模拟电子技术课设之信号发生器

项目2 信号发生器2.1 项目任务通过本项目的学习和实践，使学习者掌握以下理论知识和职业技能。

2.1.1 知识点1.信号发生器的基本概念及应用围。

2.函数信号发生器的基本组成原理，以及信号发生器的主要性能指标。

3.熟悉信号发生器的使用方法及注意事项。

2.1.2 技能点熟练使用函数信号发生器提供各种测试用信号。

2.2 项目知识2.2.1 信号发生器基本概念2.2.1.1 定义信号发生器又称信号源，它是在电子测量中提供符合一定电技术要求的电信号的设备，它能提供不同波形、频率、幅度大小的电信号，主要是正弦波、方波、三角波、锯齿波和脉冲波等，为测试提供不同的信号源。

它与电子线路中的电流源、电压源的区别在于它是提供的是电信号，而后者只是提供的是电能。

2.2.1.2 分类信号发生器可按输出波形和输出频率两种方法进行分类。

1. 按输出波形分类，信号发生器可分为以下四种类型：（1）正弦波信号发生器：可产生正弦波或受调制的正弦波。

（2）脉冲信号发生器：可产生脉宽可调的重复脉冲波。

（3）函数信号发生器：可产生幅度与时间成一定函数关系的信号，如正弦波、三角波、方波、锯齿波、钟形波脉冲等。

（4）噪声信号发生器：可产生各种模拟干扰的电信号。

2. 按输出频率可分类，信号发生器可为以下六种类型：（1）超低频信号发生器：频率围为0.0001～1KHz 。

（2）低频信号发生器：频率围为1Hz ～1MHz 。

（3）视频信号发生器：频率围为20Hz ～10MHz 。

（4）高频信号发生器：频率围为200KHz ～30MHz 。

（5）甚高频信号发生器：频率围为30～300Hz 。

（6）超高频信号发生器：频率围为300MHz 以上。

2.2.2 几种常用信号发生器2.2.2.1 正弦波信号发生器1．频率特性（1）频率围。

指仪器 各项指标都能得到保证时的输出频率围，更确切地说，应称为“有效频率围”。

（2）频率准确度。

指信号发生器度盘（或数字显示）数值o f 与实际输出信号频率f 间的偏差。

《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路知识，运用AD画图软件，设计并制作完成一简易函数信号发生器，要求能产生方波和三角波，且频率可调，自行设计电路所需电源电路。

1.2 整机实现的基本原理及框图1.函数信号发生器能自动产生正弦波、三角波、方波及锯齿波、阶梯波等电压波形。

其电路中使用的器件可以是分立器件，也可以是集成电路。

本课题需要完成一个能产生方波、三角波的简易函数信号发生器。

产生方波、三角波的方案有很多种，本课题采用运放构成电压比较器出方波信号，采用积分器将方波变为三角波输出，其原理框图如图1所示。

2 硬件电路设计直流电源电路一般由“降压——整流——滤波——稳压”这四个环节构成。

基本组成框图如图2所示。

(1)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u。

因此，uj=nu;(n 为变压器的变比)。

整流电路的作用是将交流电压u.变换成单方向脉动的直流Uz。

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，U=0.9u。

每只二极管所承受的最大反向1 0.45u电压uey=、2u,，平均电流/ouv)=之 R R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。

(2)器件选择①变压器将220V交流电压变成整流电路所需要的电压u。

②整流电路将交流电压u：转换成单方向脉动的直流U2，有半波整流、全波整流，可以利用整流二极管构成整流桥堆来实现。

此题建议用二极管搭建全波整流电路实现。

③滤波电路将脉动直流电压Uz滤除纹波，变成纹波较小的U，有RC滤波电路、LC滤波电路等。

此题建议采用大电容滤波。

④稳压器常用集成稳压器有固定式三端稳压器和可调式三端稳压器。

下面分别介绍其典型应用及选择原则。

固定式三端稳压器的常见产品有：78XX系列稳压器输出固定的正电压，如7805输出为+5V；79XX系列稳压器输出固定的负电压，如7905输出为-5V。

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。

f
i
正反馈一般表达式的分母项变成负号，而且振荡电路的输入信号 X
所以 X i 0。也有 X 。维持输出信号 X 所需的完全由反馈信号 o o 无需外加输入信号 。 由图6-1 (b)可得 又因为





i
X i 提供，
X f，

Xi

X o F X i


,
Xf F Xo
1 f f0 2π RC
时，幅频值最大为1/3，相
（2）RC桥式振荡电路
如图6-4 将RC串并联选频网络和放大器结合起来即可构成RC振荡电路。
图6-4 RC桥式正弦波振荡电路 (a)RC桥式正弦波振荡电路 (b)桥式画法
AF 件，
组成。
RC 桥 式 振 荡 电 路 如 图 6-4 （ a ） 所 示 。 根 据 自 激 振 荡 的 条
A 表示输出信号 X o 与放大电路净输入信号 X i 之间的相位 式中，
，即反馈信号 2 nπ 相位相同。 X i

放大电路的相移与反馈网络的相移之和等于 与输入信号
要 X

f
（2） 振荡的起振条件
值得注意的是：式（6-1）（6-2）是指振荡电路已经进入稳态振荡而 言的。如果一个波形发生电路仅仅满足幅值平衡条件 ，那么，
F 1 A

该式说明，放大器A和反馈网络F组成的闭合环路中，环路的总传输 系数等于1，即反馈信号 X f 幅值与净输入信号 幅值相等。 X
② 相位平衡条件 由

F 1得 A

i
AF A F 2nπ
(n=1,2,3,…)

(6-2)

《模拟电子技术基础》课程设计报告题目低频信号发生器班级XX XXXX姓名XXXX学号20121192XXXX成绩日期 16低频信号发生器一、课题名称与技术要求1设计能产生正弦波，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a输出信号的工作频率范围10Hz～10KHz，连续可调b输出各种信号波形幅值0～10V，连续可调二、内容摘要信号产生电路有正弦波和非正弦波振荡电路两种形式。

正弦波振荡电路是由正反馈网络和放大电路组成。

常见的有RC正弦波振荡电路和LC正弦波振荡电路。

非正弦信号产生电路主要有方波、矩形波、三角波和锯齿波等信号发生电路。

矩形波发生电路由一个可调占空比的迟滞电压比较器组成。

方波是占空比为50%的矩形波的一种特殊形式。

锯齿波发生电路由一个同相输入迟滞比较器和一个可调占空比的积分电路组成。

三角波又是占空比为50%的锯齿波的特殊形式。

对于正弦波产生电路，关键就是熟悉选频网络的选频特性。

对于非正弦产生电路，关键是要明确放大电路引入的是正反馈，因为只有正反馈才能使电路产生振荡。

本方案采用RC正弦波振荡电路，迟滞电压比较器和RC积分电路。

将这三个电路连接在一起，会依次产生正弦波、方波和三角波。

由于矩形波积分后不能产生锯齿波，上述方案不能实现，所以单独设计一个矩形波产生电路。

由于矩形波与方波的不同之处在于矩形波的高电平持续时间与低电平持续时间不相等，可以在方波产生电路中设法使电容的充放电时间不相等来实现，即利用二极管的单向导电性实现，这就是一个可调占空比的矩形波发生电路。

三、总体设计方案论证及选择（1）RC正弦波振荡电路产生正弦波，作为输入信号，通过迟滞电压比较器产生方波，再作为输入信号，通过积分电路产生三角波。

原理图如下：正弦波方波三角波1.正弦波产生电路a电路图如下：b. 分析上图是RC串并联正弦波振荡电路，又称文氏桥。

反馈网络和选频网络由RC串并联网络组成，同时加入了一个C007芯片作为放大电路。

《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。

0703030223信号发⽣器（⽅波）正⽂信号发⽣器（⽅波）1 绪论1.1 设计背景数字信号处理器，也称DSP芯⽚，是针对数字信号处理需要⽽设计的⼀种具有特殊结构的微处理器，它是现代电⼦技术、相结合的产物。

⼀门主流技术，随着信息处理技术的飞速发展，计算机技术和数字信号处理技术数字信号处理技术逐渐发展成为它在电⼦信息、通信、软件⽆线电、⾃动控制、仪表技术、信息家电等⾼科技领域得到了越来越⼴泛的应⽤。

数字信号处理由于运算速度快，具有可编程特性和接⼝灵活的特点，使得它在许多电⼦产品的研制、开发和应⽤中，发挥着重要的作⽤。

采⽤DSP芯⽚来实现数字信号处理系统是当前发展的趋势。

1.2设计⽬的1．通过课程设计加深对DSP软件有关知识的学习与应⽤。

2．学习汇编语⾔并能熟练掌握与应⽤。

3．了解定时中断原理。

1.3设计任务1. 设计⼀个信号发⽣器（⽅波）。

2. 在XF引脚上输出任意频率的⽅波。

2 设计原理及分析2.1设计原理作为本设计的核⼼器件，DSP芯⽚的运算能⼒要求⽐较⾼，同时⼜存在运算过程中⼤量数据交换的特点。

⽅波信号发⽣器是信号中最常见的⼀种，它能输出⼀个幅度可调、频率可调的⽅波信号，在科学研究及⽣产实践中均有着⼴泛应⽤。

⽬前，常⽤的信号发⽣器绝⼤部分是由模拟电路构成的，当这种模拟信号发⽣器⽤于低频信号输出往往需要的RC值很⼤，这样不但参数准确度难以保证，⽽且体积⼤和功耗都很⼤，⽽由数字电路构成的低频信号发⽣器，虽然其低频性能好但体积较⼤，价格较贵，⽽本⽂借助DSP运算速度⾼，系统集成度强的优势设计的这种信号发⽣器，⽐以前的数字式信号发⽣器具有速度更快，且实现更加简便。

这⾥说明⼀下使⽤TI公司的DSP芯⽚TMS320C5502（以下简称5502）来产⽣⽅波信号的原理：由于产⽣⼀个⽅波信号需要有⼀个适合的定时器来重复产⽣⼀个与⽅波周期相同的计数周期，并⽤⼀个⽐较寄存器来保持调制值，因此，⽐较寄存器的值应不断与定时寄存器的值相⽐较，这样，当两个值相匹配时，就会在响应的输出上产⽣⼀个转换（从低到⾼或从⾼到低），从⽽产⽣输出脉冲，输出的开启（或关闭）时间与被调制的数值成正⽐，因此，改变调制数值，相关引脚上输出的脉冲信号的宽度也将随之改变。

模拟电子技术 课程设计一、课程目标知识目标：1. 掌握模拟电子技术基本概念，如放大器、滤波器等；2. 了解常用模拟电路的组成、工作原理及其应用；3. 理解并掌握模拟电路参数的计算与调整方法。

技能目标：1. 能够分析并设计简单的模拟电路；2. 学会使用示波器、信号发生器等实验设备进行模拟电路测试；3. 能够运用Multisim等软件进行模拟电路仿真。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对模拟电子技术的兴趣，激发学习热情；2. 培养学生的团队合作意识，提高沟通与协作能力；3. 增强学生的工程意识，认识到模拟电子技术在工程实践中的应用价值。

课程性质分析：本课程为高中年级电子技术课程，旨在让学生了解并掌握模拟电子技术的基本知识，培养学生实际操作能力。

学生特点分析：高中年级学生具备一定的物理基础和数学基础，思维活跃，对新技术和新知识有强烈的好奇心。

教学要求：1. 注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力；2. 采用项目式教学，培养学生的团队协作能力和工程意识；3. 针对不同学生的学习特点，实施个性化教学，提高教学质量。

二、教学内容1. 基本概念：放大器、滤波器、振荡器、调制与解调等；教材章节：第一章 模拟电子技术基本概念2. 常用模拟电路：运算放大器电路、反馈电路、滤波电路、振荡电路等；教材章节：第二章 常用模拟电路及其应用3. 模拟电路参数计算与调整：放大器增益、频率响应、滤波器截止频率等；教材章节：第三章 模拟电路参数计算与调整4. 实验与仿真：使用实验设备进行模拟电路搭建、测试；利用Multisim软件进行模拟电路仿真；教材章节：第四章 实验与仿真5. 项目实践：设计并实现一个小型的模拟信号处理系统；教材章节：第五章 项目实践教学安排与进度：1. 第一周：介绍模拟电子技术基本概念，学习放大器、滤波器等基本电路；2. 第二周：学习常用模拟电路及其应用，进行实验设备使用培训；3. 第三周：深入学习模拟电路参数计算与调整方法，开展实验与仿真教学；4. 第四周：进行项目实践，分组设计并实现模拟信号处理系统；5. 第五周：项目展示与评价，总结课程学习成果。

信号发生器
二、面板介绍
频率显示器 1/10，1/1 外/内
频
直
率
流
波 形
调 脉制 调 频 宽度 制 率
电粗 源调
细 衰 输 幅同 幅 调 减 出 度步 度
AC/150V/MAX
F2 输 出
对 称 度
频 率
信号发生器
三、使用举例
产生一个f=3.2kHz，Vpp=2V的正弦波
1）按下电源按钮 3）按下10KHz键 5）调节幅度
2）选择波形为正弦波 4）调节频率，先粗调，后细调 6）连接示波器1647型信号发生器有两个独立的函数发 生器和一个数字频率计组成。主发生器频 率范围为0.1Hz--6.5MHz，从发生器频率范 围为0.01Hz--10KHz， 它们可以独立工作, 分别输出正弦、三角、方波等常用信号， 也可以相互配合，产生调频、调幅等调制 波形。数字频率计可显示本机发生器输出 信号频率，也可检测 0.1Hz--20MHz外接信 号的频率。

信号发⽣器课程设计完整版多功能信号发⽣器摘要随着EDA技术以及⼤规模集成电路技术的迅猛发展，波形发⽣器的各⽅⾯性能指标都达到了⼀个新的⽔平。

Altera,Xilinx,AMD 等公司都推出了⽐较好的CPLD和FPGA产品，并为这些产品的设计配备了设计、下载软件，这些软件除了⽀持图形⽅式设计数字系统外，还⽀持设计多种数字系统的语⾔，使数字系统设计起来更加容易。

SOPC-NIOS EDA/SOPC实验开发系统是根据现代电⼦发展的⽅向，集EDA和SOPC系统开发为⼀体的综合性实验开发系统，除了满⾜⾼校专、本科⽣和研究⽣的SOPC 教学实验开发之外，也是电⼦设计和电⼦项⽬开发的理想⼯具。

整个开发系统由核⼼板SOPC-NIOSII-EP2C35、SOPC开发平台和扩展板构成，根据⽤户不同的需求配置成不同的开发系统。

采⽤CPLD/FPGA器件在QuartuesII 设计环境中⽤VHDL语⾔完成的波形发⽣器具有频率稳定性⾼，可靠性⾼，输出波形稳定等特点。

本⽂介绍了基于EDA技术的波形发⽣器的研究与设计。

在本课程设计中使⽤Altera公司的EP2C35系列的FPGA芯⽚，利⽤SOPC-NIOSII-EP2C35开发板⾼速AD/DA转换模块等资源，运⽤LPM-ROM制定的⽅法设计的波形发⽣器，利⽤4×4键盘阵列实现了正弦波，⽅波，三⾓波，以及锯齿波四种波形的输出及频率和幅度的控制，并利⽤液晶显⽰模块实现信号频率、波形和幅度的显⽰，经过实际下载到FPGA实验板上，设计要求已经完全实现。

关键字：FPGA；VHDL；EDA；QUARUS2；多功能信号发⽣器⽬录1.摘要-----------------------------------------------------------12.多功能发⽣器设计⽬的与设计的意义-------------------------------3 2.1多功能发⽣器设计⽬的---------------------------------------32.2多功能发⽣器设计的意义-------------------------------------33.多功能发⽣器课程设计的内容及相关要求---------------------------34多功能发⽣器设计的⽅案以及相关原理-----------------------------44.1. 多功能发⽣器设计的原理框图-------------------------------44.2 多功能信号发⽣器的实现的⽅案------------------------------44.21 频率产⽣模块------------------------------------------44.22 键盘控制模块------------------------------------------54.23 波形控制模块------------------------------------------64.24 16*16点阵显⽰模块和数码管显⽰模块--------------------74.25 ⽤LPM-ROM制定的波形数据的⽂件模块--------------------75.多功能发⽣器的仿真结果及波形------------------------------------86 多功能发⽣器设计的⼼得体会--------------------------------------87. 多功能发⽣器设计的参考⽂献-------------------------------------98.附录-----------------------------------------------------------10 附录A 多功能发⽣器的原理总框图-------------------------------10附录B 各个模块的相关程序-------------------------------------12B.1 频率控制模块的程序----------------------------------12B.2 键盘控制模块程序------------------------------------15B.3 波形控制模块程序------------------------------------18B.4 16*16点阵与数码管显⽰模块--------------------------20B.5 波形数据⽂件程序------------------------------------262.多功能发⽣器设计⽬的与设计的意义2.1 设计⽬的（1）掌握⽅波—三⾓波——正弦波函多功能发⽣器的原理及设计⽅法。

C
ICL
L1
Uo _
Ui Uf
_
+ L2 Uf _
ICL Uf与Ui同相，满足相位平衡条件 同相，
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f. 电压 f超 电压U 前ICL90° °
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(2) 幅度条件 由于反馈信号U 由于反馈信号 f取自电感 L2， 改变电感中间抽头位 ， T
C L1
置，调整反馈强弱，容 + L2 Uf _ 易满足幅度条件。 满足幅度条件。
N2
T
+
(4) 电路的特点 a.调节 2方便，起振容易。 调节N 方便，起振容易。 调节
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模拟电子技术基础
b. 振荡频率高。 振荡频率高。 c. 电路的品质因数高。 电路的品质因数高 d. 输出波形好。 输出波形好。 e. 频率稳定性高。 频率稳定性高。 f. 体积、重量大。 体积、重量大。 g.受 变压器分布参数的 受 限制， 限制 ， 振荡频率不能很 高。
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5. 电容三点式正弦波振荡电路
电容器的三个端
+
T
+
子分别与T的三个 子分别与 的三个 L 电极相连接，故 称之为电容三点 式振荡电路。 式振荡电路。
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交流通路
+
T
+
T L
L
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简化的交流通路 T L
T
L
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(3) 电路的品质因数
–
Z
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信号发生器的课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解信号发生器的原理与功能，掌握其基本组成部分和使用方法。

2. 学生能够描述信号发生器在不同波形下的特点，如正弦波、方波、三角波等。

3. 学生能够运用信号发生器进行简单的信号生成与处理。

技能目标：1. 学生能够独立操作信号发生器，进行基本信号的产生和调整。

2. 学生能够通过信号发生器完成简单的实验，如观察波形、测量频率等。

3. 学生能够运用所学知识解决实际电路中与信号发生相关的问题。

情感态度价值观目标：1. 学生培养对电子技术实验的兴趣，增强实践操作的自信心。

2. 学生形成良好的团队合作意识，能够在实验过程中相互协作、共同进步。

3. 学生认识到信号发生器在电子技术领域的重要性，激发对相关学科的学习热情。

分析课程性质、学生特点和教学要求：本课程为电子技术实验课程，以信号发生器为核心，结合教材内容，使学生掌握信号发生器的原理、使用方法及在实际电路中的应用。

针对高中年级学生，课程注重理论与实践相结合，培养学生动手操作能力和实验技能。

教学要求明确、具体，注重培养学生的实际操作能力和解决问题的能力。

课程目标分解：1. 知识目标：通过课堂讲解、实验演示和课后复习，使学生掌握信号发生器的相关知识。

2. 技能目标：通过分组实验、课后练习和实际操作，提高学生的动手能力和实验技能。

3. 情感态度价值观目标：通过课程学习，激发学生对电子技术的兴趣，培养良好的团队合作意识和学习态度。

二、教学内容本课程教学内容以教材中信号发生器相关章节为基础，涵盖以下方面：1. 信号发生器原理：介绍信号发生器的工作原理、基本组成部分及其功能。

2. 信号发生器种类：分析不同类型的信号发生器，如模拟信号发生器、数字信号发生器等。

3. 波形生成与调整：讲解正弦波、方波、三角波等常见波形的生成原理，以及如何使用信号发生器进行波形的调整。

4. 信号发生器应用：介绍信号发生器在实际电路中的应用，如模拟信号源、时钟信号发生等。

广东工业大学华立学院课程设计（论文）课程名称模拟电子技术题目名称信号发生器学生学部（系）信息与计算机学部专业班级09信息工程1班学号学生姓名指导教师黎燕霞2011年6月27 日广东工业大学华立学院课程设计（论文）任务书一、课程设计（论文）的内容数字电子计时器一般有振荡器、分频器、译码器和显示器等几部分组成，这些都是数字电路应用最广泛的基本电路。

本设计要求设计一个数字电子秒表，该秒表具有显示、连续计时、直接清零、启动计时和停止计时等功能。

二、课程设计（论文）的要求与数据1. 要求秒表范围0.1-9.9秒，设计精度为0.1秒；2. 要求用一个开关控制三种工作状态，其转换顺序为清零-计时-停止-清零。

3. 要求画好电路图，阐明电路的工作原理，说明设计思想；三、课程设计（论文）应完成的工作1. 完成数字电子秒表的设计（包括计数器设计、555振荡模块设计、时序控制电路设计、数码显示器设计），绘制电路原理图；2. 完成课程设计报告的撰写。

四、课程设计（论文）进程安排五、应收集的资料及主要参考文献【1】邓保青.数字电子技术实验指导书.【2】王毓银.数字电路逻辑设计（脉冲与数字电路第三版）.高等教育出版社，2003.11.【3】康华光.电子技术基础-数字部分（第四版）.高等教育出版社，2006.6.【4】李大友.数字电路逻辑设计.清华大学出版社，2007.12.【5】阎石.数字电子技术基础（第四版）.高等教育出版社，2005.6.发出任务书日期：2011年6月1日指导教师签名：计划完成日期：2011 年6月30日教学单位责任人签章：目录1前言 (1)2设计目的与任务 (1)2.1设计目的 (1)2.2设计的任务 (2)2.3课程设计的要求及指标 (2)3数字电子秒表设计 (3)3.1电子秒表的基本组成和工作原理 (4)3.2发生电路 (5)3.2.1 脉冲发生器（由555构成的多谐振荡器）原理 (5)3.2.2 脉冲发生器（由555构成的多谐振荡器）的参数计算 (5)3.3计数电路 (6)3.4译码显示电路 (8)4电路仿真 (10)5数字电子技术的内容 (10)5.1 数字电子设计的要求及步骤 (11)5.2.组装调试 (12)6元器件明细清单 (13)7参考文献 (13)1前言随着电子技术的发展，电子技术在各个领域的运用越来越广泛。

宁波大红鹰学院《模拟电子技术》课程设计报告课题名称：信号发生器分院：机械与电气工程学院教研室：电气工程及其自动化班级：姓名：学号：指导教师：严金龙李燕二○一三年十二月课题名称一、设计任务1.1设计要求1．利用集成运算放大器LM358设计一个简易信号发生器，要求能产生正弦波、方波和三角波三种波形。

2．采用双电源供电形式：电源12CC V V =+、12EE V V =-； 输出信号满足：（1）正弦波：V pp >=2V ；方波：V pp =13.5V ；三角波：V pp =8V ； （2）频率：110HZ ； （3）波形无明显失真。

1.2系统框图方波发生电路积分电路产生RC自激震荡产二、硬件设计2.1正弦波发生电路图1 正弦波RC串并联选频网络如下图（a）所示，它在正弦波振荡电路中既为选频网络，又为正反馈网络，所以其输入电压为，输出电压为。

当信号频率足够低时，，因而网络的简化电路及其电压和电流的向量如图(b)所示。

超前，当频率趋于零时，相位超前趋近于+900，且趋近于零。

当信号频率足够高时，，因而网络的简化电路及其电压和电流的向量如图（c）所示。

滞后，当频率趋近于无穷大时，相位滞后趋近于-900，且趋近于零。

当信号频率从零逐渐变化到无穷大时，的相位将从+900逐渐变化到-900。

因此，对于RC串并联选频网络，必定存在一个频率f0，当f=f0时，=同相。

通过计算可求出RC串并联选频网络的频率特性，如下图所示，其谐振频率。

为使f0=110hz，即使RC=1/220*3.14，确定了C的值就得到一个电阻的值。

R=1.447（1.45）KΩ，C=1uf。

RC桥式正弦波振荡电路：因为正弦波振荡器的起振条件是，从幅频特性曲线可得，当f=f0时，F=1/3，所以当A>3时，即RC串并联选频网络匹配一个电压放大倍数略大于3的正反馈放大器时，就可构成正弦波振荡器。

从理论上讲，任何满足放大倍数要求的放大电路与RC串并联选频网络都可组成正弦波振荡电路；但是，实际上，所选用的放大电路应具有尽可能大的输入电阻和尽可能小的输出电阻，以减小放大电路对选频特性的影响，使振荡频率几乎仅仅决定于选频网络。

《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。

齐鲁理工学院课程设计说明书题目函数信号发生器的设计课程名称模拟电子技术基础二级学院机电工程学院专业自动化班级 2015级学生姓名周福青学号 201510532082指导教师臧红岩范卉青设计起止时间：2016年12 月19 日至2016年12 月22 日目录摘要 (2)1课程设计的目的和设计的任务 01.1课程设计目的 01.2设计任务 01.3课程设计的要求及技术指标 02函数发生器的总方案及结构 02.1函数发生器的总方案及总电路 02.2结构图 (2)3各组成部分的工作原理及仿真 (2)3.1方波发生电路的工作原理 (2)3.2方波－三角波转换电路工作原理 (4)3.3三角波－正弦波转换电路工作原理 (6)4电路的计算 (7)4.1电路的计算 (7)4.2电路参数选择 (8)5.结论 (9)参考文献： (11)致谢 (12)附录Ⅰ元器件的选用规格 (13)函数信号发生器摘要：信号发生器，是一种在科研和生产中经常用到的基本波形产生器，也是常用的测试仪器，常用的信号源有正弦波，方波，三角波，等。

随着大规模集成电路的迅速发展，多功能信号发生器已经被制成专业集成电路，可以产生精确度较高的正弦波，方波，三角波等多种信号。

各种信号的频率可以通过调节外接电阻和电容的参数值进行调节，为快速而准确的得到并利用这些基本波形提供了很大的方便。

在测量各种电信系统或电信设备的振幅特性、频率特性、传输特性及其它电参数时，以及测量元器件的特性与参数时，用作测试的信号源或激励源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。

其中它能产生多种波形，如三角波、锯齿波、矩形波（含方波）、正弦波。

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。

河北科技大学课程设计报告学生姓名：学号：专业班级：课程名称：模拟电子技术基础学年学期： 2 013 —2 014 学年第一学期指导教师：2 0 13 年 12 月课程设计成绩评定表目录(一)任务 (1)(二)电路原理图 (1)(三)单元电路设计 (2)(四)元件明细表 (3)(五)安装调试与心得体会 (3)(六)附录 (6)(七)参考文献 (6)(一)任务设计电路实现正弦波方波三角波之间的转换，并实际焊接出电路板实现这些功能。

(二)电路原理图在这个原理图中，是采用正弦波→方波→三角波的方案，其中正弦波采用RC桥式振荡电路产生，其特点是振幅和频率稳定且调节方便，能够产生频率可调范围很宽的正弦波信号;再通过过零比较器产生主啵，再经过RC积分电路产生三角波。

同时，该电路结构非常简单，并能产生良好的正弦波和方波信号，但经过RC积分电路产生同步的三角波信号存在一定的难度。

原因是若积分电路的时间常数不变，随着方波的频率的改变，输出的三角波的幅度同时改变。

若要保持三角波的输出幅度不变且线性良好，必须同时改变积分常数的大小。

且在过零比较器后加入一个比例电路把5V电压变成1V电压。

具体原理图(三)单元电路设计1)正弦波产生电路正弦波产生电路，不仅要产生所输出的信号，还要作为产生方波的输入信号，这一部分是采用改动的RC桥式振荡电路，可以调节频率和放大器的增益。

RC桥式振荡电路：它由放大环节和选频网络两部分组成。

以运算放大器构成放大环节，由电阻R1、R2、D2和D3串联，电阻R3、C7、R4和C6并联所组成的网络为RC串并联选频网络。

根据：f=1/2πRC①R2>=2R1②f=2000HZ③C6=C7=10nF④联立可得出各电阻电容的值。

2)方波产生电路放大器形成开环形式，正弦波信号Ui从反向端输入，同相端接地。

当输入信号Ui<0时，输出电压（即方波的产生点的电压）U0为正极限值UOM;.因为理想放大器的电压增益Au→无穷。