正弦波发生器的设计与仿真

正弦波发生器的设计（完整版）实用资料(可以直接使用，可编辑完整版实用资料，欢迎下载）电子技术课程设计报告题目：正弦波发生器的设计专业：XXXXXXXXXXXX班级：XXXXXXXXXXX学号：XXXXXXX姓名：XX指导教师：XXXX设计日期：2021年12月3日正弦波发生器设计报告一、设计目的作用1. 培养理论联系实际的正确设计思想，训练综合运用已经学过的理论和生产实际知识去分析和解决工程实际问题的能力。

2. 学习较复杂的电子系统设计的一般方法，提高基于模拟、数字电路等知识解决电子信息方面常见实际问题的能力，由学生自行设计、自行制作和自行调试。

3. 进行基本技能训练，如基本仪器仪表的使用，常用元器件的识别、测量、熟练运用的能力，掌握设计资料、手册、标准和规范以及使用仿真软件、实验设备进行调试和数据处理等。

4. 培养创新能力二、设计要求1. 用途广泛，能产生10 Hz ～ 400 Hz 的正弦波，要求掌握设计原理，对电路进行分析。

2. 控制便捷，通过调节电位器实现对频率的调节，了解一些元器件的用途。

3. 造价低廉，使用集成芯片，花费都很低，熟悉一些重要芯片的逻辑功能，以及对芯片进行设计连接。

4. 精度较高，通过对振荡器、计数器、加法器等集成电路的使用，使得电路的运行都是很精确的。

所以要对一些逻辑电路的进行运用。

三、设计的具体实现1、系统概述总体设计思路：电路原理：振荡器--- 扭环形计数器----逻辑模拟开关----加法器----滤波器----正弦波一．首先阐述正弦波振荡器起振条件及原理过程：正弦波振荡器起振条件：|AF|>1（略大于）结果产生增幅震荡振荡条件是=1幅度平衡条件||=1相位平衡条件ϕAF = ϕA+ϕF = ±2nπ正弦波振荡电路的组成判断及分类：（1）放大电路：保证电路能够有从起振到动态平衡的过程，电路获得一定幅值的输出值，实现自由控制。

（2）选频网络：确定电路的振荡频率，是电路产生单一频率的振荡，即保证电路产生正弦波振荡。

模电实验波形发生器实验报告模电实验波形发生器实验报告实验名称：模拟电路波形发生器设计与制作实验目的：1.了解正弦波、方波、三角波等基本波形的特性及产生方法；2.掌握模拟电路的基本设计方法和制作技巧；3.加深对电路中各元件的认识和使用方法；4.提高实际操作能力和动手能力。

实验原理：波形发生器是一种模拟电路，在信号发生领域具有广泛的应用。

常见的波形发生器包括正弦波发生器、方波发生器、三角波发生器等。

正弦波发生器：正弦波发生器是一种周期性信号发生器，通过正弦波振荡电路产生高精度的正弦波信号。

常见的正弦波振荡电路有RC，LC和晶体振荡管等。

我们使用的正弦波发生器为Wien桥电路。

方波发生器：方波发生器属于非线性信号发生器，根据输入信号的不同，可以分为单稳态脉冲发生器、双稳态脉冲发生器和多谐振荡器等。

我们使用的方波发生器为双稳态脉冲发生器。

三角波发生器：三角波发生器是一种周期信号发生器，通过将一个线性变化的信号幅度反向后输入到一个比例放大电路中，就可以得到三角波信号。

我们使用的三角波发生器为斜率发生器。

实验步骤：1.按照电路原理图连接电路；2.打开电源，调节电压并测量电压值；3.调节电位器，观察波形在示波器上的变化；4.分别测量各波形的频率和幅值，并记录实验数据；5.将实验结果进行比较分析。

重点技术：1.电路连接技巧；2.相关工具的正确使用方法；3.电路元器件的选择和使用；4.测量和计算实验数据的方法。

注意事项：1.实验中使用电源时应注意电压值和电流值，避免短路和电源过载现象的发生；2.连接电路时应注意电路的接线和连接端子的位置，避免短路和错误连接的情况；3.在实验中应注意对电路元器件的选择和使用，确保电路的正常工作；4.测量和计算实验数据时应认真仔细，避免计算错误和实验数据异常的情况。

实验结论：通过本次实验，我们成功设计和制作了正弦波发生器、方波发生器和三角波发生器。

在实验过程中，我们掌握了模拟电路的基本设计方法和制作技巧，加深了对电路中各元件的认识和使用方法，并提高了实际操作能力和动手能力。

课程设计I(论文)说明书(正弦波信号发生器设计)2010年1月19日摘要正弦波是通过信号发生器，产生正弦信号得到的波形，方波是通过对原信号进行整形得到的波形。

本文主要介绍了基于op07和555芯片的正弦波-方波函数发生器。

以op07和555定时器构成正弦波和方波的发生系统。

Op07放大器可以用于设计正弦信号，而正弦波可以通过555定时器构成的斯密特触发器整形后产生方波信号。

正弦波方波可以通过示波器检验所产生的信号。

测量其波形的幅度和频率观察是否达到要求，观察波形是否失真。

关键词：正弦波方波 op07 555定时器目录引言 (2)1 发生器系统设计 (2)1.1系统设计目标 (2)1.2 总体设计 (2)1.3具体参数设计 (4)2 发生器系统的仿真论证 (4)3 系统硬件的制作 (4)4 系统调试 (5)5 结论 (5)参考文献 (6)附录 (7)1引言正弦波和方波是在教学中经常遇到的两种波形。

本文简单介绍正弦波和方波产生的一种方式。

在这种方式中具体包含信号发生器的设计、系统的论证、硬件的制作，发生器系统的调制。

1、发生器系统的设计1.1发生器系统的设计目标设计正弦波和方波发生器，性能指标要求如下：1）频率范围100Hz-1KHz ；2）输出电压p p V ->1V ；3）波形特性：非线性失真~γ<5%。

1.2总体设计（1）正弦波设计：正弦波振荡电路由基本放大电路、反馈网络、选频网络组成。

2图1.1正弦波振荡电路产生的条件是要满足振幅平衡和相位平衡，即AF=1；φa+φb=±2nπ；A=X。

/Xid; F=Xf/X。

；正弦波振荡电路必须有基本放大电路，本设计以op07芯片作为其基本放大电路。

基本放大电路的输出和基本放大电路的负极连接电阻作为反馈网络。

反馈网络中两个反向二极管起到稳压的作用。

振荡电路的振荡频率f0是由相位平衡条件决定的。

一个振荡电路只在一个频率下满足相位平衡条件，这要求AF环路中包含一个具有选频特性的选频网络。

定制LPM_ROM设计简单的正弦信号发生器
实验名称：利用定制好的LPM_ROM设计简单的正弦信号发生器。

实验过程：
1：LPM_ROM的定制
图1 调用LPM_ROM
图2 LPM_ROM的参数设置
图3 加入初始化文件配置
2：LPM_ROM的仿真测试
图4 LPM_ROM仿真测试
3：波形分析
由图4可以看出，随着CLK的上升沿的出现，对应地址A的数据输出与初始化文件的数据完全吻合，实验得证。

再利用次模块完成一个简单的正弦信号发生器设计，该模块可以用来作为地址信号发生器（7位输出）和数据存储器（7位地址线，8位数据线），含有128个8位波形数据（一个正弦波形周期）。

4：正弦信号发生器的VHDL顶层设计
包括了对定制LPM_ROM时文件模块ROM78的例化调用。

图5 正弦信号发生器的VHDL描述
图6正弦信号发生器的仿真波形输出
5：波形分析
随着每个时钟上升沿的到来，输出端口将正弦波数据依次输出。

输出的数据与初始化配置文件相符。

6：观察RTL图
图7 正弦信号发生器的RTL电路图
分析：其中左边三个元件：加法器，寄存器构成7位计数器：其输出接右边ROM的地址输入端。

输出可接FPGA外的DAC，完成正弦波形输出。

实验结论：作为数据和程序的存储单位，ROM还有很多其他用处，如数字信号发生器的波形数据存储器，正弦信号发生器等。

成绩电子技术课程设计报告题目：基于multisim的正弦波发生器学生姓名：朱世旺学生学号：**********系别：电子工程学院专业：电子信息科学与技术年级：2012级指导教师：王宜结电子工程学院制2015年3月基于multisim的正弦波发生器学生：朱世旺指导教师：王宜结电子工程学院电子信息科学与技术1、设计任务与要求1.1．设计任务以文氏电桥正弦波振荡电路仿真为例,分析了基本及稳幅文氏电桥正弦波发生器的特点,并采用Multisim 10软件对文氏电桥正弦波发生器进行了仿真,仿真结果与理论分析结果一致。

软件仿真在课堂教学、电路设计、及实验教学中的应用,使得课堂教学信息量饱满,设计、实验变得轻松,使教学的效果得到提升,在教学领域具有重要的推广、应用价值。

在自控、测量、无线电通讯、测量等技术领域中,需用到波形发生器,较常用的是正弦波振荡器和多谐振荡器两大类。

采用Multisim10仿真软件对正弦波振荡器进行仿真,该软件是NI 公司下属的Electronics WorkbenchGroup 发布的交互式SPICE 仿真和电路分析的软件。

前期发展经历了EWB5.0、EWB6. 0、Multisim2001、Mult-isim7、Multisim8、Multisim9 等版本。

Multisim10 的特点有:1) 器件丰富。

Multisim10比老版本新增了1200 多个器件、500多个SPICE 模块和100 多个开关模式电源模块。

2) 虚拟仪器种类齐全。

通用仪器有数字万用表、信号源,双通道示波器、波特图示仪、字信号发生器、逻辑分析仪、失真度测试仪、频谱分析仪和网络分析仪等。

3) 软件分析功能更强大。

分析功能包括静态工作点分析、交流小信号分析、瞬态分析、灵敏度分析、参数扫描分析、温度扫描分析、传输函数分析、最坏情况分析、特卡洛分析、批处理分析、噪声指数分析、射频分析等。

1.2．设计要求基本文氏电桥正弦波发生器[1-3]常用的正弦波振荡电路有RC 和LC 两种电路,通常低频段选用RC 振荡器,其电路输出功率小,频率较低;高频段选用LC 振荡电路, 其输出的功率、频率都要高一些;频率稳定度要求高时,一般采用电容三点式振荡电路。

Ｉｌ ｅ＝ ｍｎ０一 ２ ｅ＝ ． ４ ｍ ＝ ６ Ｖ ｓ ９。 ｅ一 ３ ０１ Ｖ ｅ ｉ ３
，
Ｊ
ｌ
Ｉ
Ｉ
Ｉ
Ｉ
ｌ
ｌ
ｒ
Ｉｊ
给 出一 种 以移位 寄存 器和Ｄ／ 转换 电路 构 成 ， Ａ 实现数 字波 形合 成 方法得 到 三相 正 弦波信 号 。 并结 合Ｍｕｔｉ １＊ ｌｓ ｉｍｌ４ 真软 件 平 台进 行 了仿 真研 究 。 实 验 结 果表 明 ， 电路 具 有 控 制 简 单 ， 出波 形精 度较 高 、 定 性 好 等 特 点 。 该 输 稳
只要将对应的ｍ０ ｍ 。 弦值 的状 态代码通过正弦加权的 － 的正 Ｄ／ Ａ电路 变换成相应 的模 拟 电压值 ， ／ Ｄ Ａ电路 的输出即为所 求的 阶梯正弦波信号。 这里的所指正弦加权Ｄ Ａ电路就是用计数器的输 ／ 出状态去控制一个 电阻网络 ， 使之产生 一个与输人数字量对应 的输 出模 拟 量 。 产 生 的阶 梯 正 弦 波 信 号 经 过滤 波 电路 滤 波 生 成标 准正 将 弦波信号 。
关键 词 ： ｌｓ 波 形合 成 权 电 阻 Ｍｕ ｉ ｍ ｔｉ 中图 分类 号 ： Ｎ７ 献 标 识 码 ： Ｔ 文 Ａ
文章编 号 ：０ ７９ １（０ ０ —０ ６０ １０ —４ ６２ １）７０ ５ —３ １
１、 引 言
数字波形合成 技术广泛应用于信号源 、 函数发生器和数字 电桥 等测量或控制设备 中。 用数字波形合成 正弦波的实现 电路可用ＲＣ 振荡 电路 ， 可采用函数波发生器专用集成 电路 等 ， 也 这些 电路无论 从元器件 的选择和输 出波形参数 的控制都 比较困难 ， 出波形的稳 输 定性 也比较差 近年 来 ， ＤＳ Ｄ 技术也应用在 各种信号 源 电路 中， 但 Ｄ Ｓ Ｄ 技术 的电路复杂【 Ｉ。 ｌ 本文给 出一种 以移位寄存器和Ｄ Ａ Ｉ ／ 转换 电路 构成 ， 实现数 字波形 合成 方法得 到三相 正弦 波信号 。 并结合

动态分析正弦波信号发生器的设计主要技术指标的计算1差模电压放大倍数aud若输入为差模信号即则因一只管子的电流增加另一只管子的电流减小在电路对称的情况下ic1的增加量等于ic2的减少量所以流过re电阻的电流i不变故其交流通路如图所当从两管集电极作双端输出时其差模电压放大倍数与单管放大电路的电压放大倍数相同udu1idi1上式表明在电路完全对称双端输入双端输出的情况下差分放大电路对差模信号的电压放大倍数等于单边电路的放大倍数
–Uo(sat)
正弦波信号发生器的设计
3. 理想运放工作在线性区的两条分析依据 i–
u– u+
∞ – + i+ +

uo = Auo(u+– u– )
uo
1)由于Auo→∞，而输出电压uo 是一个有限的数值
uo u u 0 Auo
u u
称为“虚短”。
2) rid→∞，且u+－u-≈0 输入电流约等于 0， 即 i+= i– 0 ，称“虚断” Auo越大，运放的线性范围越小，必须加负反馈才 能使其工作于线性区。
正弦波信号发生器的设计
注意：为什么只对直接耦合多级放大电路 提出这一问题呢？原来温度的变化和零点 漂移都是随时间缓慢变化的，如果放大电 路各级之间采用阻容耦合，这种缓慢变化 的信号不会逐级传递和放大，问题不会很 严重。但是，对直接耦合多级放大电路来 说，输入级的零点漂移会逐级放大，在输 出端造成严重的影响。特别时当温度变化 较大，放大电路级数多时，造成的影响尤 为严重。
正弦波信号发生器的设计
运 算 放 大 器 外 形 图
正弦波信号发生器的设计
7.2、差分式放大电路
7.2.1. 基本差分式放大电路
集成运算放大器实质上就是一个高放大倍数的多级直接耦合放 大电路。直接耦合放大电路的主要缺点是存在零点漂移问题。 所谓零点漂移，指的是当无信号输入时，由于工作点不稳定被逐 级放大，在输出端出现静态电位缓慢不规则地变化的现象。 产生零点漂移的原因:如电源电压的波动、元件参数随温度的变 化、元器件的老化等。在多级放大电路中，第一级的漂移影响尤 为重要，必须采取措施有效地抑制零点漂移。为此，集成运放的 输入级常采用差分放大电路来有效地抑制零点漂移。 差分放大电路又称差动放大电路，是放大两个输入信号之差。由 于它在电路和性能方面有很多优点，因而成为集成运放的主要组 成单元。

《EDA》课程设计报告——正弦波信号发生器的设计一、设计目的：进一步熟悉QuartusII及其LPM_ROM与FPGA 硬件资源的使用方法。

培养动手能力以及合作能力。

二、设计要求：1、clk为12MHz。

2、通过DAC0832输出正弦波电压信号，电压范围0～-5V。

3、通过示波器观察波形。

三、设计内容：在QUARTUSII上完成正弦波信号发生器的设计，包括仿真和资源利用情况了解（假设利用Cyclone器件）。

最后在实验系统上实测，包括FPGA中ROM的在系统数据读写测试和利用示波器测试。

信号输出的D/A使用实验系统上的ADC0832。

四、设计原理：图1所示的正弦波信号发生器的结构由四部分组成：1、计数器或地址发生器（这里选择10位）。

2、正弦信号数据ROM（10位地址线，8位数据线），含有1024个8位数据（一个周期）。

3、VHDL顶层设计。

4、8位D/A（实验中可用ADC0832代替）。

图1所示的信号发生器结构图中，顶层文件singt.vhd在FPGA中实现，包含两个部分：ROM的地址信号发生器，由10位计数器担任；一个正弦数据ROM，由LPM_ROM模块构成。

LPM_ROM底层是FPGA 中的EAB、ESB或M4K等模块。

地址发生器的时钟clk的输入频率fo与每周期的波形数据点数（在此选择1024点），以及D/A输出的频率f的关系是：f=fo/1024图1 正弦信号发生器结构框图图2 正弦波信号发生器的设计图五、设计步骤：1、建立.mif格式文件首先，mif文件可用C语言程序生成，产生正弦波数值的C程序如下：#include<stdio.h>#include<math.h>main(){int i;float s;for(i=0;i<1024;i++){s=sin(atan(1)*8*i/256);printf("%d :%d;\n",i,(int)((s+1)*255/2)) }}其次，把上述程序编译后，在DOS命令行下执行命令：romgen > sdata.mif;将生成的sdata.mif 文件，再加上.mif文件的头部说明即可。

正弦波信号发生器的设计及电路图正弦波信号发生器的设计结构上看，正弦波振荡电路就是一个没有输入信号的带选频网络的正反馈放大电路。

分析RC串并联选频网络的特性，根据正弦波振荡电路的两个条件，即振幅平衡与相位平衡，来选择合适的放大电路指标，来构成一个完整的振荡电路。

很多应用中都要用到范围可调的LC振荡器，它能够在电路输出负载变化时提供近似恒定的频率、几乎无谐波的输出。

电路必须提供足够的增益才能使低阻抗的LC电路起振，并调整振荡的幅度，以提高频率稳定性，减小THD（总谐波失真）。

1引言在实践中，广泛采用各种类型的信号产生电路，就其波形来说，可能是正弦波或非正弦波。

在通信、广播、电视系统中，都需要射频（高频）发射，这里的射频波就是载波，把音频（低频）、视频信号或脉冲信号运载出去，这就需要能产生高频信号的振荡器。

在工业、农业、生物医学等领域内，如高频感应加热、熔炼、淬火，超声波焊接，超声诊断，核磁共振成像等，都需要功率或大或小、频率或高或低的振荡器。

可见，正弦波振荡电路在各个科学技术部门的应用是十分广泛的。

2正弦波振荡电路的振荡条件从结构上来看，正弦波振荡电路就是一个没有输入信号的带选频网络的正反馈放大电路。

图1表示接成正反馈时，放大电路在输入信号某i=0时的方框图，改画一下，便得图2。

由图可知，如在放大电路的输入端（1端）外接一定频率、一定幅度的正弦波信号某a，经过基本放大电路和反馈网络所构成的环路传输后，在反馈网络的输出端（2端），得到反馈信号某f，如果某f与某a在大小和相位上一致，那么，就可以除去外接信号某a，而将1、2两端连接在一起（如图中的虚线所示）而形成闭环系统，其输出端可能继续维持与开环时一样的输出信号。

课程设计任务书课程设计说明书N O．11 课程设计的目的《电子技术基础课程设计》是学习理论课程之后的实践教学环节。

目的是通过解决比较简单的实际问题，巩固和加深在《电子技术基础》课程中所学的理论知识和实验技能。

训练学生综合运用学过的电子技术基础知识，在教师指导下完成查找资料，选择、论证方案，设计电路并仿真，分析结果，撰写报告等工作。

使学生初步掌握电子电路设计的一般方法步骤，通过理论联系实际提高和培养学生分析、解决实际问题的能力和创新能力，为后续课程的学习、毕业设计和毕业后的工作打下一定的基础。

2 设计方案论证2.1设计思路正弦波发生电路采用RC串并联式正弦波振荡电路，电路结构如图1所示，图中，为变阻器，其最大阻值为。

该电路由两部分组成，即放大电路和选频网络。

为由集成运放所组成的电压串联负反馈放大电路，取其输入阻抗高和输出阻抗低的特点。

而则由组成，她们对放大电路形成正反馈，并具有选频作用。

图1中、和、正好形成一个四臂电桥，电桥由放大电路的输出电压供电，另外两个对角顶点分别接到放大电路的同相和反相输入端，故RC串并联式正弦波振荡电路又称桥式正弦波振荡电路。

图1 RC串并联式正弦波振荡电路2.1.1 RC串并联选频网络课程设计说明书N O．2选频网络的输入电压为，输出电压为，则整理可得令，代入上式，得于是有根据以上两个式子画出的幅频特性和相频特性如图2所示（a）幅频特性（b）相频特性图2 RC串并联网络的频率特性课程设计说明书N O．３由图2可以看出，当或者时，幅频相应的幅值最大，即而相频响应的相位角为零，即所以，只有频率为的信号被选通，且的幅值最大，是的幅值的，同时和同相位，呈纯阻性。

而对于其它频率信号迅速衰减，说明RC串并联网络确实具有选频特性。

2.1.2 RC串并联式正弦波振荡电路分析如图1所示RC串并联式正弦波振荡电路，在a点断开，并加入输入信号，因为放大电路为同相比例运算电路，输出电压与输入电压是同相位，即；而RC串并联网络作为正反馈网络和选频网络，当满足时，有，且。

★项目2：数字信号源
项目简述：设计制作一个正弦信号发生器。

（1）正弦波输出频率范围：1kHz～10MHz；
（2）具有频率设置功能，频率步进：100Hz；
（3）输出信号频率稳定度：优于10-2；
（4）输出电压幅度：1V到5V这间；
（5）失真度：用示波器观察时无明显失真。

（6）输出电压幅度：在频率范围内
50负载电阻上正弦信号输出电压的峰-峰值V opp=6V±1V；
（7）产生模拟幅度调制(AM)信号：在1MHz~10MHz范围内调制度m a可在30%～100%之间程控调节，步进量50%，正弦调制信号频率为1kHz，调制信号自行产生；
（8）产生模拟频率调制(FM)信号：在100kHz~10MHz频率范围内产生20kHz最大频偏，正弦调制信号频率为1kHz，调制信号自行产生；
（9）产生二进制PSK、ASK信号：在100kHz固定频率载波进行二进制键控，二进制基带序列码速率固定为10kbps，二进制基带序列信号自行产生；
开发时间：2007 开发人数：1
运行环境：windows xp、Quartus II
相关内容：（还未整体综合）
下面是调幅原理图：
下面是调频原理图：
下面是正弦信号发生器设计原理图：
下面是PSK设计原理图：。

基于DDS的正弦波信号发生器的设计DDS（Direct Digital Synthesis，直接数字合成）技术是一种通过数字计算得到各种波形信号的合成技术。

正弦波信号发生器是一种用于产生正弦波信号的电子设备，通常用于各种测量、实验和测试中。

本文将介绍基于DDS的正弦波信号发生器的设计。

1.设计目标我们的设计目标是开发一个基于DDS的正弦波信号发生器，具有以下特点：-可以生成多种频率的正弦波信号；-可以通过数字控制方式调整频率；-可以输出稳定的、低失真的正弦波信号。

2.设计思路-选择一个固定的时钟频率作为DDS系统的时钟频率；-使用一个相位累加器来产生一个递增的相位值，该相位值与输出的正弦波信号频率相关；-使用一个查表ROM存储正弦波的采样值，根据相位值从查表ROM中读取相应的采样值；-使用一个数字到模拟转换器（DAC）将采样值转换成模拟信号输出。

3.系统设计基于上述思路，我们可以设计一个基于DDS的正弦波信号发生器，具体步骤如下：-设计一个用于控制频率的数字控制模块。

该模块可以接收一个控制信号，根据控制信号计算应当输出的频率，并将频率值传递给相位累加器。

-设计一个相位累加器模块。

该模块可以接收一个时钟信号和一个频率值，并根据时钟信号和频率值递增相位值，并将相位值传递给查表ROM模块。

-设计一个查表ROM模块。

该模块可以接收一个相位值，并根据相位值从查表ROM中读取相应的采样值。

-设计一个数字到模拟转换器（DAC）模块。

该模块可以接收一个采样值，并将采样值转换成模拟信号输出。

4.系统性能考虑在设计基于DDS的正弦波信号发生器时，需要考虑一些性能指标以确保输出的信号质量，如下所示：-频率范围：选择合适的时钟频率和相位累加器实现合理的频率范围。

-分辨率：根据需要的输出信号精度选择合适的查表ROM大小和DAC分辨率。

-失真度：选择合适的查表ROM分辨率和DAC精度，以及合适的滤波器设计，以保证输出信号的低失真度。

实验10正弦信号发生器实验
1、实验目的：
1）学习分频器，计数器和LPM_ROM的使用方法
2）学习DDS的基本原理。

2、实验原理：
图1 正弦信号发生器的原理图
图2 DDS信号源的原理图
3、实验内容
选择模式NO.5,打开试验箱左上侧的+/-12V开关（D/A输出需要），将示波器探头接于主系统左下角的两个挂钩处，最右侧的时钟选择，用短路帽接插clock0为65536Hz 或750KHz处，这时可以从示波器上看到波形输出
1)用VHDL语言描述一个16进制计数器，然后再描述一个正弦表译码器，使用
元件例化语句描述图1所示原理图(FPGA内部)，在QuartusⅡ上进行编译、综
合、适配。

引脚锁定以及硬件下载测试。

时钟输入锁clcok0(750KHZ)，正弦
表输出锁DAC0832输入，复位和时钟使能锁按键，进行编译、下载和硬件测
试。

2)用VHDL语言描述一个1024进制计数器，然后使用lpm_ROM再描述一个10
位地址的正弦表译码器，使用元件例化语句描述图1所示原理图(FPGA内部)，
在QuartusⅡ上进行编译、综合、适配。

引脚锁定以及硬件下载测试。

3)如图2所示，把上述计数器改为+M计数器，M为3位，采用按键输入。

记录
4、思考
怎样提高输出频率的范围
参考程序见文件。

实验五正弦波的设计一．实验目的1、熟悉ROM的设计方法2、熟悉D/A转换二．实验内容1、设计正弦波发生器三．实验步骤1、在E盘建立个人文件夹，如E:\EDA\DX05\SIN_WA VE。

2、在QuartusII下用文本方式设计64进制计数器模块，即CNT64，注意按照先建立工程后建立文件的做法进行，且要求将工程置于上述文件夹下面，如下图：仿真结果如下图所示，其中clr是异步清零端，低电平清零，注意仿真时间>=20us。

最后一步一定不能忘记，即创建CNT64在元件库中的符号，即选择"File->Create/Update->Create Symbol Files for current File"3.在QuartusII下用文本方式设计正弦波数据储存模块，即SIN_ROM，注意按照先建立工程后建立文件的做法进行，且要求将工程置于最开始建立的文件夹下面，如下图：在接下来的对话框中选择“否”，以后步骤略。

波形数据ROM中存有波形发生器的波形数据。

64个点构成正弦波波型数据ROM 用VHDL实现如下，其中Q是输入端口，D是输出端口，都是整数类型。

下面程序需要补充完整。

------- start ---------------CASE Q IS --选择地址以生成相应数据WHEN 00=> D<=255; WHEN 01=> D<=254;WHEN 02=> D<=252; WHEN 03=> D<=249;WHEN 04=> D<=245; WHEN 05=> D<=239;WHEN 06=> D<=233; WHEN 07=> D<=225;WHEN 08=> D<=217; WHEN 09=> D<=207;WHEN 10=> D<=197; WHEN 11=> D<=186;WHEN 12=> D<=174; WHEN 13=> D<=162;WHEN 14=> D<=150; WHEN 15=> D<=137;WHEN 16=> D<=124; WHEN 17=> D<=112;WHEN 18=> D<= 99; WHEN 19=> D<= 87;WHEN 20=> D<= 75; WHEN 21=> D<= 64;WHEN 22=> D<= 53; WHEN 23=> D<= 43;WHEN 24=> D<= 34; WHEN 25=> D<= 26;WHEN 26=> D<= 19; WHEN 27=> D<= 13;WHEN 28=> D<= 8; WHEN 29=> D<= 4;WHEN 30=> D<= 1; WHEN 31=> D<= 0;WHEN 32=> D<= 0; WHEN 33=> D<= 1;WHEN 34=> D<= 4; WHEN 35=> D<= 8;WHEN 36=> D<= 13; WHEN 37=> D<= 19;WHEN 38=> D<= 26; WHEN 39=> D<= 34;WHEN 40=> D<= 43; WHEN 41=> D<= 53;WHEN 42=> D<= 64; WHEN 43=> D<= 75;WHEN 44=> D<= 87; WHEN 45=> D<= 99;WHEN 46=> D<=112; WHEN 47=> D<=124;WHEN 48=> D<=137; WHEN 49=> D<=150;WHEN 50=> D<=162; WHEN 51=> D<=174;WHEN 52=> D<=186; WHEN 53=> D<=197;WHEN 54=> D<=207; WHEN 55=> D<=217; WHEN 56=> D<=225; WHEN 57=> D<=233; WHEN 58=> D<=239; WHEN 59=> D<=245; WHEN 60=> D<=249; WHEN 61=> D<=252; WHEN 62=> D<=254; WHEN 63=> D<=255;WHEN OTHERS => NULL ; --结束选择 END CASE;------- end ----------------最后一步一定同样不能忘记，即创建SIN_ROM 在元件库中的符号，即选择"File->Create/Update->Create Symbol Files for current File"4、在QuartusII 下用原理图方式设计最终的正弦信号发生器（顶层设计），取名为“SIN_WA VE ”。

正弦波信号发生器的原理及制作
 1．电路图和PCB的设计
 正弦波信号发生器电路原理图如上图所示，下图是为其配套的电源电路。

整个电路可以在面包板上焊接而成，也可自制PCB图，效果会更佳。

 2．电路工作原理和元器件的选择
 由上图可见，正弦波信号发生器电路由两级构成。

 第一级是一个RC文氏桥振荡器，通过双刀四掷波段开关ZK切换电容进行信号频率的粗调，每挡的频率相差10倍。

通过双连电位器RP1进行信号频率的细调，在该挡频率范围内频率连续可调。

RP2是一个多圈电位器，调节它可以改善波形失真。

若将R4改成阻值为3K的电阻，则调节RP2时，可以明显看出RC文氏桥电路的起振条件和对波形失真的改善过程。

电路的第二级是一个反向比例放大器，调节单连电位器RP3可以改变输出信号的幅度，本级的电压放大倍数最大为5倍，最小为零倍，调节RP3可以明显看到正弦波信号从无到有直至幅度逐渐增大的情况。

当然这级电路若采用同向比。

1Proteus软件简介Proteus ISIS是英国Labcenter公司开发的电路分析与实物仿真软件。

它运行于Windows 操作系统上，可以仿真、分析(SPICE)各种模拟器件和集成电路，该软件的特点是：①实现了单片机仿真和SPICE电路仿真相结合。

具有模拟电路仿真、数字电路仿真、单片机及其外围电路组成的系统的仿真、RS232动态仿真、I2C调试器、SPI调试器、键盘和LCD系统仿真的功能；有各种虚拟仪器，如示波器、逻辑分析仪、信号发生器等。

②支持主流单片机系统的仿真。

目前支持的单片机类型有：68000系列、8051系列、A VR系列、PIC12系列、PIC16系列、PIC18系列、Z80系列、HC11系列以及各种外围芯片。

③提供软件调试功能。

在硬件仿真系统中具有全速、单步、设置断点等调试功能，同时可以观察各个变量、寄存器等的当前状态，因此在该软件仿真系统中，也必须具有这些功能；同时支持第三方的软件编译和调试环境，如Keil C51 uVision2等软件。

④具有强大的原理图绘制功能。

总之，该软件是一款集单片机和SPICE分析于一身的仿真软件，功能极其强大。

特点：支持ARM7，PIC ，A VR，HC11以及8051系列的微处理器CPU模型，更多模型正在开发中；交互外设模型有LCD显示、RS232终端、通用键盘、开关、按钮、LED等；强大的调试功能，如访问寄存器与内存，设置断点和单步运行模式；支持如IAR、Keil和Hitech等开发工具的源码C和汇编的调试；一键“make”特性：一个键完成编译与仿真操作；内置超过6000标准SPICE模型，完全兼容制造商提供的SPICE模型；DLL界面为应用提供特定的模式；14种虚拟仪器：示波器、逻辑分析仪、信号发生器、规程分析仪等；高级仿真包含强大的基于图形的分析功能：模拟、数字和混合瞬时图形；频率；转换；噪声；失真；付立叶；交流、直流和音频曲线；模拟信号发生器包括直流、正旋、脉冲、分段线性、音频、指数、单频FM；数字信号发生器包括尖脉冲、脉冲、时钟和码流；集成PROTEUS PCB设计形成完整的电子设计系统。

方案三：利用集成芯片做函数发生器：产生各种波形，可以实现更高的频率，调试方便，成本低。鉴于此，美国制开发了一个ICMAX038生成函数信号发生器，它克服了方案二芯片解决方案的不足，是上述芯片不能相比的，可以达到一个较高的技术指标。MAX038精度高，所以称为精密函数发生器IC。在频率合成器，压控振荡器，锁相环，，如脉冲宽度调制器电路的设计，设备实现的首选[2]。
在此设计中的基于DDS技术的信号发生器，是通过用单片机编程将控制字并行送入DDS芯片AD9850，然后由AD9850产生波形输出，即采用基于相位累加器的数字频率合成法，利用直接数字合成芯片AD9850产生波形。
在上世纪70年代，随着微处理器的出现，可以使生更复杂的波形。这一时期比基于软件的波形发生器，在本质上，该DAC采用一个微处理器的程序控制，就可以得到各种简单的波形。
二十一世纪，随着集成电路技术的飞速发展，已经有工作频率超过千兆赫的DDS芯片，而且还促进的函数波形发生器的发展，2003年，安捷伦33220A能够产生17种波形的产品，最高频率可达20M，2005年的产品N6030A能够产生了500MHz的频率，采样频率为1.25GHz。
直接数字频率合成器DDS组件后，DDS组件限制速度和数字噪声引起的这两个主要的缺点阻碍了DDS技术的发展与应用。近年来，超高速数字电路的发展以及对DDS的深入研究，DDS的最大工作频率和噪声性能接近的锁相环率合成器，并达到了相当的水平。随着微电子技术的迅速发展，直接数字频率合成技术得到了迅速的发展，它不同于人其他现代频率合成技术的频率合成，具有优越的性能和特点。反映在较宽的带宽，频率转换时间短，频率分辨率高，输出相位连续，可生产各种其他宽带正交信号和调制信号，可编程数字，控制灵活，具有很高的价格。现在广泛的应用在通信，导航，遥测，雷达，电子战和现代仪器仪表行业等领域[1]。