低频信号发生器设计报告
一. 设计要求
1. 方案设计，根据设计任务选择合理的设计设计方案。
2. 硬件设计。选择硬件元件，说明其工作原理及设计过程，使用protel软件画出硬件电路pcb板。
3. 要求有目录，参考资料，结语。
4. 设计也数不少于20页。
5. 按照规范要求，及时提交课程设计报告，并完成课程设计答辩。
二. 设计的作用，目的
1. 学习掌握电子电路设计的方法和步骤。
2. 掌握protel等常用设计软件的使用方法。
三.设计的具体实现
（一）系统概述
根据课题任务，所要设计的低频信号发生器由三大部分组成：
⑴正弦信号发生部分
⑵信号输出部分
⑶稳幅部分
其中由正弦信号发生部分的电路产生所需要的正弦信号，由输出电路将信号放大后进行输出，再由稳幅电路部分从输出的信号采样反馈回信号发生部分进行稳幅。
1.正弦信号发生部分可以有以下实现方案：
⑴以晶体管为核心元件，加RC（文氏桥或移相式）或LC（变压器反馈式、电感三点式、电容三点式、晶振等）选频网络以及稳幅电路等构成的分立元件正弦波振荡电路。这种电路的优点是简单、廉价，但由于采用分立元件，稳定性较差，元件较多时调节也较麻烦。
⑵以集成运放为核心元件，加RC（文氏桥或移相式）或LC（变压器反馈式、电感三点式、电容三点式、晶振等）选频网络以及稳幅电路等构成的正弦波振荡电路。这种电路的优点是更为简单，性价比较好，但频率精度和稳定性较差。
⑶以集成函数信号发生器为核心元件，加适当的外围元件构成正弦波产生电路。例如函数发生器ICL8038芯片加电阻、电容元件，在一定电压控制下，可以产生一定频率的方波、三角波和正弦波。这种电路的优点时调节方便，在所采用的外围元件稳定性好的情况下，可以得到较宽频率范围的，且稳定性、失真度和现行度很好的正弦信号。
⑷利用锁相环（PLL ）技术构成的高频率精度的频率合成器。其框图如下图所示。
这种电路主要是利用锁相，即使现象未同步技术来获得频率高稳定度，且频率可步进变化的振荡源。
现在已有集成锁相环电路芯片，例如CC4046，辅以参考频率源、分频器等外围电路后，即可构成频率合成器。
⑸直接数字合成（DDS ）正弦信号源。下图为DDS 的原理框图。
由图可知，这是一种数字系统。其工作原理是将所需正弦信号的一个周期的离散样点的幅值数字量存于数字波形存储器（ROM 或RAM ）中，按一定的地址间隔（即相位增量）读出，再经D/A 转换成模拟正弦信号，低通滤波器用来滤去D/A 带来的小台阶以及其他杂波信号。改变地址间隔的步长，可改变输出正弦信号的频率。 DDS 的频率精度和稳定度由系统的时钟决定。
DDS 可合成产生任意波形的信号，只要把所需波形预先计算好并存于数字波形存储器中，DDS 就可以合成出方波、三角波及各种调制波形和任意形状的波形。
目前有专用的DDS 集成电路芯片，其时钟频率最高可达1GHz 以上，产生的正弦信号频率可达数百兆赫。
本课题对所产生的正弦信号的频率精度没有要求，再考虑模拟电路课程的基本内容和课程设计的目的，选择⑴和⑵方案较为合适。因为课题要求的低频信号振荡频率一般在几十千赫以下，应选择RC 选频网络的正弦振荡电路（LC 选频网络适合于振荡频率在1MHz 以上的高频，RC 选频网络适合于几百千赫以下的低频）。
2．稳幅方案
常用的稳幅方法是根据震荡幅度的变化来改变负反馈的强弱 ，若振幅增大，负反馈系数 组成部分
F=
F
s s R R R
就自动变大，加强负反馈，限制振幅继续增长；反之，若振幅减小，负反馈系数就自动变小，减弱负反馈，防止振幅继续下降，从而达到稳幅的目的。 ⑴利用二极管的非线性特性完成自动
利用二极管的非线性特性完成自动稳幅的电路，如图所示，为了保证上、下振幅对称，在图内的电路中，两支稳幅二极管1D 和2D 必须匹配，从提高温度稳定性来看，宜选用硅管。不难看出，在振荡过程中，1D 和2D 将交替导通和截止，并与3R 电阻并联，因此利用二极管的非线性正相导通电阻D r 的变化就能改变负反馈的强弱。当振幅增大时，D r 减小，负反馈加强，限制幅度继续增大；反之，
当振幅减小时，D r 增大，负反馈减弱，防止振荡继续下降，进而达到稳幅的目的。这种电路简单经济，但它的温度系数较小，输出波形失真较大，适合于要求不高的场所。
⑵采用热敏电阻作负反馈电阻F R 进行稳幅
当输出电压o u 因外界条件增大时，流过F R 的电流增大，F R 温度升高，电阻变小，负反馈系数F=1+
R
R F
变小，从而使输出幅度减小。反之，当o u 因外界条件减小时，流过F R 的电流减小，F R 温度降低，电阻变大，负反馈系数F=1+R
R F 变大，从而使输出幅度增大，从而达到稳幅的目的。
用二敏电阻进行稳幅的优点是电路简单，失真度低；缺点是热敏电阻本身受环境温度影响，使输出幅度变化。
⑶用N 沟道结型场效应管组成的压敏电阻ds R 进行稳幅
原理图如图所示，运算放大器1A 接成负半波放大器，并与W 、4R 、1C 、T
等元件构成负反馈稳幅电路。当输出幅度减小，导致
A的输入减小，输出负值
1
的绝对值也减小，即场效应管栅极电位上升，引起其等效电阻下降，所以
A的
2
闭环增益升高，使输出幅度回升。当输出幅度增大，导致
A的输入增大，输出
1
负值的绝对值也增大，即场效应管栅极电位降低，引起其等效电阻上升，所以
A
2的闭环增益降低，使输出幅度回落。从而达到稳幅的目的。
3.输出电路部分设计
输出部分有以下设计方案
⑴射极输出器。
这种电路的特点是电路简单，输出波形好，输入电阻高，输出电阻低，可对前级电路和负载起到隔离作用，同时带负载能力也强，虽然电压放大倍数近似为1，但电流放大倍数大，因此有一定的功率输出能力。这种电路的缺点是由于三机管工作在近似甲类状态，因此效率低（低于50%）。在要求高功率、高效率的情况下，不能满足要求。一般用于输出功率和效率要求低的场合。
⑵BJT管OCL或OTL功率放大电路。
这两种功率输出电路在选择合适的元器件和电源电压后可以设计出有较大功率输出，效率低于75%的技术指标来。这两种电路的缺点是调整比较费事，BJT功率管及电路的对称性不容易做到，因此在要求高功率、高效率的情况下，波形很难达到理想效果。
⑶MOSFET管功放电路。
MOSFET功率管要求激励功率小，因此可直接由前置级驱动而无须再加推动级；输出功率大，输出漏极电流具有负温度系数，工作安全可靠，无须加保护措施，因此比BJT管功放电路简单。
⑷集成功率放大器。
目前已有很多公司生产出各种性能指标的集成功率放大器。只要根据课题技术指标要求选择合适的芯片，按照其手册给出的典型应用电路连接相应的外围电路即可。因此，在条件允许的情况下，选择合适的集成功放芯片来组建电路，一般都能完成功率、效率等技术指标要求。例如D2006就是一种内部有输出短路保护和过热自动闭锁的低频大功率集成电路。
（二）单元电路设计、仿真与分析
一. 文氏震荡器（主震器）的设计
从电路构成看，电路由两个“桥臂”构成，R1、RF构成负反馈桥臂，并联RC网络和串联RC网络再串联构成正反馈桥臂。也就是说，文氏桥振荡器既有正反馈，又有负反馈。
我们知道，正反馈电路是不稳定系统，那么，整个电路到底表现为正反馈，还是负反馈呢？这要取决于正反馈和负反馈哪个占“上风”！
负反馈增益为A1=1+RF/R1
正反馈增益A2(jf)=1/(3+j(f/f0-f0/f))
总增益A(jf)=A1*A2(jf)=(1+RF/R1)/(3+j(f/f0-f0/f))
上式中f0=1/2πRC，先定性分析：
频率无穷低时，即f趋于0时，f0/f趋于无穷大，总增益趋于零。
频率无穷高时，即f趋于∞时，f/f0趋于无穷大，总增益趋于零。
直观判断，是一个带通网络，事实上，的确如此，并且增益的峰值出现在f=f0
此时A（jf）=(1+RF/R1)/3
即：A（jf）是实数，也就是说，频率为f0的信号经过环路一周后，其相移为0°。
RF/R1的值不同时，电路出现下述三种情况：
a、A<1时，假如电路有一个扰动，扰动每经过环路一次，信号被衰减，负反馈占“上风”，电路是稳定系统，最终扰动趋于零。
b、A>1时，假如电路有一个扰动，扰动每经过环路一次，信号被放大，正反馈占“上风”，电路是不稳定系统，出现幅度不断增大的振荡。
c、A=1时，负反馈与正反馈“旗鼓相当”，电路为中性的稳定状态，出现扰动时，频率为f0的信号分量维持原有大小，无限的持续下去。
显然，上述电路还会有问题，首先，实际不可能做到A=1，其次，振荡器的输出幅值不可控。为此，最好是开始时，振荡幅值足够大之前，A>1，振荡幅值达到预定的幅值之后，A=1，显然，这样的电路，需要加入一些非线性环节。
下述电路就是这样的电路：
仿真软件搭建的电路与仿真分析过程
（1）选取R1=R2=R，C1=C2=C，从RC串并联选频网络的选频特性可知，f0=1/2πRC=500Hz 所以可以选取R=1.6kΩ，C=200nF。
2）令R1、C1并联的阻抗为Z1，R2、C2串联的阻抗为Z2，及w0=1/RC,则
Z1=R/1+jwRC,Z2=R+1/jwc。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是
当f=f0，即ω=ω0，Uf =1/3Uo，φf=0o。
联选频网络配一个电压放大倍数等于3的放大电路就可以构成正弦波振荡电路。考虑到起振条件，所选放大电路的电压放大倍数应该略大于3。根据起振条件和幅值平衡条件
既一般R F2略大于2R F1
根据上述原理，可以用Multisim搭建出如图1的电路
仿真结果
（1）当没有二极管稳幅电路，如图1搭建的电路时，仿真波形会有一段较长时间处于起振，如图3，可以看出右端峰值比左端峰值高。
在电路中主要的功能有：
文氏桥式振荡器具有输出波形失真小、振幅稳定、频率调节方便和频率可调范围宽等特点，故被普遍应用于低频信号发生器主振器中。主振器产生与低频信号发生器频率一致的低频正弦信号。
文氏桥式振荡器每个波段的频率覆盖系数（即最高频率与最低频率之比）为10，因此，要覆盖1Hz～1MHz的频率范围，至少需要五个波段。为了在不分波段的情况下得到很宽的频率覆盖范围，有时采用差频式低频振荡器，图2.8为其组成框图。假设f2=3.4MHz，f1可调范围为 3.3997MHz～5.1MHz，则振荡器输出差频信号频率范围为300Hz （3.4MHz-3.3997MHz）～1.7MHz（5.1 MHz-3.4 MHz）。
差频式振荡器的缺点是对两个振荡器的频率稳定性要求很高，两个振荡器应远离整流管、功率管等发热元件，彼此分开，并良好屏蔽
.二..负反馈稳幅电路的设计
负反馈稳幅电路中选用N 沟道节型场效应管3DJ6F 作为压控电阻，因为它工作在可变电阻区时ds R 较小，约为1k Ω。它与1R 串联后再与2R 并联，然后与F R 共同构成负反馈网络。
（1R +ds R ）∥2R =3.41153
.4)115(++?+≈3.4k Ω
课题中选用F R =7.2k Ω 所以F R >2［（1R +ds R ）∥2R ］ 这样保证了起振条件. ⑶集成运放的选择
选择集成运放时，主要考虑其输入电阻、输出电阻、增益带宽积、转换速率是否满足技术指标要求。
本课题中选择CF741位振荡器的放大器件，因为他的转换速率SR ≥0.5V/s μ，满足下列要求：
SR ≥2om U f max π
h f ≥3max f
h f 指增益带宽积，om U 为运放输出正弦电压的峰值。CF741的h f 为1.2MHz ，满足要求，一般振荡产生的电压峰值不大，都能满足要求。 2.输出电路的选择、设计及计算 ⑴输出电路的选择、设计
通过比较可知，采用分立元件构成的具有恒流源的差动放大器组成的OCL 功率放大电路比较合适，因为它简单、廉价、输出效率高。
如图所示，它由输入级、中间级、输出级及偏置电路组成。输入级是由1T 、
2T 、3T 组成的单端输入、单端输出的共射组态恒流源式差动放大电路，可以抑制零点漂移，它从1T 的集电极处取出输出信号加到中间级。
中间级是由4T 、5T 组成的共射组态放大电路，它能提高放大倍数，4T 是恒流源，作为5T 的有源负载，因此其“C-E ”间的动态电阻很大，相比之下，w R +9R 上的交流压降可以忽略不计，因此，7T 、8T 的基极电位可看作相等。输出级是由7T 、
8T 、9T 、10T 组成的准互补对称电路，它能提高带负载能力。
其中，7T 、9T 是由NPN-NPN 组成的NPN 型复合管， 8T 、10T 是由PNP-NPN 组成的PNP 型复合管。 10R 、12R 、13R 、14R 的作用是改善温度特性，11R 是平衡电阻，
当11R =10R ∥9i R 时，7T 与8T 的输入电阻相等。6T 、w R 、9R 组成了BE U 倍压电路，为输出级提供所需的静态工作点，以消除交越失真。偏置电路是由5R 、1D 、2D 和3T 、4T 组成的恒流源电路，并由5R 、1D 、2D 提供基准电流。
5T 集电极输出的交流信号，正半周时使功率放大管7T 、9T 导通，起信号放大作用，并把放大后的正半周信号送给负载15R ；信号的负半周时，7T 、9T 功放管截止，功放管8T 、10T 导通，放大信号，放大后的负半周信号也送给负载15R 。因此
15R 上可以获得完整的正弦波信号。15R 与2C 串联后与负载并联可以改善放大电路的频率响应，还可以避免因过压而击穿功放管。
差动输入级1T 、2T 、3T 组成的单端输入、单端输出的共射组态恒流源式差动放大电路，静态时，可以通过调节1R 或2R 地电阻值，使输出端直流电压O U 为零。当O U =0的静态情况变换（例如温度上升时），通过3R 、6R 的负反馈作用能够自动稳定静态工作点。
采用恒流源式的差动放大器，保证了在没有信号输入时，输出电压为零并且可获得尽可能低的零点飘移和尽可能高的共模抑制比 ⑵输出电路的计算 ① 输出级的计算
功率管的选择主要考虑三个极限参数，即)(CEO BR V 、CM I 和CM P
9T 、10T 的选择
9T 、10T 在电路中可能承受的反向电压最大值为(max)CR V =Vcc +Vom ≈2Vcc =30V （截止时）。
为了保证稳定作用，又不至消耗过多的功率，通常选取
13R =14R =（0.05～0.1）15R 取系数为0.06，15R =20Ω，那么
13R =14R =2030.06≈1Ω
流过9T 、10T 的最大集电极电流为
(max)C I ≈Vcc /(15R +13R )=Vcc / (15R +14R )≈0.71A
9T 、10T 可能承受的最大功耗，按照教材中对乙类功率放大器的分析，应为
(max)C P =0.2om P =0.2（
15
22R V CC
）=1.125（W ） 实际上，静态时，9T 、10T 中通常还有几十mA 的静态工作电流CQ I 将产生管功耗（CQ I 2Vcc ），选管时应予以考虑。 取CQ I =10mA ，则要求所选用的管子
)(CEO BR V >30V ，
CM I >Vcc /(15R +13R )=Vcc / (15R +14R )=0.71A
CM P >0.2（15
2
2R V CC
）+（CQ I 2Vcc ）=1.125+0.01315=1.275（W ）
根据以上计算9T 、10T 选用3DA101A 满足要求
7T 、8T 的选择
7T 、8T 的耐压仍应按)(CEO BR V >30V 选用
考虑到7T 、8T 管集电极在10R 和12R 上的分流作用，它们的最大值可近似估计为
(max)7C I =(max)8C I =（1.1～1.5）(max)9B I =（1.1～1.5）
9
(max)
9βC I
假定β=50，系数取1.3，则
(max)7C I =(max)8C I =1.33
50
71
.0≈18.5mA 7T 、8T 管的最大功耗通常也按照下列公式计算
)(7maz C P =)(8maz C P =（1.1～1.5）
9
(max)
9βC P ≈1.33
50
275
.1≈33(W) 根据以上计算，7T 、8T 分别选用3DG130C 和3CG130C 满足要求 互补部分的计算
9T 、10T 的输入电阻
9i R =10i R =（1+β）313R +ie h ， 而大功率管的ie h 一般都在10Ω左右。
为了使7T 、8T 的输入电流能大部分注入到9T 、10T 的基极，一般选
10R =12R =（5～10）9i R
11R 是平衡电阻，当11R =10R ∥9i R 时，7T 与8T 的输入电阻相等。 假定9T 、10T 的β为50，那么9i R =10i R =10+（1+50）31=≈60（Ω） 综上所述，选取10R =12R =360Ω符合要求
11R =
60
36060
360+? ≈51Ω符合要求
BE U 倍压电路的计算 6BE U =
W
R R R +99
(7BE U +10R U +11R U +8BE U )
所以，
7BE U +10R U +11R U +8BE U =
9
9R R R W
+6BE U 电路中W R =3k Ω，9R =1.5k Ω， 故1≤
9
9R R R W
+≤3 只要合理调节W R 即可使7T 、8T 有合适的静态工作点，从而消除交越失真
6T 承受的最大反向电压小于30V ，集电极电流和最大功耗都不大，所以选用3DG100A 符合要求。
综上所述，BE U 倍压电路符合要求。 ②中间级的计算
4T 、5T 的最大反向电压仍为30V ，最大集电极电流和功耗不是很大，所以4T 、5T 分别选3CG110B 和3DG130C 符合要求。
7R 和8R 取150Ω的小电阻，可以改善4T 、GS u 5T 的温度特性。 ③偏置电路的计算
6R 中静态电流6I =
6
2R U U U CC
D CC +-≈16mA
因此，6R 和1D 、2D 可以为3T 、4T 提供合适的偏置电流和偏置电压。 ④差动放大电路的计算
1T 、2T 、3T 组成单端输入、单端输出形式的有源差动放大电路，可以抑制零点漂移。1T 、2T 、3T 的最高反向电压小于30V ，最大集电极电流和功耗都很小，所以1T 、2T 、3T 均选用小功率管3DG130C 符合要求
此外，3R 和6R 组成交直流电压串联负反馈，可改善整个放大电路的性能，3R 取2k Ω，6R 取62k Ω，均远大于15R ，可避免对输出信号的影响。 3.稳幅电路的设计和计算
根据稳幅方案的比较，采用N 沟道结型场效应管稳幅方案。因为场效应管的漏源电阻ds R 在漏源电压较小时，工作于可变电阻区，此时的ds R 可以看做是一个线性电阻，而且，此时的ds R 可以看作是一个线性电阻，而且，此时GS u 控制ds R 变化非常灵敏，GS u 越负（对于N 沟道结型场效应管GS u ≤0），ds R 越大，所以其稳幅作用要比用热敏电阻和二极管来稳幅好得多。负反馈电路见图3，运算放大器A1接成负半波放大器，保证了GS u ＜0，并与W 、3R 、4R 、1C 、T 等元件构成负反馈稳幅电路，1R 、2R 构成A1的负反馈网络，1D 、2D 利用二极管的单向导电性使输出信号1O u 只有负半波，因为输出管均为硅材料，所以1D 、2D 也应为
硅材料。因为电路要求频带较宽，所以检波二极管1D 、2D 选用开关二极管2CK13 为了减小波形失真，得到较平滑的GS u ， 检波电路的时间常数τ=4R 1C 要大一些，一般取τ=4R 1C ＞10max T =10/min f 。本课题中f=1kHz ，τ=4R 1C =1M Ω30.1F μ=0.1s ，10/min f =0.01s ，所以τ=4R 1C ＞10/min f
所以检波电路符合要求。W 取1M Ω，减小了对输出信号的影响，它既可以调节输出幅度，又在反馈回路中充当采样器。 部分常用二极管的主要参数如下表所示。
（三）系统电路整体工作原理
系统电路图如下
电路刚接通时，输出电压O u =0，所以GS u =0，ds R 此时最小，有集成运放组成的同相比例放大电路（对选频网络送回的震荡信号放大）的电压放大倍数最大，电路容易起振。起振后O u 的失真很大，1O u 经8R 、11R 分压后被送到差动放大电
路的输入端，放大后从2T 集电极输出，送到中间级5T 的基极，再经5T 放大后，送到功放电路的输入端，被放大后输出O u 。随着O u 地幅度逐渐上升，1D 、2D 、
1C 组成的倍压检波电路在4R 两端形成一个上负下正且逐渐上升的直流电压，即GS u 越来越负，ds R 也越来越大，A 也就随着降低，直到A=3，正弦振荡电路达到震荡平衡状态，输出O u 达到稳定。
（四）系统仿真
四.心得体会及建议
1.体会
经过分析、设计低频信号放大器，我对RC 串并联振荡电路、差分放大电路、功率放大电路有了更深刻的认识，熟悉了它们的工作原理、工作条件，同时对一些常用的电阻器、变阻器、二极管、三极管等元器件以及集成运算放大器的各种型号更加了解，学会了如何正确选用、替换它们。例如，选用三极管时，主要考虑它的最高反向工作电压、最大集电极电流和最大集电极耗散功率。
2.建议
本课题只是要求对低频信号发生器的各部分电路功能进行分析，对一些元器件的参数进行简单的计算炎症，如果有条件，我们应该通过独立计算、分析，设计一个可调频的低频信号发生器，例如可以独立设计一个频率为20H z ～20kHz 的步调式低频信号发生器。
五.附录
常用电阻器标称阻值：
常用电容器的种类、特点及容量标称系列值：
重庆大学城市科技学院电气学院EDA课程设计报告 题目：多功能信号发生器 专业：电子信息工程 班级：2006级03班 小组：第12组 学号及姓名：20060075蒋春 20060071冯志磊 20060070冯浩真 指导教师：戴琦琦 设计日期：2009-6-19
多功能信号发生器设计报告 一、设计题目 运用所掌握的VHDL语言，设计一个信号发生器,要求能输出正弦波、方波、三角波、锯齿波，并且能改变其输出频率以及波形幅度，能在示波器上有相应波形显示。 二、课题分析 （1）．要能够实现四种波形的输出，就要有四个ROM（64*8bit）存放正弦波、方波、三角波、锯齿波的一个周期的波形数据，并且要有一个地址发生器来给ROM提供地址，ROM给出对应的幅度值。 （2）．因为要设计的是个时序电路，所以要实现输出波形能够改变频率，就必须对输入的信号进行分频，以实现整体的频率的改变。 （3）．设计要求实现调幅，必须对ROM输出的幅度信息进行处理。最简单易行的方法是对输出的8位的幅度进行左移（每移移位相当于对幅度值行除以二取整的计算），从而达到幅度可以调节的目的。同时为了方便观察，应再引出个未经调幅的信号作为对比。 三、设计的具体实现 1、系统概述 系统应该由五个部分组成：分频器（DVF）、地址发生器（CNT6B）、四个ROM 模块（data_rom_sin、data_rom_sqr、data_rom_tri、data_rom_c）、四输入多路选择器mux、幅度调节单元w。 2、单元电路设计与分析 外部时钟信号经过分频器分频后提供给地址发生器和ROM，四个ROM的输出接在多路选择器上，用于选择哪路信号作为输出信号，被选择的信号经过幅度调节单元的幅度调节后连接到外部的D/A转换器输出模拟信号。 （1）分频器（DVF） 分频器（DVF）的RTL截图
1 研究的目的及其意义 随着电子测量及其他部门对各类信号发生器的广泛需求及电子技术的迅速发展，促使信号发生器种类增多，性能提高。尤其随着70年代微处理器的出现，更促使信号发生器向着自动化、智能化方向发展。现在，信号发生器带有微处理器，因而具备了自校、自检、自动故障诊断和自动波形形成和修正等功能，可以和控制计算机及其他测量仪器一起方便的构成自动测试系统。当前信号发生器总的趋势是向着宽频率覆盖、低功耗、高频率、精度、多功能、自动化和智能化方向发展。在科学研究、工程教育及生产实践中，如工业过程控制、教学实验、机械振动试验、动态分析、材料试验、生物医学等领域，常常需要用到低频信号发生器。而在我们日常生活中，以及一些科学研究中，锯齿波和正弦波、矩形波信号是常用的基本测试信号。譬如在示波器、电视机等仪器中，为了使电子按照一定规律运动，以利用荧光屏显示图像，常用到锯齿波产生器作为时基电路。信号发生器作为一种通用的电子仪器，在生产、科研、测控、通讯等领域都得到了广泛的应用。但市面上能看到的仪器在频率精度、带宽、波形种类及程控方面都已不能满足许多方面实际应用的需求。加之各类功能的半导体集成芯片的快速生产，都使我们研制一种低功耗、宽频带，能产生多种波形并具有程控等低频的信号发生器成为可能。 便携式和智能化越来越成为仪器的基本要求，对传统仪器的数字化，智能化，集成化也就明显得尤为重要。平时常用信号源产生正弦波，方波，三角波等常见波形作为待测系统的输入，测试系统的性能。单在某些场合，我们需要特殊波形对系统进行测试，这是传统的模拟信号发生器和数字信号发生器很难胜任的。利用单片机，设计合适的人机交互界面，使用户能够通过手动的设定，设置所需波形。该设计课题的研究和制作全面说明对低频信号发生系统要有一个全面的了解、对低频信号的发生原理要理解掌握，以及低频信号发生器工作流程：波形的设定，D/A 转换，显示和各模块的连接通信等各个部分要熟练联接调试，能够正确的了解常规芯片的使用方法、掌握简单信号发生器应用系统软硬件的设计方法，进一步锻炼了我们在信号处理方面的实际工作能力。 2 国内外研究现状 在 70 年代前，信号发生器主要有两类：正弦波和脉冲波，而函数发生器介于两类之间，能够提供正弦波、余弦波、方波、三角波、上弦波等几种常用标准波形，产生其它波形时，需要采用较复杂的电路和机电结合的方法。这个时期的波形发生器多采用模拟电子技术，而且模拟器件构成的电路存在着尺寸大、价格贵、功耗大等缺点，并且要产生较为复杂的信
密码锁设计报告 摘要： 本系统是由键盘和报警系统所组成的密码锁。系统完成键盘输入、开锁、超时报警、输入位数显示、错误密码报警、复位等数字密码锁的基本功能。 关键字：数字密码锁GAL16V8 28C64 解锁与报警 1
目录： 一、系统结构与技术指标 1、系统功能要求 (4) 2、性能和电气指标 (5) 3、设计条件 (5) 二、整体方案设计 1、密码设定 (6) 2、密码判断 (6) 3、密码录入和判断结果显示 (6) 4、系统工作原理框面 (7) 三、单元电路设计 1、键盘录入和编码电路图 (8) 2、地址计数和存储电路 (12) 3、密码锁存与比较电路 (12) 2
4、判决与结果显示电路 (14) 5、延时电路 (15) 6、复位 (17) 7、整机电路图 (19) 8、元件清单……………………………………………19四、程序清单 1、第一片GAL (21) 2、第二片GAL (23) 五、测试与调整 1、单元电路测试 (25) 2、整体指标测试 (26) 3、测试结果 (26) 六、设计总结 1、设计任务完成情况 (27) 2、问题及改进 (27) 3、心得体会 (28) 3
一、系统结构与技术指标 1.系统功能要求 密码锁：用数字键方式输入开锁密码，输入密码时开锁；如 果输入密码有误或者输入时间过长，则发出警报。 密码锁的系统结构框图如下图所示，其中数字键盘用于输入 密码，密码锁用于判断密码的正误，也可用于修改密码。开锁LED1亮表示输入密码正确并开锁，报警LED2亮表示密码有误或者输入时间超时。 开锁green 键盘密码锁 错误red 4
简易信号发生器设计制作 一、训练目的 （1）掌握正弦波、三角波、矩形波和方波发生电路的工作原理； （2）学会正弦波、三角波、矩形波和方波发生电路的设计方法； （3）进一步熟悉电子线路的安装、调试、测试方法。 二、工作原理 正弦波、三角板、矩形波是电子电路中常用的测试信号，如测试放大器的增益、通频带等均要用到正弦信号作为测试信号。下面分别介绍产生这三种信号电路结构和工作原理。 1．正弦信号发生器 正弦信号的产生电路形式比较多，频率较低时常用文氏电桥振荡器，图7-1为实用文氏电桥振荡电路。图中R 1、R 2、R 3、RW 2构成负反馈支路，二极管D 1、D 2构成稳幅电路，C 2、R 11（或R 12或R 13）、C 1、R 21（或R 22或R 23）串并联电路构成正反馈支路，并兼作选频网络。调节电位器RW 2可以改变负反馈的深度，以满足振荡的振幅条件和改善波形。二极管D 1、D 2要求温度稳定性好，特性匹配以确保输出信号正负半周对称，R 4接入用以消除二极管的非线性影响，改善波形失真。如K1接电阻R 11、K2接R 21，并且R 11= R 21=R ，C 1= C 2=C ，则电路的振荡频率为： 1 2f RC π= （7-1） 起振的幅值条件： 1 1f v R A R =+ （7-2） 图7-1 正弦信号发生器 通过调整RW 2可以改变电路放大倍数，能使电路起振并且失真最小。该电路可通过开关K1、K2选择不同的电阻以得到不同频率的信号输出。 2．方波和矩形波发生器
方波发生电路如图7-2，其基本原理是在滞回比较器的基础上增加了由R 4和C 1构成的积分电路，输出电压通过该积分电路送人到比较器的反相输入端。其中R 3 、D Z1和D Z2构成双向限幅电路，这样就构成了方波发生器电路，其工作原理如下： 假设在接通电源瞬间，输出电压o v 为Z V +(稳压二极管D Z1、D Z2额定工作时的稳压值)，这时比较器同相端的输入电压为 2 12 Z R v V R R +≈ + （7-3） 同时输出电压o v 会通过电阻R 4给C 1充电，反相端的输入电压v -就会逐步升高，当反向输入端的电压v -略大于同相端输入电压v +时，比较器输出电压立即从Z V +翻转为Z V -，这时输出端电压o v 为Z V -，比较器同相端输入电压v +'为 2 12 Z R v V R R +'≈- + （7-4） 这时输出的电压o v 会通过R 4对C 1进行反向充电，当反相输入端的电压略低于v +'时，输出状态再翻转回来，如此反复形成方波信号。所产生方波信号的频率为 41 1 2f R C = 方波 （7-5） R 4 o 图7-2 方波发生电路
信号发生器 一、设计目的 1.进一步掌握模拟电子技术的理论知识，培养工程设计能力 和综合分析问题、解决问题的能力。 2.基本掌握常用电子电路的一般设计方法，提高电子电路的 设计和实验能力。 3.学会运用Multisim10仿真软件对所作出的理论设计进行 仿真测试，并能进一步完善设计。 4.掌握常用元器件的识别和测试，熟悉常用仪表，了解电路 调试的基本方法。 二、设计容与要求 1.设计、组装、调试函数信号发生器 2.输出波形：正弦波、三角波、方波 3.频率围：10Hz-10KHz围可调 4.输出电压：方波V PP<20V, 三角波V PP=6V, 正弦波V PP>1V 三、设计方案仿真结果 1.正弦波—矩形波—三角波电路 原理图：
首先产生正弦波，再由过零比较器产生方波，最后由积分电路产生三角波。正弦波通过RC串并联振荡电路（文氏桥振荡电路）产生，利用集成运放工作在非线性区的特点，由最简单的过零比较器将正弦波转换为方波，然后将方波经过积分运算变换成三角波。 正弦—矩形波—三角波产生电路： 总电路中，R5用来使电路起振；R1和R7用来调节振荡的频率，R6、R9、R8分别用来调节正弦波、方波、三角波的幅值。左边第一个运放与RC串并联电路产生正弦波，中间部分为过零比较器，用来输出方波，最好一个运放与电容组成积分电路，用来输出三角波。
仿真波形： 调频和调幅原理 调频原理：根据RC 振荡电路的频率计算公式 RC f o π21 = 可知，只需改变R 或C 的值即可，本方案中采用两个可变电阻R1和R7同时调节来改变频率。 调幅原理：本方案选用了最简单有效的电阻分压的方式调幅，在输出端通过电阻接地，输出信号的幅值取决于电阻分得的电压多少。其最大幅值为电路的输出电压峰值，最小值为0。 RC 串并联网络的频率特性可以表示为 ) 1(311112 1 2 RC RC j RC j R C j R RC j R f Z Z Z U U F ωωωωω-+=++++=+= = ? ? ? 令,1 RC o =ω则上式可简化为) ( 31 ω ωωωO O j F -+ = ? ，以上频率特性可 分别用幅频特性和相频特性的表达式表示如下：
中北大学 信息与通信工程学院 通信工程专业 《电子线路及系统》课程设计任务书2016/2017 学年第一学期 学生姓名：张涛学号： 李子鹏学号： 课程设计题目：数字电子钟的设计 起迄日期：2017年1月4日～2017年7月10日 课程设计地点：科学楼 指导教师：姚爱琴 2017年月日 课程设计任务书
中北大学 信息与通信工程学院 通信工程专业 《电子线路及系统》课程设计开题报告2016/2017 学年第一学期 题目：数字电子钟的设计 学生姓名：张涛学号： 李子鹏学号：
指导教师：姚爱琴 2017 年 1 月 6 日 中北大学 信息与通信工程学院 通信工程专业 《电子线路及系统》课程设计说明书2016/2017 学年第二学期 题目：数字电子钟的设计 学生姓名：张涛学号： 李子鹏学号： 指导教师：姚爱琴 2017 年月日
目录 1 引言 (6) 2 数字电子钟设计方案 (6) 2.1 数字计时器的设计思想 (6) 2.2数字电路设计及元器件参数选择 (6) 2.2.2 时、分、秒计数器 (7) 2.2.3 计数显示电路 (8) 2.2.5 整点报时电路 (10) 2.2.6 总体电路 (10) 2.3 安装与调试 (11) 2.3.1 数字电子钟PCB图 (11) 3 设计单元原理说明 (11) 3.1 555定时器原理 (12) 3.2 计数器原理 (12) 3.3 译码和数码显示电路原理 (12) 3.4 校时电路原理 (12) 4 心得与体会 (12) 1 引言 数字钟是一种用数字电子技术实现时，分，秒计时的装置，具有较高的准确性和直观性等各方面的优势，而得到广泛的应用。此次设计数字电子钟是为了了解数字钟的原理，在设计数字电子钟的过程中，用数字电子技术的理论和制作实践相结合，进一步加深数字电子技术课程知识的理解和应用，同时学会使用Multisim电子设计软件。 2数字电子钟设计方案 2.1 数字计时器的设计思想 要想构成数字钟，首先应选择一个脉冲源——能自动地产生稳定的标准时间脉冲信号。而脉冲源产生的脉冲信号地频率较高，因此，需要进行分频，使得高频脉冲信号变成适合于计时的低频脉冲信号，即“秒脉冲信号”（频率为1Hz）。经过分频器输出的秒脉冲信号到计数器中进行计数。由于计时的规律是：60秒=1分，60分=1小时，24小时=1天，就需要分别设计60进制，24进制计数器，并发出驱动信号。各计数器输出信号经译码器、驱动器到数字显示器，是“时”、“分”、“秒”得以数字显示出来。 值得注意的是：任何记时装置都有误差，因此应考虑校准时间电路。校时电路一般
1 引言 信号发生器又称信号源或者振荡器，它是根据用户对其波形的命令来产生信号的电子仪器，在生产实践和科技领域有着广泛的应用。信号发生器采用数字波形合成技术,通过硬件电路和软件程序相结合,可输出自定义波形,如正弦波、方波、三角波、三角波、梯形波及其他任意波形，波形的频率和幅度在一定范围内可任意改变。信号源主要给被测电路提供所需要的已知信号（各种波形），然后用其他仪表测量感兴趣的参数。信号发生器在通信、广播、电视系统，在工业、农业、生物医学领域内，在实验室和设备检测中具有十分广泛的用途。 信号发生器是一种悠久的测量仪器，早在20年代电子设备刚出现时它就产生了。随着通信和雷达技术的发展，40年代出现了主要用于测试各种接收机的标准信号发生器，使信号发生器从定性分析的测试仪器发展成定量分析的测量仪器。自60年代以来信号发生器有了迅速的发展，出现了函数发生器，这个时期的信号发生器多采用模拟电子技术，由分立元件或模拟集成电路构成，其电路结构复杂，且仅能产生正弦波、方波、锯齿波和三角波等几种简单波形。到70年代处理器出现以后，利用微处理器、模数转换器和数模转换器，硬件和软件使信号发生器的功能扩大，产生比较复杂的波形。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。随着现代电子、计算机和信号处理等技术的发展，极大地促进了数字化技术在电子测量仪器中的应用，使原有的模拟信号处理逐步被数字信号处理所代替，从而扩充了仪器信号的处理能力，提高了信号测量的准确度、精度和变换速度，克服了模拟信号处理的诸多缺点，数字信号发生器随之发展起来。
信号发生器作为电子领域不可缺少的测量工具，它必然将向更高性能，更高精确度，更高智能化方向发展，就象现在在数字化信号发生器的崛起一样。但作为一种仪器，我们必然要考虑其所用领域，也就是说要因地制宜，综合考虑性价比，用低成本制作的集成芯片信号发生器短期内还不会被完全取代，还会比较广泛的用于理论实验以及精确度要求不是太高的实验。因此完整的函数信号发生器的设计具有非常重要的实践意义和广阔的应用前景。 2 数字信号发生器的系统总述 2.1 系统简介 信号发生器广泛应用于电子工程、通信工程、自动控制、遥测控制、测量仪器、仪表和计算机等技术领域。 本设计以AT89C52[1]单片机为核心设计了一个低频函数信号发生器。信号发生器采用数字波形合成技术,通过硬件电路和软件程序相结合,可输出自定义波形,如正弦波、方波、三角波、三角波、梯形波及其他任意波形，波形的频率和幅度在一定范围内可任意改变。波形和频率的改变通过软件控制，幅度的改变通过硬件实现。介绍了波形的生成原理、硬件电路和软件部分的设计原理。本系统主要包括CPU模块、显示模块、键盘输入模块、数模转换模块、波形输出模块。系统电路原理图见附录A，PCB （印制电路板）图见附录B。其中CPU模块负责控制信号的产生、变化及频率的改变；模数转换模块采用DAC0832实现不同波形的输出；显示模块采用1602液晶显示，实现波型和频率显示；键盘输入模块实
函数信号发生器设计报告 一、 设计要求 设计制作能产生正弦波、方波、三角波等多种波形信号输出的波形发生器，具体要求： （1） 输出波形工作频率范围为2HZ ～200KHZ ，且连续可调； （2） 输出频率分五档：低频档：2HZ ～20HZ ；中低频档：20HZ ～200HZ ； 中频档：200HZ ～2KHZ ；中高频档：2KHZ ～20KHZ ；高频档：20KHZ ～200KHZ 。 （3） 输出带LED 指示。 二、 设计的作用、目的 1. 掌握函数信号发生器工作原理。 2. 熟悉集成运放的使用。 3. 熟悉Multisim 软件。 三、 设计的具体实现 3.1函数发生器总方案 采用分立元件，设计出能够产生正弦波、方波、三角波信号的各个单元电路，利用Multisim 仿真软件模拟，调试各个参数，完成单元电路的调试后连接起来，在正弦波产生电路中加入开关控制，选择不同档位的元件，达到输出频率可调的目的。 总原理图：
3.2单元电路设计、仿真 Ⅰ、RC桥式正弦波振荡电路 图1：正弦波发生电路 正弦波振荡器是在只有直流供电、不加外加输入信号的条件下产生正弦波信号的电路。 正弦波产生电路的基本结构是：引入正反馈的反馈网络和放大电路。其中：接入正反馈是产生振荡的首要条件，它又被称为相位条件；产生振荡必须满足幅度条件；要保证输出波形为单一频率的正弦波，必须具有选频特性；同时它还应具有稳幅特性。因此，正弦波产生电路一般包括：放大电路、反馈网络、选频网络、稳幅电路四个部分。根据选频电路回路的不同，正弦波振荡器可分为RC正弦波振荡器、LC正弦波振荡器和石英晶体振荡器。其中，RC正弦波振荡器主要用于产生中低频正弦波，振荡频率一般小于1MHz，满足本次设计要求，故选用RC 正弦波振荡器。
低频信号发生器设计报告 一.设计要求 （一）设计题目要求 1．分析电路的功能并设计电路的单元电路 2．查找图中相应元件的参数，找出国外对应元件的型号 3．用EWB或Multisim软件进行电路仿真，打印仿真原理图和仿真结果 4．用A3图纸绘出系统电路原理图 （二）其他要求 1．必须独立完成设计课题 2．合理选用元器件 3．要求有目录、参考资料、结语 4．论文页数不少于20页 二.设计的作用、目的 （一）设计的作用 低频信号发生器是电子测量中不可缺少的设备之一。完成一个低频信号发生器的设计，可以达到对模拟电路知识较全面的运用和掌握。 （二）设计的目的 电子电路设计及制作课程设计是电子技术基础课程的实践性教学环节，通过该教学环节，要求达到以下目的： 1．进一步掌握模拟电子技术的理论知识，培养工程设计能力和综合分析问题、解决问题的能力； 2．基本掌握常用电子电路的一般设计方法，提高电子电路的设计和实验能力；3．熟悉并学会选用电子元器件，为以后从事生产和科研工作打下一定的基础。
三.设计的具体实现 （一）系统概述 根据课题任务，所要设计的低频信号发生器由三大部分组成： ⑴正弦信号发生部分 ⑵信号输出部分 ⑶稳幅部分 其中由正弦信号发生部分的电路产生所需要的正弦信号，由输出电路将信号放大后进行输出，再由稳幅电路部分从输出的信号采样反馈回信号发生部分进行稳幅。 1.正弦信号发生部分可以有以下实现方案： ⑴以晶体管(晶体管（transistor）是一种固体半导体器件，可以用于检波、整流、放大、开关、稳压、信号调制和许多其它功能。开关速度可以非常快） 为核心元件，加RC（文氏桥或移相式）或变压器反LC（馈式、电感三点式、电容三点式、晶振等）选频网络以及稳幅电路等构成的分立元件正弦波振荡电路。这种电路的优点是简单、廉价，但由于采用分立元件，稳定性较差，元件较多时调节也较麻烦。
电子线路课程设计 总结报告 学生姓名： 可行性，选择适合设计方案，并对设计方案进行必要的论证。本课题以小功率调幅发射机为设计对象，并对其主振级、低频电压放大级、调制级、高频功率放大级进行了详细的设计、论证、调试及仿真，并进行了整机的调试与仿真。设计具体包括以下几个步骤：一般性理论设计、具体电路的选择、根据指标选定合适器件并计算详细的器件参数、用multisim进行设计的仿真、根据仿真结果检验设计指标并进行调整。最后对整个设计出现的问题，和心得体会进行总结。 关键词调幅发射机；振荡器；multisim仿真设计
一、设计内容及要求 (一)设计内容：小功率调幅AM发射机设计 1.确定小功率调幅发射机的设计方案，根据设计指标对既定方案进行理论设计分析， 并给出各单元电路的理论设计方法和实用电路设计细节，其中包括元器件的具体选择、参数调整。 根据设计要求，要求工作频率为10MHz，输出功率为1W，单音调幅系数 m。由于载波频率为10Mhz，大多数振荡器皆可满足，提供了较多的选择且不需要 8.0 = a 倍频。由于输出功率小，因此总体电路具有结构简单，体积较小的特点。其总体电路结构 可分为主振荡电路（载波振荡电路）、缓冲隔离电路、音频放大电路、振幅调制电路、功
(二）单元电路方案论证 1.主振荡电路 主振荡电路是调幅发射机的核心部件，载波的频率稳定度和波形的稳定度直接影响到发射信号的质量，因此，主振荡电路产生的载波信号必须有较高的频率稳定度和较小的波形失真度，主振荡电路可以有四种设计方案：RC正弦波振荡电路、石英晶体振荡电路、三点振荡电路、改进三点式（克拉泼）振荡电路。 2.振幅调制电路 振幅调制电路是小信号调幅发射机的核心组成部分，该单元实现将音频信号加载到载波上以调幅波形式发送出去，振幅调制电路要能保证输出的信号为载波信号的振幅随调制信号线性变化。
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
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/a8584275.html, 基于单片机的低频信号发生器设计 作者：任小青王晓娟田芳 来源：《现代电子技术》2014年第16期 摘要：主要介绍以AT89C51单片机为核心部件的低频信号发生器的设计方法及工作原理。系统采用单片机扩展外部存储器和DAC接口技术，简化了仪器硬件设计。通过波形选择电路读取波形信号经离散化处理之后的波代码，并通过D/ A 转换，还原成所需要的波形。通过改变存储器输出波代码的速度来调节输出信号的频率，改变放大器的放大倍数来调节输出信号的幅值。此外还讨论了波形离散化处理方法及数据采样点数与存储容量的关系，并给出了 系统结构图和软件框图。 关键词：低频信号；数据离散化；幅值；典型信号 中图分类号： TN710?34 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2014）16?0014?04 Design on low?frequency signal generator based on SCM REN Xiao?qing1， WANG Xiao?juan1， TAN Fang2 （1. School of Mechanical Engineering， Qinghai University， Xining 810016， China； 2. Modern Education Technology Center， Qinghai University， Xining 810016， China） Abstract： The design approach and working principle of a low?frequency signal generator based on AT89C51 are introduced. The hardware design was simplified by using external memory extended with SCM and DAC interface technology. The wave code after discretization processing of waveform signal is read out though a waveform selection circuit， and reverted to the needed waveform by the D/A converter. The output signal frequency is adjusted by changing the wave code output speed of the memory. The amplitude is adjusted by changing the magnification of the amplifier. The waveform discretization processing method， and the relation between data sampling number and storage capacity are discussed. The system structure chart and software flow chart are given. Keywords： low?frequency signal； data discretization； amplitude； typical signal 0 引言 在工业测量控制系统的开发过程中，常需要采用信号发生器为控制系统提供输入信号来 模拟实际输入，并根据输出的频率响应特性来对系统进行调校。该系统不但能提供多种波形信号，而且信号的频率和幅值的大小也很容易控制。用它来模拟多种工况下的真实输入信号， 以达到降低开发成本、提高项目开发效率的目的。本文介绍了以AT89C51单片机为控制核心
石英晶体好坏检测电路设计 设计要求 1. 利用高频电子线路及其先修课程模拟电路的知识设计一个电子线路2．利用该电子线路的要求是要求能够检测石英晶体的好坏 3. 要求设计的该电子线路能够进行仿真 4. 从仿真的结果能够直接判断出该石英晶体的好坏 5. 能够理解该电子线路检测的原理 6. 能够了解该电子线路的应用 成果简介设计的该电子线路能够检测不同频率石英晶体的好坏。当有该石英晶体（又称晶振）的时候，在输出端接上一个示波器能够有正弦波形输出,而当没有 该晶振的时候，输出的是直流，波形是一条直线。所以利用该电路可以在使 用晶振之前对其进行检测。 报告正文 （1）引言： 在高频电子线路中，石英晶体谐振器（也称石英振子）是一个重要的高频部件，它广泛应用于频率稳定性高的振荡器中，也用作高性能的窄带滤波 器和鉴频器。其中石英晶体振荡器就是利用石英晶体谐振器作滤波元件构成 的振荡器，其振荡频率由石英晶体谐振器决定。与LC谐振回路相比，石英晶 体谐振器有很高的标准性，采用品质因数，因此石英晶体振荡器具有较高的 频率稳定度，采用高精度和稳频措施后，石英晶体振荡器可以达到很高的频 率稳定度。正是因为石英晶体谐振器的这一广泛的应用和重要性，所以在选 择石英晶体谐振器的时候，应该选择质量好的。在选择的时候要对该晶振检 测才能够知道它的好坏，所以要设计一个检测石英晶体好坏的电路。 （2）设计内容： 设计该电路的原理如下：
如下图所示，BX为待测石英晶体(又名晶振)，插入插座X1、X2，按下按钮SB，如果BX是好的，则由三极管VT1、电容器C1、C2等构成的振荡器工作，振荡信号从VT1发射极输出，经C3耦合到VD2进行检波、C4滤波，变成直流信号电压，送至VT2基极，使VT2导通，发光二极管H发光，指示被测石英晶体是好的。若H不亮，则表明石英晶体是坏的。适当改变C1、C2的容值，即可用于测试不同频率的石英晶体。 图一石英晶体好坏检测电路检测原理图 在上面的电路中，晶振等效于电感的功能，与C1和C2构成电容三点式振荡电路，振荡频率主要由C1、C2和C3以及晶振构成的回路决定。即由晶振电 抗X e 与外部电容相等的条件决定，设外部电容为C L ,则=0,其中C l 是C1、 C2和C3的串联值。 （3）电路调试过程： 首先是电路的仿真过程，该电路的仿真是在EWB软件下进行的，下面是将原图画到该软件后的截图：
北京工业大学课程设计报告 模电课设题目基于运放的信号发生器设计 班级：1302421 学号：13024219 姓名：吕迪 组号：7 2015年 6月
一、设计题目 基于运放的信号发生器设计 二、设计任务及设计要求 （一）设计任务 本课题要求使用集成运算放大器制作正弦波发生器，在没有外加输入信号的情况下，依靠电路自激震荡而产生正弦波输出的电路。经过波形变换可以产生同频三角波、方波信号。（二）设计要求 基本要求：使用LM324，采用经典振荡电路，产生正弦信号，频率范围,360Hz～100kHz。输出信号幅度可调，使用单电源供电以及增加功率。 （三）扩展要求 （1）扩大信号频率的范围； （2）增加输出功率 （3）具有输出频率的显示功能。 三、设计方案 （一）设计框图 （二）设计方案选择思路 我们在模电课上学过几种正弦波振荡器的基本电路，包括RC串并联正弦波振荡器、电容三点式正弦波振荡器以及电感三点式正弦波振荡器。因为题目要求设计基于运放的正弦波发生器，我们就确定将RC串并联网络正弦波振荡器作为我们设计的基础电路，因为此振荡器适用于频率在1MHz一下的低频正弦波振荡器而且频率调节方便，我们打算先通过计算搭建RC 正弦波振荡电路，测试基本电路达到的频率及幅值范围，再在这一基础上进行放大，使频率及幅值与设计要求相符合，因此设计出了二级反向放大这一模块。最后，为了提高电路的输出功率，减小电路的输出阻抗，再设计电压跟随器这一模块来完善整个电路。由此，我们确定出三个模块：RC正弦波振荡电路，二级反向放大电路，电压跟随器，并准备从基础模块入手，分模块实现，并根据实际情况不断调整改进原先的设计方案。 （三）元器件清单 芯片：LM324*2 40106*1 二极管：1N4148*2 电容：10μF*1、10nf *4 电阻：2k*1 、10k*4、51k*1 、82k*1 、91k*1 、100k滑动变阻器*1、220k*1 电位器：50k双联*1、10k*2、50k*1 （四）芯片资料
目录 一、课题名称 (2) 二、内容摘要 (2) 三、设计目的 (2) 四、设计内容及要求 (2) 五、系统方案设计 (3) 六、电路设计及原理分析 (4) 七、电路仿真结果 (7) 八、硬件设计及焊接测试 (8) 九、故障的原因分析及解决方案 (11) 十、课程设计总结及心得体会 (12)
一、课题名称：函数信号发生器的设计 二、内容摘要： 函数信号发生器作为一种常用的信号源,是现代测试领域内应用最为广泛的通用仪器之一。在研制、生产、测试和维修各种电子元件、部件以及整机设备时，都要有信号源，由它产生不同频率不同波形的电压、电流信号并加到被测器件或设备上，用其他仪器观察、测量被测仪器的输出响应，以分析确定它们的性能参数。信号发生器是电子测量领域中最基本、应用最广泛的一类电子仪器。它可以产生多种波形信号,如正弦波,三角波,方波等,因而此次课程设计旨在运用模拟电子技术知识来制作一个能同时输出正弦波、方波、三角波的信号发生器。 三、设计目的： 1、进一步掌握模拟电子技术知识的理论知识，培养工程设计能力和综合分析能力、解决问题的能力。 2、基本掌握常用电子电路的一般设计方法，提高电子电路的设计和实验能力。 3、学会运用Multisim仿真软件对所做出来的理论设计进行仿真测试，并能进一步解决出现的基本问题，不断完善设计。 4、掌握常用元器件的识别和测试，熟悉万用表等常用仪表，了解电路调试的基本方法，提高实际电路的分析操作能力。 5、在仿真结果的基础上，实现实际电路。 四、设计内容及要求： 1、要求完成原理设计并通过Multisim软件仿真部分 （1）RC桥式正弦波产生电路，频率分别为300Hz、1KHz、10KHz、500KHz，输出幅值300mV~5V可调、负载1KΩ。 （2）占空比可调的矩形波电路，频率3KHz，占空比可调范围10%~90%，输出幅值3V、负载1KΩ。 （3）占空比可调的三角波电路，频率1KHz，占空比可调范围10%~90%，输出幅值3V、负载1KΩ。 （4）多用信号源产生电路，分别产生正弦波、方波、三角波，频率范围
《电子技术》课程设计报告 题目低频正弦信号发生器 学院（部）电子与控制工程学院 专业建筑电气与智能化 班级2013320602 学生姓名吴会从 学号201332060225 6 月29 日至 7 月10 日共2 周 指导教师（签字）
前言 正弦交流信号是一种应用极为广泛的信号，它通常作为标准信号，用于电子电路的性能试验或参数测量。另外，在许多测试仪中也需要用标准的正弦信号检测一些物理量，正弦信号用作标准信号时，要求正弦信号必须有较高的精度，稳定度及低的失真率。 本次电子课程设计的低频正弦信号发生器的要求为：信号的频率范围为20HZ～20KHZ;输出电压幅度为 5V；输出信号频率数字显示；输出电压幅度显示。 针对以上设计要求，我们从图书馆收集，借阅了大量相关书籍，从网上下载了诸多相关资料，其次安装并学习使用了电路设计中所常使用的Multisim仿真软件。在设计的要求下，画出了整体电路的框图，将其分为正弦信号发生器，输出信号频率和其数字显示，输出电压和幅度数字显示三大部分。其中，正弦信号发生器部分主要由我负责，输出信号频率和其数字显示部分主要由刘琪负责，输出电压和幅度数字显示部分主要由李光辉负责。其次我们对每个单元电路进行设计分析，对其工作原理进行介绍，通过对电路分析,确定了元器件的参数,并利用Multisim 软件仿真电路的理想输出结果,克服了设计低频信号发生器电路方面存在的技术难题,使得设计的低频信号发生器结构简单,实现方便。 完成电路的设计与分析后，对资料与设计电路进行整理，排版，完成课程设计报告。
目录 摘要 (4) 关键字 (4) 技术要求 (4) 第一章系统概述 (5) 第二章单元电路设计 (6) 第一节正弦信号产生和放大电路模块设计 (6) 第二节数字的频率显示 (10) 第三节数字电压表设计 (17) 第三章结束语 (23) 参考文献 (23) 鸣谢 (23) 元器件明细表 (24) 收获与体会，存在的问题 (24) 评语 (26)
电子线路CADI 课程设计报告 电子11-1班 陈小明 1105110109 一、设计目的： 1、掌握专业基础知识的综合应用能力。 2、通过Mutisim 软件，掌握电子电路局部电路的设计、调试、仿真及分析能力。 3、完成设计电路的原理设计、仿真分析、故障排除。 4、逐步建立电子系统的研发、设计能力，为毕业设计打好基础。 二、设计虚拟仪器及器件 虚拟示波器、信号发生器、数字万用表、集成放大器等 三、设计原理及内容 （一）、设计题 1、函数发生电路 应用模拟集成乘法器与集成运算放大器，设计函数发生电路。函数形式为：运算电路实现2 i i i o cu bu dt u a u ++=? 。用积分运算电路和反响比例运算电路实现Uo1=?1 RC ∫μi dt ，运用同相比例运算电路实现Uo2=(1+Rf R )μi ,运用乘方运算电路实现Uo3=k μi 2，最后用同向求 和运算电路实现Uo=Uo1+Uo2+Uo3。
2、方波电路。 由迟滞比较器和RC电路组成，RC回路作为延迟环节和反馈网路。由于电路中二极管D1、D2的单向导电性，使电容C的充放电回路分开，调节电位器，就可以调节多谐振荡器 ≈的占空比。通过改变Rw1的大小来使电容正反向充电常数进而改变占空比，公式为q=T1 T Rw1+R3 Rw+2R3
(二)、指定电路分析题 1、大范围可变占空比方波产生电路 555定时器用作延时控制。电路中二极管D1、D2的单向导电性，使电容C的充放电回
路分开，调节电位器，可以调节多谐振荡器的占空比。 2、两级放大电路原理图 该电路为共发射极电路,阻容耦合式两级基本放大电路。输入信号经前级放大后作为后级的输入再经后级放大电路放大，总放大倍数为前后级放大倍数的乘积。C3使各级的静态工
《电子技术课程设计》 题目：多功能信号发生器 院系：电子信息工程 专业：xxxxxxxx 班级：xxxxxx 学号：xxxxxxxx 姓名：xxx 指导教师：xxx 时间：xxxx-xx-xx
电子电路设计 ——多功能信号发生器目录 一..课程设计的目的 二课程设计任务书(包括技术指标要求) 三时间进度安排(10周~15周) a.方案选择及电路工作原理； b.单元电路设计计算、电路图及软件仿真； c.安装、调试并解决遇到的问题； d.电路性能指标测试； e.写出课程设计报告书； 四、总体方案 五、电路设计 (1)8038原理, LM318原理, (2)性能\特点及引脚 (3)电路设计,要说明原理 (4)振动频率及参数计算 六电路调试 要详细说明(电源连接情况, 怎样通电\ 先调试后调试,频率调试幅度调试波行不稳调试 七收获和体会
一、课程设计的目的 通过对多功能信号发生器的电路设计，掌握信号发生器的设计方法和测试技术，了解了8038的工作原理和应用，其内部组成原理，设计并制作信号发生器能够提高自己的动手能力，积累一定的操作经验。在对电路焊接的途中，对一些问题的解决能够提高自己操作能力随着集成制造技术的不断发展，多功能信号发射器已经被制作成专用的集成电路。这种集成电路适用方便，调试简单，性能稳定，不仅能产生正弦波，还可以同时产生三角波和方波。它只需要外接很少的几个元件就能实现一个多种波、波形输出的信号发生器。不仅如此，它在工作时产生频率的温度漂移小于50×10-6／℃;正弦波输出失真度小于1％,输出频率范围为0.01Hz~300kHz;方波的输出电压幅度为零到外接电源电压。因此，多功能信号发生器制作的集成电路收到了广泛的应用。 二、课程设计任务书(包括技术指标要求) 任务：设计一个能产生正弦波、方波、三角波以及单脉冲信号发生器。 要求： 1．输出频率为f=20Hz~5kHz的连续可调正弦波、方波和三角波。 2．输出幅度为5V的单脉冲信号。 3．输出正弦波幅度V o= 0~5V可调，波形的非线性失真系数γ≤
基于51单片机的信号发生器设计报告 二零一四年十二月十一日
摘要 根据题目要求以及结合实际情况，本文采用一种以AT89C51单片机为核心所构成的波形发生器，可产生方波、三角波、正弦波、锯齿波等多种波形，波形的频率可用程序改变，并可根据需要选择单极性输出或双极性输出，具有线路简单、结构紧凑、性能优越等特点。本设计经过测试，性能和各项指标基本满足题目要求。 关键词：信号发生器 DAC0832芯片 LM358运放 89C51芯片
目录 摘要...................................................................... 目录...................................................................... 第一章绪论................................................................. 1.1单片机概述........................................................... 1.2信号发生器的概述和分类.............................................. 1.3问题重述及要求....................................................... 第二章方案的设计与选择................................................... 2.1方案的比较........................................................... 2.2设计原理 ............................................................. 2.3设计思想 ............................................................. 2.4实际功能 ............................................................. 第三章硬件设计............................................................ 3.1硬件原理框图......................................................... 3.2主控电路 ............................................................. 3.3数、模转换电路....................................................... 3.4按键接口电路......................................................... 3.5时钟电路 ............................................................. 3.6显示电路 ............................................................. 第四章软件设计............................................................ 4.1程序流程图........................................................... 参考文献.................................................................... 附录1 电路原理图 .......................................................... 附录2 源程序............................................................... 附录3 器件清单......................................................