函数信号发生器课程设计 doc

DDS函数信号发生器的设计与实现•课程设计DDS函数信号发生器的设计与实现一、主要功能要求：1、设计任务(1)正弦波、三角波、方波、锯齿波输出频率范围：1KHZ~1MHZ(2)具有频率设置功能，频率步骤：100HZ;(3)输出信号频率定度：优于10 A4(4)输出电压幅度：在5K负载电阻上的电压峰一一峰值Vopp^lV;(5)失真度：用示波器观察使无明显失真。

2、基本要求：(1)掌握采用FPGA硬件特性、及软件开发工具MAXPLUS II的使用。

(2)掌握DDS函数信号发生器的原理，并采用VIIDL语言设计DDS内核单元。

(3 )掌握单片机与DDS单无连接框图原理，推导出频率控制字、相位控制字的算法。

(4)设计键盘输入电路和程序并调试。

掌握键盘和显示(LCD1602)配合使用的方法和技巧。

(5)掌握硬件和软件联合调试的方法。

(6)完成系统硬件电路的设计和制作。

(7)完成系统程序的设计。

(8)完成整个系统的设计、调试和制作。

(9)完成课程设计报告。

3、捉高部分:(1)三角波、方波输出频率范围：1KHZ〜1MHZ;(2)产生二进制PSK、ASK信号：再50KHZ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。

(3)设计高速DA转换电路。

4、发挥部分：(1)对数据频率进行倍频。

二、整体设计框图及整机概述：1、DDS的实现原理：它建立在采样定理的基础上，首先对需要产生的波形进行采样,将采样值数字化后存入存储器作为查找表,然后再通过查表将数据读出，经过D/A转换器转换成模拟量,把存入的波形重新合成出来.2、整体设计框图图一DDS函数信号发生器系统框图结构3、整机概述：整个DDS信号发生器由单片机子系统，DDS子系统，模拟子系统三部分组成。

单片机子系统由单片机、人机接口组成，人机接口由液晶显示器和键盘组成，通过键盘选择信号波形和输入信号频率，液晶用来显示波的类型和波当前的频率值。

长安大学电子技术课程设计课题名称函数信号发生器班级 __******____姓名指导教师 ***日期本次电子技术课程设计是指通过所学知识并扩展相关知识面，设计出任务所要求功能的电路，利用计算机辅助设计的电路仿真，检测并调整电路，设计功能完整的电路图。

我们所选择的课设题目是函数信号发生器。

函数发生器一般是指能自动产生正弦波、方波、三角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。

在资料收集后，将设计过程分为三部分：一是系统模块设计，设计电路的系统思想，设计出能满足电路功能的各个模块，画出系统的框图。

二是针对各个模块分别设计电路的各个具体模块的具体电路，并且分别进行仿真和改进。

三是将所有的模块综合在一起，画出系统总图，并用multisim 软件进行仿真，针对仿真过程中出现的一些问题仔细检查，对比各个方案的优点和缺点，选出最佳的方案，修改不完善的部分。

最后，对此次课程设计进行总结，反思自己在各个方面的不足，对设计方案中的各个思想进行归纳总结，比较各种方案的优缺点，总结每种设计方案的应用领域和使用范围，为以后得学习实践提供经验。

最终提高我们的学习和动手能力。

前言.......................................................................................2 摘要 (4)第一章数信号发生器系统概述 (5)1.1总体设计方案论证及选择 (5)1.2函数信号发生器总体方案框图 (5)第二章单元电路设计分析 (6)2.1 信号发电路设计框图 (6)2.2方波发生电路 (7)2.3方波——三角波转换电路 (8)2.4三角波——正弦波转换电路 (9)2.5.5数字显示输出信号频率和电压幅值 (11)第三章电路的安装与调试 (15)3.1方波产生的结果 (15)3.2方波转换为三角波的结果 (15)3.3三角波转换为正弦波的结果 (16)3.4数字显示频率和幅值的结果 (16)第四章结束语........................................................................ 17 参考文献.............................................................................. 17 附录一器件清单列表............................................................... 18 附录二总体设计图............................................................... 18 收获及体会..............................................................................19 鸣谢 (20)函数信号发生器摘要：本实验中的信号发生器是根据555定时器构成多谐振荡器的原理来输出持续稳定的方波，再通过转换电路来实现波形变化。

函数信号发生器课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解函数信号发生器的基本原理，掌握其工作流程及各部分功能。

2. 学生能描述函数信号发生器产生的常见信号类型，如正弦波、方波、三角波等。

3. 学生能运用数学知识分析函数信号发生器产生的信号特点及其应用场景。

技能目标：1. 学生能正确操作函数信号发生器，进行信号生成、频率调节、幅度调节等基本操作。

2. 学生能运用函数信号发生器进行简单的信号实验，如叠加、调制等。

3. 学生能通过实验观察和分析信号波形，提高实验操作能力和问题解决能力。

情感态度价值观目标：1. 学生培养对电子技术及信号处理领域的兴趣，激发学习热情。

2. 学生通过合作实验，培养团队协作能力和沟通能力。

3. 学生在学习过程中，树立正确的科学态度，认识到科学技术对社会发展的作用。

课程性质：本课程为电子技术实践课程，注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力。

学生特点：高二年级学生，已具备一定的电子技术基础知识和实验操作技能。

教学要求：结合学生特点，采用启发式教学，引导学生主动探究，提高学生的实践能力和创新能力。

在教学过程中，注重培养学生的安全意识和实验素养。

通过课程学习，使学生能够将所学知识应用于实际电子电路设计和实验中。

二、教学内容1. 函数信号发生器原理介绍：包括振荡器、放大器、波形发生器等组成部分及其工作原理。

- 教材章节：第二章第三节“函数信号发生器的组成与原理”2. 常见信号类型及其特点：正弦波、方波、三角波、脉冲波等信号的数学描述和实际应用。

- 教材章节：第二章第四节“函数信号发生器的波形及其应用”3. 函数信号发生器操作与使用：基本操作方法、功能键的使用、频率和幅度的调节。

- 教材章节：第三章第一节“函数信号发生器的操作与使用”4. 实验教学：利用函数信号发生器进行信号叠加、调制等实验操作。

- 教材章节：第三章第二节“函数信号发生器实验”5. 信号分析与应用：分析实验中产生的信号波形，探讨其在电子技术领域的应用。

课程设计报告课程微机原理课程设计题目函数信号发生器系别物理与电子工程学院年级08级专业电子信息工程班级 3 学号学生姓名Q指导教师职称讲师设计时间2011.5.30~2011.6.3目录绪论 (2)第一章题目要求 (3)1.1 设计要求 (3)1.2 设计目的 (3)1.3设计环境 (3)第二章方案设计与论证 (4)2.1主要芯片介绍 (4)2．1.1 DAC0832芯片介绍 (4)2.1.2 8255A芯片介绍 (7)2.2 主要设计思想 (8)第三章结构框图等设计步骤 (9)3.1总体设计流程图 (9)3.2 锯齿波实现过程 (9)3.3三角波实现过程 (10)3.4 正弦波实现过程 (11)3.5 方波实现过程 (12)第四章测试结果及相关分析 (13)4.1 调试步骤 (13)4.2 硬件实物连线图 (13)4.3运行结果 (14)第五章总结与体会 (19)参考文献 (20)绪论函数信号发生器是指产生所需参数的电测试信号的仪器。

按信号波形可分为正弦信号、函（波形）信号、脉冲信号和随机信号发生器等四大类。

信号发生器又称信号源或振荡器，在生产实践和科技领域中有着广泛的应用。

各种波形曲线均可以用三角函数方程式来表示。

能够产生多种波形，如三角波、锯齿波、矩形波（含方波）、正弦波的电路被称为函数信号发生器。

信号发生器作为一种常见的应用电子仪器设备，传统的可以完全由硬件电路搭接而成，如采用555振荡电路发生正弦波、三角波和方波的电路便是可取的路径之一，不用依靠单片机。

但是这种电路存在波形质量差，控制难，可调范围小，电路复杂和体积大等缺点。

在科学研究和生产实践中，如工业过程控制，生物医学，地震模拟机械振动等领域常常要用到低频信号源。

而由硬件电路构成的低频信号其性能难以令人满意，而且由于低频信号源所需的RC很大；大电阻，大电容在制作上有困难，参数的精度亦难以保证；体积大，漏电，损耗显著更是其致命的弱点。

模拟电路课程设计报告目录一、课程设计的任务、要求及步骤二、设计方案的选择三、电路设计主要的技术指标四、函数信号发生器电路原理分析五、函数信号发生器元件参数的选择六、函数信号发生器的安装和调试七、课程设计的过程中遇到的问题及解决方法八、课程设计的仿真九、试验评价与问题分析十、课程设计的心得和体会十一、附录姓名学号班级学院电子信息学院题目函数信号发生器设计任务设计一函数信号发生器，能输出方波和三角波两种波形1．输出为方波和三角波两种波形，用开关切换输出；2．输出电压均为双极性；3．输出阻抗均为50Ω；4．输出为方波时输出电压峰值为0~5V可调，输出信号频率为200Hz ~ 2KHz可调。

5．输出为三角波时输出电压峰值为0~5V可调，输出信号频率为200Hz ~ 2KHz可调。

时间进度18周星期一布置设计方案，预设计。

18周星期二领设备、安装18周星期三至周四安装、调试教师检查18周星期五、六、日写设计报告原始参资考料文和献主要电子技术基础（模拟部分）模拟电子技术课程设计指导书电子技术基础实验指导书一、课程设计的任务、要求及步骤1.设计任务a.输出为方波和三角波两种波形，用开关切换输出；b.输出电压均为双极性；c.输出阻抗均为50Ω；d．输出为方波时输出电压峰值为0~5V可调，输出信号频率为200Hz ~ 2KHz可调。

e．输出为三角波时输出电压峰值为0~5V可调，输出信号频率为200Hz ~ 2KHz可调。

2.设计要求a.电路原理图绘制正确（或仿真电路图）；b.掌握EWB仿真软件的使用和电路测试方法；c.电路仿真达到技术指标。

d.完成实际电路，掌握电路的指标测试方法；e.实际电路达到技术指标。

f.原理图（草图）要清楚，标注元件参数g.正式原理图、接线图： A4打印EWB画图。

h.要求用统一格式封面；i.使用中原工学院课程设计报告专用纸。

j.图要顶天立地，均匀分布，合理布局3、设计步骤a.原理了解，清楚设计内容。

模电课程设计——简易函数信号发生器资料.doc模拟电子技术课程设计报告简易函数信号发生器姓名:班级:指导老师:学号:日期: 2010.5.17~2010.6.30目录课题----------------------------------------------------------1摘要----------------------------------------------------------1一、设计目的-------------------------------------------------2二、技术指标-------------------------------------------------2三、元器件清单-----------------------------------------------2四、电路框图-------------------------------------------------3五、单元电路的设计-------------------------------------------4六、问题及解决 ----------------------------------------------4七、心得体会-------------------------------------------------5八、误差分析-------------------------------------------------6九、参考文献 ------------------------------------------------6简易信号发生器设计摘要:函数信号发生器是一种能能够产生多种波形,如三角波､锯齿波､矩形波(含方波)､正弦波的电路被称为函数信号发生器｡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｡现在我们通过对函数信号发生器的原理以及构成设计一个能变换出三角波､正弦波､方波的简易发生器｡我们通过对电路的分析,参数的确定选择出一种最适合本课题的方案｡在达到课题要求的前提下保证最经济､最方便､最优化的设计策略｡按照设计的方案选择具体的原件,焊接出具体的实物图,并在实验室对焊接好的实物图进行调试,观察效果并与课题要求的性能指标作对比｡最后分析出现误差的原因以及影响因素｡关键字:方案确定､参数计算､调试､误差分析｡一.设计目的:设计构成正弦波､三角波､方波函数信号发生器二.技术指标:1､频率范围:20Hz~20KHz2､输出电压:不小于1V有效值3､失真度:γ<= 5%三.元器件清单:1､5V直流电源2､双踪示波器3､频率计4､直流电压表5､晶体三极管:3DG12×1(9013)6､电位器:100KΩ(2个)7､电阻器:1 KΩ(2个)4.7KΩ(1个)5.1 KΩ(2个)7.5KΩ(2个)24KΩ(2个)33KΩ(3个)560KΩ(1个)8､电容器:47μf(1个)10μf(4个)1μf(2个)0.1pf(2个)0.01pf(2个)0.001pf(2个)四.电路框图:五.单元电路的设计:RC 选频网络对于第一频段20Hz~200Hz由: RCf π21= 选:F C μ1.0= 有:Hz R C R f 2010*1.021216min ===-ππ得:Ω≈⨯==--K f R 8010*1.0202110*1.02166min max ππ 同样可得:Ω=⨯==--796010*1.02002110*1.02166max min ππf R 六.问题及解决:1.电路板的焊接首先,按图焊接电路板,注意不能有断线和短接,然后,对照原理图进行元件的焊接｡可根据自己的习惯并遵循合理的原则,将面板上的元器件安排好,尽量使连接线长度减少,变压器远离输出端｡再通电源进行调试,调整分立元件振荡电路放大元件的工作点,使之处于放大状态,并满足振幅起振条件｡仔细检查反馈条件,使之满足正反馈条件,从而满足相位起振条件｡制作完成后,应对整机进行调试｡先测量电源支流电压,确保无误后,插上集成快,装好连接线｡可以用示波器观察波形发出的相应变化,幅度的大小和频率可以通过示波器读出 ｡2.调试与测试实践表明,一个电子装置,即使按照设计的电路参数进行安装往往也难于达到预期效果｡这是因为人们在设计时,不可能周全地考虑各种复杂的客观问题,必须通过安装后的测试和调整,来发现和纠正设计方案的不足｡然后采取措施加以改进,使装置达到预定的技术指标｡因此调整电子电路的技能对从事电子技术及有关领域工作的人员来说,是不应缺少的｡调试的常用仪器有:万用表､示波器､信号发生器｡1､调试前的检查在电子元器件安装完毕后,通常不宜急于通电,要形成这种习惯,先要仔细检查｡其检查内容包括:*检查连线是否正确检查的方法通常有两种方法:(1)按照电路图检查安装的线路｡这种方法的特点是根据电路图连线,按一定顺序安装好的线路,这样比较容易查出哪里有错误｡(2)按照实际线路来对照原理图电路进行查线｡这是一种以元件为中心进行查线的方法｡把每个元件引脚的连线一次查清,检查每个去处在电路图上是否存在,这种方法不但可以查出错线和少线,还容易查出多线｡为了防止出错,对于已查过的线通常应在电路图上做出标记,最好用指针式万用表“欧姆1”挡,或数字万用表“欧姆挡”的蜂鸣器来测量,可直接测量元､器件引脚,这样可以同时发现接触不良的地方｡*检查元器件的安装情况检查元器件引脚之间有无短路和接触不良,尤其是电源和地脚,发光二极管“+”､“-”极不要接反｡2 ､调试方法与原则(1)通电观察把经过准确测量的电源接入电路｡观察有无异常现象,包括有无元件发热,甚至冒烟有异味电源是否有短路现象等;如有此现象,应立即断电源,待排除故障后才能通电｡(2)静态调试交流和直流并存是电子电路工作的一个重要组成部分｡一般情况下,直流为交流服务,直流是电路工作的基础｡因此,电子电路的调试有静态和动态调试之分｡静态调试过程:如,通过静态测试模拟电路的静态工作点,数字电路和各输入端和输出端的高低电平值及逻辑关系等,可以及时发现已损坏的元器件,判断电路工作情况,并及时调整电路参数,使电路工作状态符合设计要求｡(3)动态调试调试的方法是在电路的输入端接入适当频率和幅值的信号,并循着信号流向来检测各有关点的波形,参数和性能指标｡发现故障应采取各种方法来排除｡通过调试,最后检查功能块和整机的各种指标是否满足设计要求,如必要再进一步对电路参数提出合理的修正｡3.矩形波占空间比为50%和15%的输出波形(a)矩形波占空比为50%的输出波形(b)矩形波占空比15%的输出波形七. 误差分析:a.输出电压Vp-p≤2Vcc,因为运放输出级是由NPN型或PNP型两种晶体管组成的复合互补对称电路,输出方波时,两管轮流截止与饱和导通,导通时输出电阻的影响,使方波输出幅度小于电源电压值｡b.方波的上升时间tr,主要受运放转换速率的限制｡如果输出频率较高,则可接入加速电容C1(C1一般为几十皮法)｡可用示波器(或脉冲示波器)测量trc. 测得输出电流时接触点之间的微小电阻造成的误差;d. 电流表内阻串入回路造成的误差;e. 测得纹波电压时示波器造成的误差;f. 示波器, 万用表本身的准确度而造成的系统误差;八.实验心得:经过这次模拟电子技术的课程设计,我遇到了很多困难,也学会了很多｡第一次利用所学知识来用于实际,但也由于一些知识掌握得不顾好,这也给设计过程带来的很大的困难｡设计中,我们经历了选题､认识器件､实物焊接､调试和总结等多个环节｡特别在实物焊接阶段,因为我们以前没有做过类似的实验阶段,所以做起来时又兴奋,又困难｡由于采用了电路板,为了使步线美观､简洁,还真是费了我们不少精力,经过不断的修改与讨论,最终结果还比较另人满意｡所以,经过这次设计过程,让我们学会了团队合作､探索思考和独立操作等｡这都锻炼了我们的实践动手能力和电子设计能力,同时也加深了我对理论知识的掌握和了解｡九.参考文献:1.彭介华.电子技术课程设计指导.北京:高等教育出版社,2005｡2.陈大钦主编.电子技术基础实验—电子电路实验·设计·仿真.北京.高等教育出版社,2000｡3.高吉祥主编.电子技术基础实验与课程设计.北京:电子工业出版社,2002｡4.童诗白.模拟电子技术基础.北京. 高等教育出版社,2006｡。

大庆石油学院课程设计课程电子技术课程设计题目函数信号发生器院系电气信息工程学院测控系专业班级指导教师曹广华(教授) 邹彦艳(讲师)2009年7 月3 日大庆石油学院课程设计任务书课程电子技术课程设计题目函数信号发生器专业测控技术与仪器1、电路设计：查阅资料完成函数信号发生器和测量放大器的设计任务。

信号发生器要求输出方波、正弦波、三角波，电路供电电源为V±。

测量放大器12双端输入单端输出，高精度、高共模抑制比。

2、电路焊接练习：本次课程设计需要完成两个电路焊接任务，电路一，占空比可调的波形发生器；电路二，收音机电路焊接与安装。

二、基本要求：函数信号发生器设计要求：1、输出频率在1K~10KH Z范围内连续可调；2、方波输出电压峰—峰值为12V，占空比可调范围30％～70％，三角波输出电压峰—峰值为8V（误差<20%），正弦波电压峰—峰值V1≥，无明显失真；3、画出设计电路的电路图、写明电路工作原理、无源元器件计算数值，有源元件给出芯片引脚图，表明管脚。

测量放大器设计要求：1、双端输入单端输出，高精度、高共模抑制比；2、画出设计电路的电路图、写明电路工作原理，有源元件给出芯片引脚图，表明管脚。

三、主要参考资料：[1] 童诗白，华成英.模拟电子技术基础[M].高等教育出版社,2001.[2] 冯民昌.模拟集成电路系统[M].中国铁道出版社,1998.[3] 赵保经.中国集成电路大全[M].国防工业出版社,1985.[4] 王文秀.电子元器件[M].人民邮电出版社,1985.完成期限2009.6.29—2009.7.10指导教师曹广华邹彦艳专业负责人曹广华2009年6月20日目录1、函数信号发生器设计 (1)1.1、设计要求 (1)1.2、设计方案 (1)2、测量放大器电路设计 (3)2.1、设计要求 (3)2.2、设计方案 (3)2.3、单元电路设计及元器件选择 (5)3、电路焊接练习 (5)3.1、占空比和频率独立可调的脉冲发生器 (5)3.2、收音机 (6)4、总结 (7)参考文献 (8)1、函数信号发生器设计1.1、设计要求1、输出频率在1K~10KH Z范围内连续可调；2、方波输出电压峰—峰值为12V，占空比可调范围30％～70％，三角波输出电压峰—峰值为8V（误差<20%），正弦波电压峰—峰值V1，无明显失真；3、画出设计电路的电路图、写明电路工作原理、无源元器件计算数值，有源元件给出芯片引脚图，表明管脚。

University of South China 高频电子线路课程设计报告设计题目：函数信号发生器课程设计专业：通信工程年级：091班学号：20094400122姓名：陈石涛指导教师：陈和2012 年 1 月10 日目录1摘要.......................................... ..22函数信号发生器的设计课程设计任务书 (3)2.1设计目的及意义............................ . (4)2.2设计任务及要求............................. (3)2.3设计步骤 (4)2.4总体设计思路和总体电路图 (4)2.4.1函数信号发生器设计思路 (4)2.4.2函数信号发生器原理 (5)2.4.3 总体电路图 (6)2.5 单元电路设计与原理说明 (6)2.5.1方波发生电路的工作原理 (6)2.5.2方波转三角波电路 (7)2.5.3三角波转正弦波电路 (7)2.5.4元器件选择和电路参数计算说明 (7)2.6 电路仿真 (13)2.6.1测试要求 (13)2.6.2仿真结果分析 (13)2.6.3电路的误差分析与改进 (15)3心得体会 (16)4参考文献资料 (16)5附录 (17)附录A 总电路图附录附录B 元器件清单附录C 集成模块的管脚排列与管脚功能附录C Multism软件介绍1摘要在电子工程、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。

信号发生器又称信号源或振荡器，在生产实践和科技领域中有着广泛的应用。

各种波形曲线均可以用三角函数方程式来表示。

能够产生多种波形，如三角波、锯齿波、矩形波（含方波）、正弦波的电路被称为函数信号发生器。

函数信号发生器课程设计绪论1.1函数信号发生器的应用意义函数发生器i般是指能自动产生正弦波、三角波、方波及锯齿波、阶梯波等屯压波形的屯路或仪器。

根据用途不同，冇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木理论及实验调试技术，本课题采用冇集成运算放大器与品体差分放大器共同组成的方波—三角波一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一三角波产生电路，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人器來完成。

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，不仅巩固了书木上的理论知识，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—lKHz,lK—10KHz。

2）输出电压：正弦波U=3V,三角波U=5V,方波U =14Vo3）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。

曲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函数信号发牛器框图1、方波一三角波一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岀，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一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Y V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应正好使品体接近饱和区域或者截至区域。

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。

《模拟电子技术》课程设计函数信号发生器姓名：学号：系别：专业：年级：指导教师：年月日函数信号发生器摘要利用集成电路LM324设计并实现所需技术参数的各种波形发生电路。

根据电压比较器可以产生方波，方波再继续经过基本积分电路可产生三角波，三角波经过低通滤波可以产生正弦波。

经测试，所设计波形发生电路产生的波形与要求大致相符。

关键词：波形发生器；集成运放；RC充放电回路；滞回比较器；积分电路目录中文摘要 ............................................................. 错误!未定义书签。

1.系统设计 (4)1.1设计指标 (4)1.2方案论证与比较 (4)2.单元电路设计 (5)2.1方波的设计 (5)2.2三角波的设计 (8)2.3正弦波的设计 (7)3．参数选择 (11)3.1方波电路的元件参数选择 (11)4．结果分析 (11)5．工作总结 (12)6．附录 (12)1.系统设计1.1设计指标1.1.1 电源特性参数 ①输入：双电源 12V②输出：正弦波pp V >1V ，方波pp V ≈12 V ，三角波pp V ≈5V ，幅度连续可调，线性失真小。

1.1.2工作频率工作频率范围：10 HZ ～100HZ ,100 HZ ～1000HZ1.2方案论证与比较1.2.1 方案1：采用集成运放电路设计方案产生要求的波形主要是应用集成运放LM324，其芯片的内部结构是由4个集成运放所组成的,通过RC 文氏电桥可产生正弦波，通过滞回比较器能调出方波,并再次通过积分电路就可以调试出三角波，此电路方案能实现基本要求和扩展总分的功能，电路较简单，调试方便，是一个优秀的可实现的方案。

1.2.2 方案2：采用集成运放电路设计方案产生要求的波形主要是应用集成运放LM324,其芯片的内部结构是由4个集成运放所组成的, 通过电压比较器可以形成方波,方波经过积分之后可以形成三角波,三角波再经过低通滤波可以形成正弦波,此电路方案能实现基本要求和扩展总分的功能,电路较简单,调试方便,相比第一方案,其操作成功率较低.2.单元电路设计2.1方波的设计2.1.1原理图2.1.2工作原理矩形波发生电压只有两种状态,不是高电平,就是低电平,所以电压比较器是它的重要成分;因为产生振荡,就是要求输出的两种状态自动地相互转换,所以电路中必须引入反馈,因为输出状态应按一定时间间隔交替变化,即产生周期性变化,所以电路中要有延迟环节来确定每种状态维持的时间.图所示的矩形波放生电路,它由反相输入的滞回比较器和RC电路组成.RC回路既作为延迟环节,又作为反馈网络,通过RC充放电实现输出状态的自动转换.设某一时刻输出电压Uo=+Uz,则同相输入端电位Up=+Ut。

函数信号发生器课程设计————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：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、设计内容与要求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.频率范围：10Hz-10KHz范围内可调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：R10Rp250%R2R310k¦¸C1R175.1k¦¸0C3470uFR1050k¦¸Key=A50%C4470uF R141k¦¸910Q1Q211R5R615k¦¸R7100¦¸R1350%1310.6V VCC1415Q3Q416C5100nF R121k¦¸1700R88k¦¸18R919R112k¦¸20-10.6VVEE VCC 10.6V VEE-10.6V VEE-10.6V VCC 10.6V VEE VCCU132476511U23247651624VEER1621D41N4467D11N446780XSC1A BExt Trig++__+_VCC0XSC2ABExt Trig++__+_C2100nF 12735总电路中，R5用来使电路起振；R1和R7用来调节振荡的频率，R 6、R 9、R 8分别用来调节正弦波、方波、三角波的幅值。

函数信号发生器课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解函数信号发生器的原理与功能，掌握其基本组成部分及其作用。

2. 掌握使用函数信号发生器产生常见波形（如正弦波、方波、三角波等）的方法。

3. 学会读取和解释函数信号发生器显示的波形参数，如频率、幅度、相位等。

技能目标：1. 能够独立操作函数信号发生器，进行基本波形的设置与调整。

2. 能够运用函数信号发生器设计简单的信号处理电路，并进行调试。

3. 培养学生动手实践能力，学会使用函数信号发生器解决实际问题的方法。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子技术的兴趣，激发他们探索科学原理的精神。

2. 增强学生的团队合作意识，培养他们在实践过程中互帮互助、共同进步的精神。

3. 培养学生严谨、务实的学习态度，使他们认识到实践操作中规范操作的重要性。

课程性质：本课程为电子技术学科的课程设计，以实践操作为主，理论讲解为辅。

学生特点：学生处于高中年级，具有一定的电子技术基础，对实践操作充满兴趣。

教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，强调动手实践能力的培养。

通过课程设计，使学生将所学知识应用于实际电路设计中，提高他们的综合运用能力。

同时，关注学生的情感态度价值观的培养，使他们形成积极向上的学习态度。

课程目标的分解与实施将贯穿于整个教学设计和评估过程，以确保学生达到预期学习成果。

二、教学内容本课程教学内容主要包括以下三个方面：1. 函数信号发生器原理及功能：介绍函数信号发生器的基本原理、组成部分、工作方式及其在电子技术中的应用。

- 教材章节：第五章第三节“函数信号发生器”- 内容列举：原理讲解、组成部分、波形种类、应用领域2. 函数信号发生器操作与使用：学习如何操作函数信号发生器，掌握各种波形参数的设置与调整方法。

- 教材章节：第五章第四节“函数信号发生器的使用”- 内容列举：面板介绍、操作步骤、参数设置、波形观察3. 函数信号发生器应用案例：通过实际案例，让学生学会使用函数信号发生器解决实际问题，培养动手实践能力。

模拟电子技术课程设计说明书函数信号发生器学生姓名：指导教师：专业：班级：完成时间摘要在我们的学习生活中，尤其是电器类学习中经常用到函数信号发生器，我们一般只会用到其中几种比较常见的波，例如正玄波，方波，三角波。

其实它还能产生很多的其它的波形，而其中很多波对我们的电子电路等的研究有比较大的作用，所以我们掌握它的设计方法以及原理有很大的实际意义。

本设计以IC8038核心器件制作的一种函数信号发生器，制作成本较低。

适合学习电子技术测量使用。

ICL8038是一种具有多种波形输出的精密振荡集成电路，只需要个别的外部元件就能产生从0.001Hz～30KHz的低失真正弦波、三角波、矩形波等脉冲信号。

输出波形的频率和占空比还可以由电流或电阻控制。

另外由于该芯片具有调制信号输入端，所以可以用来对低频信号进行频率调制。

函数信号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，其电路中使用的器件可以是分离器件，也可以是集成器件，产生方波、正弦波、三角波的方案有多种，如先产生正弦波，根据周期性的非正弦波与正弦波所呈的某种确定的函数关系，再通过整形电路将正弦波转化为方波，经过积分电路后将其变为三角波。

也可以先产生三角波-方波，再将三角波或方波转化为正弦波。

随着电子技术的快速发展，新材料新器件层出不穷，开发新款式函数信号发生器，器件的可选择性大幅增加，例如ICL8038就是一种技术上很成熟的可以产生正弦波、方波、三角波的主芯片。

所以，可选择的方案多种多样，技术上是可行的。

关键词： ICL8038；波形；原理图；常用接法；函数信号发生器ABSTRACTFunction signal generator according to different purposes, a function generator to produce three or more kinds of waveforms, devices used in circuit can be a separation device, and can also be integrated device, generates a square wave, sine wave, triangle wave, a variety of programs, such as to generate sine wave, according to the function of some non sine wave and sinusoidal periodic which is determined by the shaping circuit, the sine wave into a square wave, the integral circuit to turn it into a triangle wave. You can also generate triangle wave, square wave, triangle wave, square wave and sine wave or into. With the rapid development of electronic technology, emerge in an endless stream of new materials and new devices, the development of new type of function signal generator, devices can be selectively increased substantially, for example ICL8038 is a technically mature can produce sine wave, square wave, the main chip of the triangular wave. So, can choose the variety, technology is feasible.Keywords: ICL8038；waveform；schematics；commonly used method；function signal generator目录1 绪论 (1)1.1 简易信号发生器简介 (1)错误!未定义书签。

模拟电子课程设计报告题目：函数信号发生器班级：学号:姓名:指导老师：时间：2011.12.26—2011.12.30目录1概述1.1目的1.2技术指标2电路，原理与仿真2.1方波发生器电路与原理2.2三角波发生器电路与原理2.3方波—三角波变换器电路与原理2.4总电路2.5仿真结果3总结3.1设计方法3.2心得体会3.3参考文献1概述1.1目的电子技术课程设计是学习了“电子技术”课程，完成了相关模拟，数字基础实验，进行了电子元器件基本技能训练后，完成的一项综合性的实践活动。

通过课程设计，一方面可以巩固所学的电子技术理论知识；另一方面，既锻炼了学生思维的广阔性，也培养了创新能力和实际动手能力2.2技术指标①输出为方波和三角波两种波形，用开关切换输出②均为双极性③输出为方波时，输出电压峰值为0-1V可调，输出信号频率为100Hz-1KHz可调④输出为三角波时，输出电压峰值为0-1V可调，输出信号频率为100Hz-1KHz 可调2电路，原理与仿真2.1方波发生器电路与原理50%在滞回比较器电路的基础上,靠正反馈和RC 充放电回路组成矩形波发生电路,由于滞回比较器的输出只有两种可能的状态，高电平或低电平，两种不同的输出电平对RC 电路进行充电和放电，于是电容上的电压降升高或降低，而电容的电压又作为滞回比较器的输入电压，控制其输出端状态发生跳变，从而使RC 电路由充电过程变成放电过程或相反，如此循环往复，周而复始，最后在滞回比较器的输出端即可得到一个高低电平变化周期性交替的方波信号． 2.2三角波发生器电路与原理在产生方波之后，利用此波形输入到一个积分电路便可输出一个三角波。

由于三角波信号是电容的充放电过程形成的指数形式，所以线性度较差，为了能得到线性度较好的三角波，可以将运放和几个电阻，电容构成积分电路。

2.3方波—三角波变换器电路与原理运算发大器U1与R1、R2及R3、RP1组成电压比较器，运放U2与R4、RP2、C2及R5组成反相积分器，其输入信号为方波Uo1,则积分器的输出电压Uo2为214221()O OU U dtR RP C-=+⎰当1O CCU V=+时，2422422()()()CC CCOV VU t tR RP C R RP C-+-==++当1O EEU V=-时，2422422()()()CCEEOVVU t tR RP C R RP C--==++比较器与积分器首尾相连，形成闭环电路，则自动产生方波-三角波。