意：差分放大器的传输特性曲线越对称、线性区越窄越好；三角波的幅值V 应接近晶 m 体管的截止电压值。 图4 三角波→正弦波变换电路
函数信号发生器与示波器的使用实验报告书 专业：班级：学号： 姓名：实验时间： 实验目的 1、学会数字合成函数信号发生器常用功能的设置、使用； 2、会从函数信号发生器胡频率计上读出信号频率； 3、在了解数字双踪示波器显示波形的工作原理基础上，观察 并测量以下信号：(见下表)学会数字示波器的基本操作与 读书； 实验仪器 F40函数信号发生器、UTD2102CE数字示波器、探头。 实验原理 1、函数信号发生器的原理
该仪器采用直接数字合成技术，可以输出函数信号、调频、调幅、FSK、PSK、猝发、频率扫描等信号，还具有测频、计数、任意波形发生器功能。 2、示波器显示波形原理 如果在示波器CH1或CH2端口加上正弦波，在示波器的X 偏转板加上示波器内部的锯齿波，当锯齿波电压的变化周期与 正弦波电压相等时，则显示完整的周期的正弦波形，若在示波 器CH1和YCH2同时加上正弦波，在示波器的X偏转板上加上 示波器的锯齿波，则在荧光屏上将的到两个正弦波。 实验内容 1、做好准备工作，连接实验仪器电路，设置好函数信号发生 器、示波器； （1）、把函数信号发生器的“函数输出”输出端与示波器的 X CH1信号输入端连接，两台仪器的接通220V交流电源。 （2）、启动函数信号发生器，开机后仪器不需要设置，短暂 时间后，即输出10K Hz的正弦波形。 （3）、需要信号源的其他信号，到时在进行相关的数据设定 （如正弦波2的波形、频率、点频输出、信号幅度）等。 2、用示波器观察上表中序号1的信号波形（10KHz）；过程如下： （1）、打开示波器的电源开关，将数字存储示波器探头连接到CH1输入端，按下“AUTO”按键，示波器将自动设置垂直偏转系数、扫描时基以及触发方式；按下CH1按键。
波形产生电路实验报告 欧阳学文 一、实验目的 1. 通过实验掌握由集成运放构成的正弦波振荡电路的原理与设计方法； 2. 通过实验掌握由集成运放构成的方波（矩形波）和三角波（锯齿波）振荡电路的原理与设计方法。 二、实验内容 1. 正弦振荡电路 实验电路图如下图所示，电源电压为。 （1）缓慢调节电位器，观察电路输出波形的变化，解释所观察到的现象。 （2）仔细调节电位器，使电路输出较好的正弦波形，测出振荡频率和幅度以及相对应的之值，分析电路的振荡条件。（3）将两个二极管断开，观察输出波形有什么变化。 2. 多谐振荡电路 （1）按图2 安装实验电路（电源电压为±12V）。观测、波形的幅度、周期（频
率）以及的上升时间和下降时间等参数。 （2）对电路略加修改，使之变成矩形波和锯齿波振荡电路，即 为矩形波， 为锯齿波。要求锯齿波的逆程（电压下降 段）时间大约是正程（电压上升段）时间的 20％ 左右。观测、的波形，记录它们的幅度、周期（频率） 等参数。 3. 设计电路测量滞回比较器的电压传输特性。 三、预习计算与仿真 1. 预习计算 （1）正弦振荡电路 由正反馈的反馈系数为： 由此可得RC 串并联选频网络的幅频特性与相频特性分别为 易知当RC 1 0==ωω时，? f V 和? o V 同相，满足自激振荡的相位条件。 若此时f 3v A >，则可以满足f 1v A F >，电路起振，振荡频率为 000 111 994.7Hz 1.005ms 2216k 10nF f T RC f ππ= ====?Ω?，。 若要满足自激振荡，需要满足f v A F 在起振前略大于1，而
信号发生器 F组 组长：*** 组员：***、*** 2013年8月12日星期一
1系统方案 (4) 1.1系统方案论证与选择 (4) 1.2方案描述 (4) 2理论分析与计算 (5) 3电路与程序设计 (6) 3.1电路的设计 (6) 3.1.1 ICL8038模块电路 (6) 3.1.2 放大电路 (6) 3.2程序的设计 (7) 4测试方案与测试结果 (9) 4.1测试仪器与结果 (9) 4.2调试出现的问题及解决方案 (9) 5 小结 (10)
本系统设计的是信号发生器，是以 ICL8038和 STC89C51为核心设计的数控及扫频函数信号发生器。ICL8038作为函数信号源结合外围电路产生占空比和频率可调的正弦波、方波、三角波；该函数信号发生器的频率可调范围1~100kHz，波形稳定，无明显失真。单片机控制LCD12864液晶显示频率、频段和波形名称。 关键字：信号发生器ICL8038、 STC89C51、波形、LCD12864
信号发生器实验报告 1系统方案 1.1系统方案论证与选择 方案一：由单片机内部产生波形，经DAC0832输出，然后再经过uA741放大信号后，最后经过CD4046和CD4518组成的锁相环放大频率输出波形，可是输出的波形频率太低，达不到设计要求。 方案二：采用单片机对信号发生器MAX038芯片进行程序控制的函数发生器，该发生器有正弦波、三角波和方波信号三种波形，输出信号频率在0.1Hz~100MHz 范围内。MAX038为核心构成硬件电路能自动地反馈控制输出频率，通过按键选择波形，调节频率，可是MAX038芯片价格太高，过于昂贵。 方案三：利用芯片ICL8038产生正弦波、方波和三角波三种波形，根据电阻和电容的不同可以调节波形的频率和占空比，产生的波形频率足够大，能达到设计要求，而且ICL8038价格比较便宜，设计起来成本较低。 综上所述，所以选择第三个方案来设计信号发生器。 1.2方案描述 本次设计方案是由ICL8038 芯片和外围电路产生三种波形，由公式： ，改变电阻和电容的大小可以改变波形的频率，有开关控制频段和波形并给单片机一个信号，由单片机识别并在LCD液晶屏上显示，电路的系统法案框图为下图1所示： 图1 总系统框图
方波发生器及其调制 一、实验内容 设计一方波信号发生器，采用ROM进行一个周期数据存储，并通过地址发生器产生方波信号。并通过控制端输入a对方波信号进行调幅和调频。ROM（4位地址16位数据） 二、实验原理 方波信号发生器是由地址发生器和方波数据存储器ROM两块构成，输入为时钟脉冲，输出为8位二进制。
1地址发生器的原理 地址发生器实质上就是计数器，ROM的地址是4位数据，相当于16位循环计数器。 2.只读存储器ROM的设计 (1)、VHDL编程的实现 ①基本原理：为每一个存储单元编写一个地址，只有地址指定的存储单元才能与公共的I/O 相连，然后进行存储数据的读写操作。 ②逻辑功能：地址信号的选择下，从指定存储单元中读取相应数据。 3．调幅与调频 通过输入信号a(3位数据)，选择不同调制，如 a=000,2分频 a=001,4分频 a=010，8分频 a=011，16分频 a=100，2倍调幅 a=101，4倍调幅 a=110，8倍调幅 a=111，16倍调幅 分频原理：偶数分频，即分频系数N=2n（n=1,2,…）,若输入的信号频率为f，那么分频器的输出信号的频率为f/2n(n=1,2,…)。 调幅原理：通过移位寄存器改变方波幅值（左移）。 三、设计方案 1. 基于VHDL编程的设计 在地址信号的选择下，从指定存储单元中读取相应数据，系统框图如下: FPGA 四、原理图 1、VHDL编程的实现
(1)、顶层原理图 (2)、地址发生器的VHDL语言的实现library ieee; use ieee.std_logic_1164.all; use ieee.std_logic_unsigned.all; use ieee.std_logic_arith.all; entity addr_count is port ( clk1khz: in std_logic; qout: out integer range 0 to 15 ); end addr_count; architecture behave of addr_count is signal temp: integer range 0 to 15;
实验一信号源实验 一、实验目的 1、了解通信系统的一般模型及信源在整个通信系统中的作用。 2、掌握信号源模块的使用方法。 二、实验内容 1、对应液晶屏显示，观测DDS信源输出波形。 2、观测各路数字信源输出。 3、观测正弦点频信源输出。 4、模拟语音信源耳机接听话筒语音信号。 三、实验仪器 1、信号源模块一块 2、带话筒立体声耳机一副 3、20M双踪示波器一台 四、实验原理 信号源模块大致分为DDS信源、数字信源、正弦点频信源和模拟语音信源几部分。 1、DDS信源 DDS直接数字频率合成信源输出波形种类、频率、幅度及方波B占空比均可通过“DDS 信源按键”调节（具体的操作方法见“实验步骤”），并对应液晶屏显示波形信息。 正弦波输出频率范围为1Hz～200KHz，幅度范围为200mV～4V。 三角波输出频率范围为1Hz～20KHz，幅度范围为200mV～4V。 锯齿波输出频率范围为1Hz～20KHz，幅度范围为200mV～4V。 方波A输出频率范围为1Hz～50KHz，幅度范围为200mV～4V，占空比50％不变。 方波B输出频率范围为1Hz～20KHz，幅度范围为200mV～4V，占空比以5％步进可调。 输出波形如下图1-1所示。
正弦波：1Hz-200KHz 图1-1 DDS信源信号波形 2、数字信源 （1）数字时钟信号 24.576M：钟振输出时钟信号，频率为24.576MHz。 2048K：类似方波的时钟信号输出点，频率为2048 KHz。64K：方波时钟信号输出点，频率为64 KHz。 32K：方波时钟信号输出点，频率为32KHz。 8K：方波时钟信号输出点，频率为8KHz。 输出时钟如下图1-2所示。