函数发生器设计和仿真实现

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。

电子课程设计题目：函数信号发生器的设计学院：机械工程学院班级：测控技术与仪器071班作者：学号：指导教师：2010年7月7日摘要：该函数发生器采用AT89S51 单片机作为控制核心，外围采用数字/模拟转换电路（DAC0832）、运放电路（1458N）等。

电路采用AT89S51单片机和一片DAC0832数模转换器组成函数信号发生器，在单片机的输出端口接DAC0832进行DA转换，再通过运放进行波形调整，最后输出波形接在示波器上显示。

它具有价格低、性能高和在低频范围内稳定性好、操作方便、体积小、耗电少等特点。

由于采用了1458N运算放大器，使其电路更加具有较高的稳定性能，性能比高。

此电路清晰，出现故障容易查找错误，操作简单、方便。

本设计主要应用AT89S51作为控制核心。

硬件电路简单，软件功能完善，控制系统可靠，性价比较高等特点，具有一定的使用和参考价值。

关键词：AT89S51、DAC0832、波形调整【Abstract】： For special requirement the function generator usingAT89S51 microcontroller as the control, external analog / digital conversion circuit (DAC0832), op-amp circuit (1458C) and so on. AT89S51 microcontroller circuit and an integral function DAC0832 digital-signal generator, the microcontroller output port connected to DA converter DAC0832, and then wave through the op amp to adjust the final output connected to the oscilloscope waveform display. It has a low cost, high performance and low frequency range, good stability, easy operation, small size, low power consumption and so on. As a result of 1458G operational amplifier circuit to a more stable performance with high performance is high. The circuit clear, easy to find failure error, simple and convenient.The design of the main application AT89S51 as the control center. Simple hardware circuit, software, functional, and reliable control system, high cost performance characteristics, has some use and reference.Key words:AT89S51, DAC0832, waveform adjust目录1、设计概述1.1、设计任务----------------------------------4 1.2、方案选择与论证----------------------------41.3、系统设计框图------------------------------52、硬件电路设计--------------------------------53、软件系统设计3.1、阶梯波设计思想及流程图--------------------133.3、三角波和正弦波设计思想--------------------144、系统软件仿真4.1、protues仿真原理图------------------------154.2、仿真波形图--------------------------------165、课程设计心得体会---------------------------176、参考文献------------------------------------177、附录附录一：protel原理图----------------------------18 附录二：PCB图 ----------------------------------18 附录三：焊接后的电路板实物图---------------------19 附录四：实际电路板调试后发生阶梯波图-------------19附录五：实验源程序-------------------------------191.1设计任务与要求：1采用AT89S51及DAC0832设计函数信号发生器；2输出信号为正弦波或三角波或阶梯波；3输出信号频率为100Hz，幅度-5V—+5V可调；4必须具有信号输出及外接电源、公共地线接口，程序在线下载接口。

基于ICL8038的函数信号发生器仿真报告09工试2班麻辉凯一、ICL8038内部结构介绍图1 ICL8038内部电路方框图该芯片由三角波振荡电路、比较器1、比较器2、触发器、三角波—正弦波变换电路、恒流源CS1、CS2 等组成。

恒流源CS1、CS2主要用于对外接电容C 进行充电放电, 可利用4、5脚外接电阻调整恒流源的电流, 以改变电容C 的充放电时间常数, 从而改变10脚三角波的频率。

两个比较器分别被内部基准电压设定在2/3Vs 与1/3Vs。

使两个比较器必须在大于2/3Vs 或小于1/3Vs 的范围内翻转。

其输出同时控制触发器, 使其一方面控制恒流源CS2 的通断, 另一方面输出方波经集电极开路缓冲器, 由9 脚输出方脉冲, 而10脚经缓冲器直接由3 脚输出三角波, 另外还经三角波—正弦波变换电路由2 脚输出低失真正弦波。

外接电容C 由两个恒流源充电和放电。

若S 断开, 仅有电流I1 向C 充电, 当C 上电压上升到比较器1 的门限电压2/3Vs 时, 触发器输出Q = 1。

开关S 导通, CS2 把电流I2加到C上反充电, 当I2> I1 时, 相当于C 由一个净电流I2- I1放电, 此时C 上电压逐渐下降, 当下降到比较器2的门限电压1/3Vs时, R·S 触发器被复位,Q = 0, 于是S 断开CS2, 仅有CS1 对C充电, 如此反复形成振荡, C上电压近似为三角波, 而触发器输出则为方波。

当两个电流源CS1、CS2 的电流分别设定为I、2I时, 电容C上的充电、放电时间相等, 则10脚三角波以及变换的正弦波就是对称的, 方波的占空比是50%。

若恒流源CS1、CS2的电流不满足上述关系, 则3脚输出非对称的锯齿波, 2 脚输出非对称的正弦波, 9脚输出占空比为2%～ 98% 的脉冲波形。

另外改变恒流源I的大小, 即可改变振荡信号的频率。

二、频率和占空比的计算图2 外部定时电阻的连接所有波形的对称性都可以通过调节外部定时电阻来调节。

《电子线路EAD仿真技术》课程标准适用专业：电子技术应用开设时间：第三学期课时数：56一、课程任务与性质根据电子技术应用专业人才培养方案，《电子线路EAD仿真技术》课程任务主要有以下7项。

1. 在电路分析中的应用；2．在电源电路中的应用；3．在集成运放电路中的应用；4．在单片机仿真中的应用；5．在通信电路中的应用；6．在模拟电路中的应用；7．在数字电路中的应用。

电子线路EAD仿真技术是配合《电路分析》、《模拟电子技术》、《数字电子技术》等课程开设的综合创新层次的训练课程，是一门通过软件进行电路分析、设计的软件教学课程，是现代化计算机技术对电工电子实践教学的进一步优化，是对理论教学的深化和补充，课程可以有效地帮助学生提高实践能力，增强实践信心。

同时优化和整合实验室资源。

鉴于目前的设备及我国EAD软件的流通性，本课程以Multisim软件为主体。

二、学习目标（一）专业能力1．培养学生掌握利用计算机进行电子电路设计和分析的能力；2．掌握Multisim电子电路仿真软件的基本功能与使用方法；3．掌握模拟电路、数字电路、高频电路和电力电子电路的基本电路和应用电路的计算机仿真设计和分析的基本方法；4．了解原理图设计过程中应注意的问题和一些特殊元器件的布局、散热、安装等设计时应注意的问题；6．具有建立电子电路应用与设计的整体概念的能力；（二）方法能力1．具有应用软件的自学能力；2．具有电子电路的设计能力；3．具有实际工程的应用能力；4．具有软件设计规范习惯的养成能力。

（三）社会能力1．具有良好的职业道德和敬业精神；2．具有团队意识及妥善处理人际关系的能力；3．具有沟通与交流能力；4．具有计划组织能力和团队协作能力。

三、课程内容四、教学设计说明（一）教学总体思路《电子线路EAD仿真技术》课程分为7个教学模块，教学内容从易到难，由浅入深，由简单到综合，循序渐进。

每个教学模块又分为若干个教学项目，通过教学项目学习相关的知识内容，然后实施任务，理论联系实际。

multisim函数发生器使用Multisim是一款强大的电路设计和模拟软件，可以模拟各种电路，并提供丰富的仿真工具。

Multisim中的函数发生器是一种可以产生多种波形信号的电路，它可以产生正弦波、方波、三角波等不同波形的信号。

在这里，我们将介绍Multisim函数发生器的使用方法。

1. 打开Multisim软件，选择“新建”按钮，打开新建电路窗口。

2. 在工具栏中找到“Active Analog”部分，选择“函数发生器”，将函数发生器拖动到新建电路窗口中。

3. 在函数发生器的属性窗口中，可以设置输出波形的类型和频率。

在波形类型选项卡中，可以选择正弦波、方波、三角波、锯齿波等不同类型的波形。

在频率选项卡中，可以设置输出波形的频率。

可以使用鼠标滚轮或手动输入进行设置。

4. 在函数发生器的属性窗口中，还可以设置输出电压的振幅和直流偏置。

在振幅选项卡中，可以设置输出电压的振幅，可以使用鼠标滚轮或手动输入进行设置。

在偏置选项卡中，可以设置输出电压的直流偏置，可以使用鼠标滚轮或手动输入进行设置。

5. 连接电路。

将函数发生器的正、负极分别连接到其他器件的正、负极即可。

6. 仿真。

在Multisim软件中，可以进行电路仿真。

可以预览和测量电路中各个电器件的电压、电流等数据，以及输出波形的形状和频率等数据。

总之，Multisim函数发生器是一种可以产生多种波形信号的电路，它可以为电路设计者提供丰富的波形信号来验证其电路设计的合理性和可靠性。

在使用函数发生器时，需要根据实际需求进行设置，才能得到满意的输出波形。

北华航天工业学院《电子技术》课程设计报告报告题目：信号发生器设计电路作内容摘要本方案主要用集成运放LM324和UA741等元器件设计组成一个简易函数信号发生器。

该函数信号发生器主要由迟滞比较器、积分器电路、二阶RC有源低通滤波器电路等三部份组成。

迟滞比较器电路形成方波，经积分器电路输出三角波，再经二阶RC有源低通滤波器电路形成正弦波，通过电源实现1~12V可调，经过电位器实现频率调节。

由此构成了一个简易的函数信号发生器。

本实验主要通过使用Multisim、protel软件等完成电路的软件设计。

关键字：集成运放方波三角波正弦波目录一、概述 (1)二、方案设计与论证 (2)1．方案一 (2)2．方案二 (2)三、单元电路设计与分析 (2)1．迟滞比较器 32．积分器 (3)3．低通滤波器 (3)四、总原理图及元器件清单 (4)五、结论 (6)六、心得体会 (6)七、参考文献 (6)一、概述通过集成运放构成迟滞比较器、积分器和低通滤波电路，依次分别输出方波、三角波、正弦波。

通过调节电压源或滑动变阻器，可改变波形的幅值和频率。

二、方案设计与论证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 (如低频信号函数发生器S101全部采用晶体管)，也可以采用集成电路(如单片函数发生器模块8038)。

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．方案一采用分立器件实现电路组成，主要的部件有双运放uA741运算放大器、电压比较器、积分运算电路、二阶低通滤波电路、选择开关、电位器和一些电容、电阻组成。

该方案由三级单元电路组成的，第一级单元可以产生方波，第二级可以产生三角波，第三级可以产生正弦波。

北京邮电大学电子电路综合设计实验实验报告实验题目：函数信号发生器院系：信息与通信工程学院班级：姓名：学号：班内序号：一、课题名称：函数信号发生器的设计二、摘要：方波-三角波产生电路主要有运放组成，其中由施密特触发器多谐振荡器产生方波，积分电路将方波转化为三角波，差分电路实现三角波-正弦波的变换。

该电路振荡频率由第一个电位器调节，输出方波幅度的大小由稳压管的稳压值决定；正弦波幅度和电路的对称性分别由后两个电位器调节。

关键词：方波三角波正弦波频率可调幅度三、设计任务要求：1．基本要求：设计制作一个方波-三角波-正弦波信号发生器，供电电源为±12V。

1）输出频率能在1-10KHZ范围内连续可调；2）方波输出电压Uopp=12V(误差<20%)，上升、下降沿小于10us；3）三角波输出信号电压Uopp=8V(误差<20%)；4）正弦波信号输出电压Uopp≥1V，无明显失真。

2．提高要求：1）正弦波、三角波和方波的输出信号的峰峰值Uopp均在1~10V范围内连续可调；2）将输出方波改为占空比可调的矩形波，占空比可调范围30%--70%四、设计思路1. 结构框图实验设计函数发生器实现方波、三角波和正弦波的输出，其可采用电路图有多种。

此次实验采用迟滞比较器生成方波，RC积分器生成三角波，差分放大器生成正弦波。

除保证良好波形输出外，还须实现频率、幅度、占空比的调节，即须在基本电路基础上进行改良。

由比较器与积分器组成的方波三角波发生器，比较器输出的方波信号经积分器生成三角波，再经由差分放大器生成正弦波信号。

其中方波三角波生成电路为基本电路，添加电位器调节使其频率幅度改变；正弦波生成电路采用差分放大器，由于差分放大电路具有工作点稳定、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。

2．系统的组成框图五、分块电路与总体电路的设计1．方波—三角波产生电路如图所示为方波—三角波产生电路，由于采用了运算放大器组成的积分电路，可得到比较理想的方波和三角波。

基于proteus的信号发生器的设计摘要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。

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，其频率范围可从几个微赫到几十兆赫，除供通信、仪表和自动控制系统测试用外，还广泛用于其他非电测量领域。

本设计是使用集成运算放大器设计的一种宽度可调的矩形波发生器。

它主要由反相输入的滞回比较器和RC电路组成，通过RC充、放电实现输出状态的自动转换。

而使电容的正向和反向充电时间常数不同，利用二极管的单向导电性引导电流流经不同的通路，就形成占空比可调的矩形波发生电路。

高频、低频和超低频信号发生器，大多使用文氏桥振荡电路，即RC振荡电路，通过改变电容和电阻值，改变频率。

用以上原理设计的信号发生器，其输出波形一般只有两种，即正弦波和脉冲波，其零点不可调。

而且价格也比较贵，一般在几百元左右。

在实际应用中，超低频波和高频波一般是不用的，一般用中频，即几十赫兹到几十千赫兹。

关键字：信号发生器、宽度可调、矩形波、锯齿波、时间常数1.概述在电子技术日新月异的形势下，信息技术随之迅猛发展。

信息是存在于客观世界的一种事物现象，人们正是通过信息的获取、存储、传输和处理等来不断认识和改造世界的。

而信号作为信息的载体，是指带有信息的随时间或其他自变量变化的物理量或物理现象，信号时使用极为广泛的基本概念，无论是在自然科学领域，还是在社会科学领域都存在大量的应用研究问题。

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。

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，其频率范围可从几个微赫到几十兆赫，除供通信、仪表和自动控制系统测试用外，还广泛用于其他非电测量领域。

例如在通信、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，就需要能够产生高频的振荡器。

基于Multisim的简易函数信号发生器设计与仿真函数信号发生器是具有两种或两种以上波形信号输出的信号发生器。

把几种不同类型的基本电路组合在一起就可以构成一个函数发生器。

本电路是由一个文氏桥振荡电路。

过零比较电路，积分电路，电压跟随电路和直流稳电路组成。

其工作原理是：首先由文氏桥振荡电路产生一个所需频率的正弦波振荡信号，该正弦信号一部分由电压比较器引出，另一部分由电压跟随器耦合到过零比较电路的输入端，经比较器处理后，将在输出端产生一个相同频率的方波信号，同理，一部分方波信号由电压跟随器引出作为发生器方波信号输出；另一部分继续由跟随器送入下一级积分电路，方波信号被积分电路处理后，在输出端输出一个相同频率的三角波信号，并由跟随器引出作为发生器又一信号输出。

在整个过程中，直流稳压电路作为所有集成运放提供电源。

如图1-1所示：图1-1一、电源选择集成稳压电源是指将不稳定的直流电压变为稳定的直流电压，由于集成稳压器具有稳压精度高、工作稳定可靠、外围电路简单、体积小、质量轻等显著优点，所以它完全可以跟信号发生器提供稳定电源。

集成稳压电路基本结构如图1-2所示，该电路是采用LM7818和LM7918构成的正、负18伏电压同时输出的稳压电源电路，其他元件参数如图所示：图1-2二、文氏桥振荡电路选择振荡电路是大多数信号发生器电路的核心技术，文氏桥振荡电路为其中的一种，在电路中选择合适的元器件参数，便可得到相应的输出频率和振幅，即)foutπ=，而振幅取决于集成运放的峰Up1RC2/(（1）参数分析根据设计要求，需应用集成运放设计频率为1KHZ的信号发生器a 选择C6 C7 R3 R4取C6=C7=0.015uF 则R4= 1/（2πfC）= 1/（2π⨯106⨯⨯）=10.6KΩ1000-.0015取系列值R3 = R4 = 10KΩb 选择ICIC 选用MC4558CG 型集成运放，其基本参数如下：nodes: 3=+ 2= - 1=out 5=V+ 4=V-* V CC = 18 V EE = -18 C C = 1e-011 A= 200000 R I = 2e+006* R O = 75 V OS = 0.002 I OS = 2e-008 I BS = 8e-008C 选择 R 1 R 2 VD 2 VD 3采用非线性元件VD 2 VD 3 来自动调节反馈强弱，即利用二极管正向伏安特性的非线形可实现正弦波发生器的自动稳幅。

基于51单片机的简易函数信号发生器的设计与分析郭 辉（阜阳师范学院信息工程学院，安徽阜阳，236037）摘要：函数信号发生器设计与分析是单片机实践中的一重要实验。

本文采用Proteus 对函数信号发生器的原理图进行设计，并通过Keil 软件编程验证该设计的可行性，通过调节按键，该简易函数信号发生器可以正确输出正弦波、锯齿波、梯形波、矩形波，并可以通过按键对相应波形的频率进行调节，最终通过Proteus 制作出该电路的PCB 原理图。

本设计对单片机项目设计与实现具有一定的指导意义。

关键词：信号发生器；AT89C51；Proteus ；Keil ；PCB 中图分类号：TP368.1 文献标识码：BDesign and analysis of a simple function signal generator based on 51 single chip microcomputerGuo Hui（College of Information Engineering,Fuyang Teachers' College,Fuyang Anhui,236037）Abstract ：This paper uses the principle of figure Proteus function signal generator is designed,and the feasibility of the design is verified by Keil software programming,by adjusting the key,the simple function signal generator can output sine wave,Ju Chibo,trapezoidal wave,rectangular wave,and can be adjusted through the key corresponding to the frequency of the waveform, eventually produced by Proteus PCB principle diagram of the circuit.Keywords ：signal generator;AT89C51;Proteus;Keil;PCB 0 引言Proteus 软件为英国Labcenter electronics 公司开发的EDA 工具软件。

电子电路模拟综合实验实验报告2011年4月3日函数信号发生器的设计与调测摘要使用运放组成的积分电路产生一定频率和周期的三角波、方波（提高要求中通过改变积分电路两段的积分常数从而产生锯齿波电压，同时改变方波的占空比），将三角波信号接入下级差动放大电路（电流镜提供工作电流），利用三极管线性区及饱和区的放大特性产生正弦波电压并输出。

关键词三角波-正弦波运放积分电路差动放大电路镜像电流源实验内容1、基本要求：a)设计制作一个可输出正弦波、三角波和方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，占空比可调范围30%-70%；3）三角波Uopp=8V；4）正弦波Uopp>1V。

b)设计该电路的电源电路（不要求实际搭建），用PROTEL软件绘制完整的电路原理图（SCH）2、提高要求：a)三种输出波形的峰峰值Uopp均可在1V-10V范围内连续可调。

b)三种输出波形的输出阻抗小于100欧。

c)用PROTEL软件绘制完整的印制电路板图（PCB）。

实验原理1，方波三角波产生电路如图所示为方波-三角波产生电路，由于采用了运放组成的积分电路，可得到比较理想的方波和三角波。

该电路振荡频率和幅度便于调节，输出方波幅度的大小由稳压管VDW1，VDW2的稳压值决定。

改变R1和Rf的比值可调节Uo2m的大小。

电路与原件的确定：①根据所需振荡频率的高低和对方波前后沿陡度的要求，选择电压转换速率合适的运放。

②根据所需输出方波幅度的要求，选择稳压值合适的稳压管的型号和限流电阻Ro的大小。

③根据输出三角波的幅度要求，确定R1与Rf的大小R1=Uo2m*Rf/（Uz+Ud）2，电流镜偏震差动放大器的设计差动放大器具有很高的共模抑制比，被广泛地应用于集成电路中，常作为输入级或中间放大级。

⑴确定静态工作点电流Ic1.Ic2和Ic3静态时，差动放大器不加输入信号，对于电流镜Re3=Re4=ReIr=Ic4+Ib3+Ib4=Ic4+2Ib4=Ic4+2Ic4/β=Ic4=Ic3上式表明恒定电流Ic3主要有电源电压和电阻R，Re4决定，与晶体管的参数无关。

模拟电路综合设计案例21、函数发生器设计1 .题目概述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元件（如视频信号函数发生器S101全部采用晶体管），也可以采用集成电路（如单片函数发生器5G8038）。

为进一步掌握电路的基本理论及实验调试技术，本课题要求设计由集成运算放大器与晶体管差分放大器共同组成的方波-三角波-正弦波函数发生器。

2 .设计任务（1）设计方波-三角波-正弦波函数发生器，性能指标要求：1）频率范围100Hz—1kHz;1—10kHz.2）输出电压范围方波Up-p=24V；三角波Up-p=6V；正弦波U>1V。

3）波形特征方波t r<10μs（kHz,最大输出时），三角波失真系数γ<2%，正弦波失真系数γ<5%。

（2）可以采用双运放μA747差分放大器设计也可以采用其他电路完成。

通过查找资料选定两个以上方案，进行方案比较论证，确定一个较好的方案。

（3）使用电源AC220V3．设计要求1）调研，查找并收集资料。

2）总体设计，画出框图。

3）单元电路设计，进行必要的计算。

4）电气原理设计---绘制原理图。

5）列元器件明细表。

6）用EWB对设计电路进行仿真实验，并给出仿真结果及关键点的波形。

7）上述任务完成后，用单片函数发生器模块或其他类似集成芯片按照上述指标再次设计一台函数发生器电路，并与前一方案进行比较、总结。

8）撰写设计说明书。

9）参考资料目录。

4 .设计提示用运算放大器组成比较器产生方波，将方波输入用运放组成的积分器可以产生三角波，三角波在一定条件下可以变换为正弦波。

2、串联型直流稳压电源设计1.题目概述串联型直流稳压电源是一种应用较为广泛的电源电路，该带路具有输出电压调节范围宽、元器件选择合适、性能指标高等优点。

通过本设计项目，使学生能独立完成小功率直流稳压电源的电路设计、参数运算、器件选择，提高学生运用所学知识进行综合性设计的能力。

《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。

函数信号发生器仿真设计
1.功能要求
（1）在给定的+12v、-12v直流电源电压条件下，使用运算放大器设计并制作一个函数信号发生器。

（2）函数信号发生器包括方波、三角波、正弦波产生电路，且频率和幅度可调。

（3）信号频率：1Hz-1kHz。

（4）输出电压为：方波V P-P<=24v
三角波V P-P<=8v
正弦波V P-P》4v
2.总体设计方案
产生正弦波、方波、三角波的方案有多种，可以首先产生正弦波，然后通过整形电路将正弦波变换成方波，再有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。

本实例采用先产生方波-三角波，再将三角波变换成正弦波的电路设计方法，其电路组成框图如图1所示：
正弦波V03
图1
图1中，比较器输出的方波经由积分器后输出三角波；三角波经由差分放大器变换为正弦波输出。

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。

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。

3. 单元电路设计。

函数信号发生器的设计与仿真作者：石玉军刘振来来源：《现代电子技术》2008年第09期摘要：针对经济欠发达的西部地区学校经费不足的特点，利用集成运算放大器LM301，设计出能产生正弦、三角、方波、梯形、锯齿波和尖顶波等多种波形的函数信号发生器，且通过仿真很好地得到了各种波形。

该函数信号发生器能满足一般的实验及演示的需要，并且成本很低，操作简洁方便，具有一定的参考价值。

关键词：集成运算放大器;三角波;正弦波;方波;函数信号发生器中图分类号：TN710 文献标识码：B文章编号：1004-373X(2008)09-091-Design and Simulation of Function Signal Generator(Hexi University,Zhangye,734000,China)Abstract：Aiming at characteristics of economic shortage in western,LM301 integrated operational amplifier circuit design is developed which can producesine,triangular,square,trapezoidal,sawtooth waveform and other steeple wave of function signal generator.It can satisfy the needs of the experiments and demonstration by simulating,and the cost is low,operation succinct convenient.Keywords：integrated operational amplifier;triangular wave;sine wave;square wave;function signal generator1 引言信号发生器是实验室的基本设备之一，目前广泛使用的是一些标准产品，虽然功能齐全、性能指标较高，但是价格较贵，而且许多功能用不上。

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。