模电课程设计--函数信号发生器

模拟电子技术课程设计任务书系：年级：专业：目录第1章绪论 (3)第2章函数发生器原理框图及总体框图2.1总体框图 (4)2.2 函数发生器方案选择 (5)第3章各部分电路设计及总电路图3.1 正弦波产生的工作原理 (6)3.2 方波和三角波产生的工作原理 (7)3.3 简易信号发生器总电路图 (10)第4章 EWB电路仿真及仿真结果4.1 EWB软件的简单介绍 (11)4.2正弦波发生电路的仿真 (11)4.3方波发生电路的仿真 (12)4.4三角波电路的仿真 (13)第5章 protel的仿真与电路板的制作5.1 protel99 SE 软件的简单介绍 (14)5.2 protel99中设计电路原理图的绘制 (14)5.3 protel99中PCB图的设计与制作 (15)5.4 电路板的制作 (15)5.5简易信号发生器PCB总电路封装图 (16)第7章实验总结 (17)附录A 元器件清单 (18)第一章绪论近这些年来，计算机技术进入了前所未有的快速发展时期。

而特别是高集成电路作为一个子系统的应用，发展更是迅速，已成为新一代电子设备不可缺少的核心部件，其在现实生活中的运用也是非常普遍。

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。

在日常维修、教学和科研中，函数信号发生器也是不可缺少的工具。

而在我们生活中，以及一些科学研究中，锯齿波和正弦波、矩形波信号也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。

函数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。

但市面上能看到的电子仪器在频率精度、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，都使我们研制一种高精度、宽频带，能产生多种波形并具有程控等多功能函数发生器成为可能。

信号发生器课程设计报告HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】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。

《模拟电子技术》简易函数信号发生器的设计与制作1 整机设计1.1 设计任务及要求结合所学的模拟电子技在此处键入公式。

术知识，运用AD软件设计并制作一简易函数信号发生器，要求能产生方波和三角波信号，且频率可调，并自行设计电路所需电源1.2 整机实现的基本原理及框图1.电源电路组成由变压器—整流电路—滤波电路—滤波电路—稳压电路组成。

变压器将220V 电源降压至双15V，经整流电路变换成单方向脉冲直流电压，此电源使用四个整流二极管组成全波整流桥电源变压器的作用是将电网220V 的交流电压变成整流电路所需要的电压u1。

因此，u1=nu i（n 为变压器的变比）。

整流电路的作用是将交流电压山变换成单方向脉动的直流U2。

整流电路主要有半波整流、全波整流方式。

以单相桥式整流电路为例，U2=0.9u1。

每只二极管所承受的最大反向电压u RN= √2u1，平均电流I D(A V),=12I R=0.45U1R对于RC 滤波电路，C的选择应适应下式，即RC放电时间常数应该满足：RC= (3~5）T/2，T 为50Hz 交流电压的周期，即20ms。

此电源使用大电容滤波，稳压电路，正电压部分由三端稳压器7812输出固定的正12V电压，负电压部分由三端稳压器7912输出固定-12V电压。

并联两颗LED灯分别指示正负电压。

2．该函数发生器由运放构成电压比较器出方波信号，方波信号经过积分器变为三角波输出。

2 硬件电路设计硬件电路设计使用Altium Designer 8.3设计PCB，画好NE5532P,7812及7912的原理图和封装后，按照电路图画好原理图后生成PCB图。

合理摆放好各器件后设置规则：各焊盘大小按实际情况设置为了更容易的进行打孔操作，设置偏大一些，正负12V电源线路宽度首选尺寸1.2mm，最小宽度1mm，最大宽度1.2mm，GND线路宽度首选尺寸1mm，最小宽度1mm，最大宽度1.5mm，其他线路首选尺寸0.6mm，最小宽度1mm，最大宽度1.2mm。

函数信号发生器设计方案函数信号发生器是一种能够产生各种类型的电信号的测试设备。

它广泛应用于电子和通信领域的研发和生产过程中，用于测试电路的各种性能参数。

为了设计一个高性能、高精度的函数信号发生器，我们可以采取以下方案。

首先，选择合适的信号发生器芯片。

常用的信号发生器芯片有DDS（直接数字合成）芯片和信号调制芯片。

DDS芯片具有数字处理能力强、干扰小的优点，可以产生高精度、宽频带的各种信号波形。

信号调制芯片则可以实现各种调制方式，如AM、FM、PM等。

根据需要，我们可以选择适合的芯片。

其次，设计合理的电路结构。

函数信号发生器的电路结构一般包括时钟发生电路、数字信号处理电路和模拟输出电路。

时钟发生电路用于产生高精度的时钟信号，为后续的数字信号处理提供基准。

数字信号处理电路利用DDS芯片或信号调制芯片产生各种类型的信号波形，并对波形进行加工、调制等。

模拟输出电路将数字信号转换为模拟信号，用于输出到被测设备。

接下来，需要设计合适的控制界面。

函数信号发生器通常配备有操作面板和显示屏，用于用户对信号发生器进行设置和监控。

操作面板需要设计合理的按键和旋钮，方便用户操作。

显示屏可以显示当前的设置参数和输出波形，保证用户对信号的监测。

此外，为了提高信号发生器的性能，我们可以考虑增加一些附加功能。

例如，可以增加RS232、USB等接口，实现信号发生器与计算机之间的数据交互，方便用户对信号发生器进行远程控制和数据采集。

还可以增加自动测试功能，根据用户设定的测试要求，自动产生相应的信号波形并进行测试。

最后，需要进行严格的测试和调试。

在设计完成后，需要对整个信号发生器进行严格的测试和调试，确保各个模块之间正常工作，信号的输出符合要求。

可以利用示波器、频谱仪等测试仪器对信号进行检测和分析，校准信号发生器的性能参数。

综上所述，设计一个高性能、高精度的函数信号发生器，需要选择合适的芯片、设计合理的电路结构和控制界面、增加附加功能，并进行严格的测试和调试。

《电路与模拟电子技术》课程设计任务书低频函数信号发生器的设计任务和要求：1 设计并制作能产生正弦波、矩形波（占空比可调）和锯齿波等多种信号的函数信号发生器。

2 主要技术指标和要求（1）输出的各种信号波形工作频率范围10Hz~10kHz，连续可调；（2）输出的各种信号波形幅值0~10V，连续可调。

高精度60Hz信号频率，经电容C3耦合到运放器741的②脚进行信号放大，然后从741的⑥脚输出。

调节电位器RP时，XS1插口输出0～1V,XS2插口输出0～0.1V的低频信号。

其实，C2、C5为电源滤波电容。

c3、C6为741的输入、输出耦合电容。

R5、R4为高频补偿电路。

R2、R4构成分压衰减电路。

R6为反馈电阻用以提高电路的稳定度。

CD4060各脚的输出频率：③脚为2Hz，②脚为4Hz，⑥脚为240Hz，④脚为480Hz，⑤脚为960Hz，⑦脚为1920Hz。

1 画原理图本设计中要求用Protel软件完成原理图以及PCB板。

我用的是Protel2004版本。

电路原理图的设计是印制电路板设计中的第一步，也是非常重要的一步。

电路原理图设计得好坏将直接影响到后面的工作。

首先，原理图的正确性是最基本的要求，因为在一个错误的基础上所进行的工作是没有意义的；其次，原理图应该布局合理，这样不仅可以尽量避免出错，也便于读图、便于查找和纠正错误；最后，在满足正确性和布局合理的前提下应力求原理图的美观。

电路原理图的设计过程可分为以下几个步骤：1、设置电路图纸参数及相关信息根据电路图的复杂程度设置图纸的格式、尺寸、方向等参数以及与设计有关的信息，为以后的设计工作建立一个合适的工作平面。

2、装入所需要的元件库将所需的元件库装入设计系统中，以便从中查找和选定所需的元器件。

3、设置元件将选定的元件放置到已建立好的工作平面上，并对元件在工作平面上的位置进行调整，对元件的序号、封装形式、显示状态等进行定义和设置，以便为下一步的布线工作打好基础。

函数信号发生器设计方案设计一个函数信号发生器需要考虑的主要方面包括信号的类型、频率范围、精度、输出接口等等。

下面是一个关于函数信号发生器的设计方案，包括硬件和软件两个方面的考虑。

硬件设计方案：1.信号类型：确定需要的信号类型，如正弦波、方波、三角波、锯齿波等等。

可以根据需求选择合适的集成电路或FPGA来实现不同类型的信号生成。

2.频率范围：确定信号的频率范围，例如从几Hz到几十MHz不等。

根据频率范围选择合适的振荡器、计数器等电路元件。

3.精度：考虑信号的精度要求，如频率精度、相位精度等。

可以通过使用高精度的时钟源和自动频率校准电路来提高精度。

4.波形质量：确定信号的波形质量要求，如波形畸变、谐波失真等。

可以使用滤波电路、反馈电路等技术来改善波形质量。

5.输出接口：确定信号的输出接口，如BNC接口、USB接口等，并考虑电平范围和阻抗匹配等因素。

软件设计方案：1.控制界面：设计一个易于操作的控制界面，可以使用按钮、旋钮、触摸屏等各种方式来实现用户与信号发生器的交互。

2.参数设置：提供参数设置功能，用户可以设置信号的频率、幅度、相位等参数。

可以通过编程方式实现参数设置，并通过显示屏或LED等方式来显示当前参数值。

3.波形生成算法：根据用户设置的参数，设计相应的波形生成算法。

对于简单的波形如正弦波可以使用数学函数来计算，对于复杂的波形如任意波形可以使用插值算法生成。

4.存储功能：可以提供存储和读取波形的功能，这样用户可以保存和加载自定义的波形。

存储可以通过内置存储器或外部存储设备实现，如SD卡、U盘等。

5.触发功能：提供触发功能，可以触发信号的起始和停止，以实现更精确的信号控制。

总结：函数信号发生器是现代电子测量和实验中常用的仪器，可以产生各种不同的信号类型，提供灵活的信号控制和生成能力。

在设计过程中，需要综合考虑信号类型、频率范围、精度、波形质量、输出接口等硬件方面的因素，以及控制界面、参数设置、波形生成、存储和触发等软件方面的功能。

函数信号发生器设计方案函数信号发生器的设计与制作目录一.设计任务概述二.方案论证与比较三.系统工作原理与分析四.函数信号发生器各组成部分的工作原理五.元器件清单六．总结七.参考文献函数信号发生器的设计与制一．设计任务概述（1）该发生器能自动产生正弦波、三角波、方波。

（2）函数发生器以集成运放和晶体管为核心进行设计（3）指标：输出波形：正弦波、三角波、方波频率范围：1Hz~10Hz，10Hz~100Hz输出电压：方波VP-P≤24V，三角波VP-P=8V，正弦波VP-P＞1V；二、方案论证与比较2.1·系统功能分析本设计的核心问题是信号的控制问题，其中包括信号频率、信号种类以及信号强度的控制。

在设计的过程中，我们综合考虑了以下三种实现方案：2.2·方案论证方案一∶采用传统的直接频率合成器。

这种方法能实现快速频率变换，具有低相位噪声以及所有方法中最高的工作频率。

但由于采用大量的倍频、分频、混频和滤波环节，导致直接频率合成器的结构复杂、体积庞大、成本高，而且容易产生过多的杂散分量，难以达到较高的频谱纯度。

方案二∶采用锁相环式频率合成器。

利用锁相环，将压控振荡器（VCO）的输出频率锁定在所需要频率上。

这种频率合成器具有很好的窄带跟踪特性，可以很好地选择所需要频率信号，抑制杂散分量，并且避免了量的滤波器，有利于集成化和小型化。

但由于锁相环本身是一个惰性环节，锁定时间较长，故频率转换时间较长。

而且，由模拟方法合成的正弦波的参数，如幅度、频率相信都很难控制。

方案三：采用8038单片压控函数发生器，8038可同时产生正弦波、方波和三角波。

改变8038的调制电压，可以实现数控调节，其振荡范围为0.001Hz～300K 方案四：采用分立元件设计出能够产生3种常用实验波形的信号发生器，并确定了各元件的参数，通过调整和模拟输出，该电路可产生频率低于1-10Hz的3种信号输出，具有原理简单、结构清晰、费用低廉的优点。

一绪论1.1函数信号发生器的应用意义函数发生器一般是指能自动产生正弦波、三角波、方波及锯齿波、阶梯波等电压波形的电路或仪器。

根据用途不同，有产生三种或多种波形的函数发生器，使用的器件可以是分立器件也可以是集成电路。

为进一步掌握电路的基本理论及实验调试技术，本课题采用有集成运算放大器与晶体差分放大器共同组成的方波—三角波—正弦波函数发生器的设计方法。

具体方法是由比较器和积分器组成方波—三角波产生电路，比较器输出的方波经积分器得到三角波，三角波到正弦波的变换电路主要由差分放大器来完成。

差分放大器具有工作点稳定，输入阻抗高，抗干扰能力较强等优点。

特别是作为直流放大器时，可以有效地抑制零点漂移，因此可将频率很低的三角波变换成正弦波。

波形变换的原理是利用差分放大器传输特性曲线的非线性。

通过此次设计，我们能将理论知识很好的应用于实践，不仅巩固了书本上的理论知识，而且锻炼了我们独立查阅资料、设计电路、独立思考的能力1.2设计任务设计能产生方波、三角波、正弦波的函数信号发生器电路1.3设计要求1）输出各种波形工作频率范围：10—100Hz,100—1KHz,1K—10KHz。

2) 输出电压：正弦波U=3V , 三角波U=5V , 方波U=14V。

3) 波形特征：幅度连续可调，线性失真小。

4)选择电路方案，完成对确定方案电路的设计;计算电路元件参数与元件选择、并画出各部分原理图，阐述基本原理。

1.4设计方案函数信号发生器是是由基础的非正弦信号发生电路和正弦波形发生电路组合而成。

由运算放大器单路及分立元件构成，方波——三角波——正弦波函数信号发生器一般基本组成框图如图1所示。

图1 函数信号发生器框图1、方波—三角波—正弦波信号发生器电路有运算放大器及分立元件构成，其结构如图1所示。

他利用比较器产生方波输出，方波通过积分产生三角波输出，三角波通过差分放大电路产生正弦波输出。

2、利用差分放大电路实现三角波—正弦波的变换波形变换原理是利用差分放大器传输特性曲线的非线性，波形变换过程如图2所示图 2 三角波和正弦波得转换示意图由图2可以看出，传输特性曲线越对称，线性区域越窄越好；三角波的幅度Uim应正好使晶体接近饱和区域或者截至区域。

课程设计任务书学生姓名：专业班级：通信指导教师：工作单位：信息工程学院题目: 函数发生器设计初始条件：示波器，万用表，直流稳压源，毫伏表，NE5532要求完成的主要任务:一任务：利用集成运算放大器和晶体管差分放大器等设计一个方波－三角波－正弦波函数发生器。

二要求：设计制作一个方波－三角波－正选波发生器，频率范围10～100 Hz，100 Hz～1 KHz，1KHz～10 KHz；正弦波Upp≈3v，三角波Upp≈5v，方波Upp≈14v，幅度连续可调，线性失真小。

时间安排：十八周：查找收集相关资料十九周：初步定下实验方案，进行理论计算，用Multisim仿真二十周：购买元器件，焊电路，写报告指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日目录摘要 (3)Abstract (4)1 函数发生器电路的设计 (5)1.1方案选择 (5)1.2器件选择 (6)1.3单元电路的设计 (7)1.3.1 方波发生电路的工作原理 (7)1.3.2方波---三角波转换电路的工作原理 (9)1.3.3三角波---正弦波转换电路的工作原理 (11)1.4电路的参数选择及计算 (13)1.5 总电路 (14)2 仿真结果及分析 (15)3电路的安装与调试 (17)3.1焊接调试中的问题 (17)3.2性能指标测量与误差分析 (17)3.3实物图 (18)4 收获与体会 (19)5元器件清单 (21)摘要函数信号发生器是一种能够产生多种波形，如三角波、锯齿波、矩形波（含方波）、正弦波的电路。

函数信号发生器在电路实验和设备检测中具有十分广泛的用途。

通过对函数波形发生器的原理以及构成分析，可设计一个能变换出三角波、正弦波、方波的函数波形发生器。

其电路中使用的器件可以是分立器件（如低频函数信号发生器S101全部采用晶体管），也可以是集成电路（如单片集成电路函数发生器ICL8038）。

产生正弦波、方波、三角波的方案有多种，如先产生正弦波，然后通过整形电路将正弦波变换成方波，再由积分电路将方波变换成三角波；也可以先产生方波--三角波，再将三角波变换成正弦波。

函数信号发生器设计函数信号发生器是一种可以输出各种形式的信号的电子设备，如正弦波、方波、脉冲等。

它通常用于科学研究、电子工程实验、教学以及通信系统的测试和调试等领域。

本文将介绍函数信号发生器的设计原理、关键模块以及一些常见的应用。

一、设计原理1.参考振荡器：参考振荡器是整个函数信号发生器的核心部分，它负责产生一个稳定的基准频率，通常采用石英晶体振荡器作为参考源。

2.频率调节电路：频率调节电路通过改变参考振荡器的频率来控制信号发生器输出的信号频率。

通常采用电压控制振荡器（VCO）或者数字频率合成技术来实现。

3.振幅调节电路：振幅调节电路用于调节信号发生器输出信号的幅值，通常采用放大电路或者可变增益放大器来实现。

4.波形调节电路：波形调节电路用于调节信号发生器输出信号的波形，可以实现正弦波、方波、脉冲等不同形式的信号输出。

二、关键模块设计在函数信号发生器的设计中，有几个关键模块需要特别注意。

1.参考振荡器设计：参考振荡器的设计要求具有高稳定性和低噪声，可以选择石英晶体振荡器或者TCXO（温度补偿石英晶振）作为参考源。

2.频率调节电路设计：频率调节电路的设计要求具有较大的频率范围和较高的分辨率。

可以采用电压控制振荡器（VCO）和锁相环（PLL）等技术来实现。

3.振幅调节电路设计：振幅调节电路的设计要求具有较大的增益范围和较低的失真。

可以选择可变增益放大器和反馈控制技术来实现。

4.波形调节电路设计：波形调节电路的设计要求具有较高的波形质量和波形稳定性。

可以选择滤波电路、比较器和数字信号处理器等技术来实现。

三、常见应用1.信号测试与调试：函数信号发生器可以用于测试和调试各种电子设备和电路，如滤波器、放大器、通信系统等。

通过调节信号的频率、幅值和波形等参数，可以对电路性能进行评估和优化。

2.教学和实验：函数信号发生器可以用于电子教学实验室和科研实验室的教学和研究。

通过实际操作和观测信号的变化，学生和研究人员可以更好地理解和掌握信号处理和调制技术。

郑州科技学院模拟电子技术课程设计题目函数信号发生器姓名孙增光专业班级13级电气工程及其自动化4班学号201347105院（系）电气工程学院指导教师周喜完成时间 2015 年 6 月 12 日目录1课程设计的目的 (1)2课程设计的任务与要求 (2)3设计方案与论证 (3)3.1方波、三角波及正弦波的设计 (4)3.2计算机仿真测试 (4)4设计原理及功能说明 (5)5单元电路的设计（计算与说明） (5)6硬件的制作与调试 (5)7总结 (10)参考文献 (15)附录1：总体电路原理图 (18)附录2：元器件清单 (19)1课程设计目的1：进一步巩固熟悉简易函数发生器的电路结构及电路原理并了解波形的转变方式。

2：学会用简单的元器件及芯片制作简单的函数信号发生器，锻炼动手能力。

3：学会调试电路并根据结果分析影响实验结果的各种可能的因素。

2课程设计的任务与要求设计任务：设计一个电路实现方波-三角波-正弦波函数发生器主要技术指标：1）设计、组装、调试函数发生器2）输出波形：正弦波、方波、三角波等3）频率范围：10～100Hz，1000HZ～１０KＨz4) 输出电压：方波Up-p=6V，三角波Up-p=6V，正弦波U>1V；波形特征：方波tr<10s（1kHz，最大输出时），三角波失真系数THD<2%，正弦波失真系数THD<5%。

软件仿真部分元器件不限，只需元件库有即可，但需要注意合理选取。

3 设计方案与论证3.1 方波、三角波及正弦波的设计图1所示产生方波-三角波电路。

工作原理如下：若a点断开，运算放大器A1与R1、R2及R3、Rp1组成电压比较器图1 方波-三角波产生电路运放A2与R4、RP2、C2及R5组成反相积分器，积分器输入方波时，输出是一个上升速率与下降速率相等的三角波，其波形如图2所示。

图2 方波-三角波波形三角波→正弦波的变换主要由差分放大器来完成。

差分放大器具有工作点稳定，输入阻抗高、抗干扰能力强等优点。

目录1设计的目的及任务1.1 课程设计的目的1.2 课程设计的任务与要求2函数信号发生器的总方案及原理图2.1 电路设计原理框图2.2 电路设计方案设计3 各部分电路设计及选择3.1 方波发生电路的工作原理3.2 方波、三角波发生电路的选择3.3三角波---正弦波转换电路的选择3.4总电路图4 电路仿真与调试4.1 方波---三角波发生电路、三角波---正弦波转换电路的仿真与调试 4.2方波---三角波发生电路、三角波---正弦波转换电路的实验结果5 PCB制版6 设计总结7仪器仪表明细清单8 参考文献1．课程设计的目的和设计的任务1.1 设计目的1．掌握用集成运算放大器构成正弦波、方波和三角波函数发生器的设计方法。

2.学会安装、调试与仿真由分立器件、调试与仿真由分立器件与集成电路组成的多级电子电路小系统。

2.2设计任务与要求：设计一台波形信号发生器，具体要求如下：1．输出波形：方波、三角波、正弦波。

2．频率围：在1 Hz－10Hz，10 Hz -100 Hz,100 Hz -1000 Hz等三个波段。

3.频率控制方式：通过改变RC时间常数手控信号频率。

4．输出电压：方波UＰ－Ｐ≤24V，三角波UＰ－Ｐ＝8V，正弦波UＰ－Ｐ>1V。

5.合理的设计硬件电路，说明工作原理及设计过程，画出相关的电路原理图。

6.选用常用的电器元件（说明电器元件选择过程和依据）。

7.画出设计的原理电路图，作出电路的仿真。

8.提交课程设计报告书一份，A3图纸两，完成相应答辩。

2．函数发生器总方案及原理框图图1-1 整体原理框图2.2 函数发生器的总方案函数发生器一般是指能自动产生正弦波、三角波、方波及锯齿波、阶梯波等电压波形的电路或仪器。

产生正弦波、方波、三角波的方案有多种，如首先产生正弦波，然后通过整形电路将正弦波变换成方波，再由积分电路将方波变成三角波；也可以首先产生三角波—方波，再将三角波变成正弦波或将方波变成正弦波等等。

1前言函数信号发生器的应用非常广泛，种类繁多。

首先，信号发生器可以分通用和专用两大类，专用信号发生器主要为了某种特殊的测量目的而研制的，如电视信号发生器、脉冲编码信号发生器等。

这种发生器的特性是受测量对象的要求所制约的。

其次，信号发生器按输出波形又可分为正弦波信号发生器、脉冲波信号发生器、函数发生器和任意波发生器等。

在电子工程、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，经常需要用到各种各样的信号波形发生器；随着集成电路的迅速发展，用集成电路可很方便地构成各种信号波形发生器。

用集成电路实现的信号波形发生器与其它信号波形发生器相比，其波形质量、幅度和频率稳定性等性能指标，都有了很大的提高。

本次设计中用到了多块集成芯片包括：NE555、OPA2228、74HC161…..函数发生器是现代电子系统的重要组成部分，是决定电子系统性能的关键设备之一。

随着现代通信技术的发展，系统对频率合成器提出了越来越高的要求。

低相位噪声、高频谱纯度、高捷变速率和高频率分辨率的频率合成器已经成为频率合成技术发展的主要趋势。

本次设计是通过分立元件的方法实现方波、三角波、正弦波的产生用户可分别调节该函数发生器产生的正弦波、矩形波、三角波等波形的频率和波幅，该函数发生器应具有一定的带负载能力，发生器能测量仪器产生的波形的频率，用五位十进制数字显示。

本次设计采用分立元件的方法实现各个波形的产生，这样对于所产生的波形的高频率部分和各个电子元件的工作频率就存在选取的问题，而且所输出的函数信号还要求具备一定的带载能力；对于本次的设计采用的方法是分离元件法将方波产生电路、三角波产生电路、正弦波产生电路三个模块有序搭建，将所产生的波形通过示波器显示出来，这样可以方便用户对所产生的波形进行观察，对于所产生的波形的频率部分则是采用5个共阴极的7段数码管来显示的，这样用户可以方便读取波形的频率值；本次设计最终达到预期的要求和条件，能够实现对所产生的波形进行频率和幅度的调节，并且本次的函数信号发生器所产生的函数信号也到达了要求所规定的带负载能力；通过分立元件法实现函数信号的产生使得电路的模块化程度更高，更高的减少了各个信号发生模块相互间的干扰，这样电路的应用性和可移植性更强。

函数信号发生器的设计实验报告院系：电子工程学院班级：2012211209**：***班内序号：学号：实验目的：设计一个设计制作一个可输出方波、三角波、正弦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（误差<20%）；3，三角波Uopp = 8V（误差<20%）；4，正弦波Uopp≥1V。

设计思路：1，原理框图：2，系统的组成框图：分块电路和总体电路的设计：函数发生器是指能自动产生方波、三角波和正弦波的电压波形的电路或者仪器。

电路形式可以采用由运放及分离元件构成；也可以采用单片集成函数发生器。

根据用途不同，有产生三种或多种波形的函数发生器，本课题采用由集成运算放大器与晶体差分管放大器共同组成的方波—三角波、三角波—正弦波函数发生器的方法。

本课题中函数信号发生器电路组成如下：第一个电路是由比较器和积分器组成方波—三角波产生电路。

单限比较器输出的方波经积分器得到三角波；第二个电路是由差分放大器组成的三角波—正弦波变换电路。

差分放大器的特点:工作点稳定，输入阻抗高，抗干扰能力较强等。

特别是作为直流放大器时，可以有效地抑制零点漂移，因此可将频率很低的三角波变换成正弦波波形变换的原理是利用差分放大器的传输特性曲线的非线性。

传输特性曲线越对称，线性区域越窄越好;三角波的幅度Uim应正好使晶体接近饱和区域或者截至区域。

Ⅰ、方波—三角波产生电路设计方波输出幅度由稳压管的稳压值决定，即限制在（Uz+UD）之间。

方波经积分得到三角波，幅度为Uo2m=±（Uz+UD）方波和三角波的震荡频率相同，为f=1/T=āRf/4R1R2C，式中ā为电位器RW 的滑动比（即滑动头对地电阻与电位器总电阻之比）。

即调节RW可改变振荡频率。

根据两个运放的转换速率的比较，在产生方波的时候选用转换速率快的LM318，这样保证生成的方波上下长短一致，用LM741则会不均匀。