基于运放的信号发生器 设计 终结版

基于NE5532的信号发生器设计设计基于NE5532的信号发生器引言信号发生器是一种用于产生不同频率和波形的电子设备，被广泛应用在实验室、教学和工程领域。

本文将介绍基于NE5532运算放大器的信号发生器的设计过程和关键步骤。

一、NE5532概述NE5532是一种双运放集成电路，具有高增益、低噪声等特点。

它可以用于音频放大电路和信号处理电路。

二、设计步骤1.确定需求首先，需要确定设计信号发生器的要求，包括频率范围、波形、输出电平等。

2.选择运放电路根据信号发生器的要求，选择合适的运放电路。

NE5532可以用作方法放大器、积分器、微分器等电路。

3.设计放大电路根据选择的运放电路，设计放大电路。

可以根据不同的需求选择不同的电阻和电容值以及连接方式。

4.设计反馈网络根据放大电路设计反馈网络，以实现稳定的增益和频率响应。

可以使用电阻和电容来实现反馈网络。

5.设计输入输出接口设计输入输出接口，包括输入信号源和输出负载。

可以使用电容来隔离输入和输出端。

6.选择电源供应选择合适的电源供应电路，为运放提供稳定的电源电压。

可以使用稳压电路或滤波电路。

7.最终调试将设计的各个部分连接在一起，并进行最终的调试。

可以通过观察输出波形和测量频率响应等指标来验证设计的正确性。

三、电路图下图为基于NE5532的信号发生器的简化电路图。

(插入电路图)四、常见问题及解决方案1.输出波形失真可能是由于电源电压不稳定、输入信号失真或运放参数设置错误等原因引起。

可以通过检查电源电压、更换信号源和重新设置运放参数来解决。

2.频率不稳定可能是由于输入信号源频率变化过大、电容和电阻值选择不当或电源电压不稳定等原因引起。

可以通过更换稳定的信号源、重新选择电容和电阻值以及优化电源电压来解决。

3.噪声较大可能是由于电源电压质量不好、输入信号源质量差、运放回路设计不合理等原因引起。

可以通过改进电源供应、使用更好的信号源和优化运放回路设计来减少噪声。

五、总结本文介绍了基于NE5532的信号发生器的设计过程和关键步骤。

实验⼗基于运放的信号发⽣器实验（400HZ~100KHZ）任务书【实验名称】基于运放的信号发⽣器设计【设计任务】本课题要求使⽤集成运算放⼤器制作正弦波发⽣器，在没有外加输⼊信号的情况下，依靠电路⾃激振荡⽽产⽣正弦波输出电路。

【设计要求】1、采⽤经典振荡电路，产⽣正弦信号，频率范围400Hz~100kHz2、双电源供电3、信号经过放⼤、驱动电路，可在1KΩ负载条件下：（1）正弦波最⼤峰-峰值3V，幅值可调，谐波失真⼩于3%【提供元器件】1、运算放⼤器LM3244、⼆极管5、电阻电容电位器同轴电位器⼀设计思路与解决⽅法模电实验报告设计要求①：采⽤经典振荡电路，产⽣正弦信号，频率范围100Hz~100kHz解决⽅案：使⽤运算放⼤器LM324，组成由基本放⼤电路，选频⽹络，正反馈⽹络构成的经典振荡电路，产⽣⾃激振荡的正弦波。

使⽤同轴电位器，对信号的频率范围进⾏调节，使其在100Hz~100kHz时可产⽣幅值不变的正弦波。

设计要求②：双电源供电解决⽅案：选取数电箱的两个15V电压输出，将第⼀组的+15V端接在LM324的4管脚（即运放器的Vcc端）；第⼀组的-15V接在第⼆组的+15V端，再将第⼆组的+15V端接地；第⼆组的-15V端接在LM324的11管脚（即运放器的GND端）设计要求③：信号经过放⼤、驱动电路，可在1KΩ负载条件下：（1）正弦波最⼤峰-峰值3V，幅值可调，谐波失真 3%2.1经典振荡器部分经典振荡器部分由基本放⼤电路，选频⽹络，正反馈⽹络组成。

其中，基本放⼤电路作⽤：使电路获得⼀定幅值的输出量；选频⽹络作⽤：确定电路的振荡频率，保证电路产⽣正弦波振荡；正反馈⽹络作⽤：在振荡电路中,当没有输⼊信号的情况下,输⼊正反馈信号作为输⼊信号。

⼀．实验原理振荡电路有RC正弦波振荡电路、桥式振荡电路、移相式振荡电路和双T⽹络式振荡电路等多种形式。

其中应⽤最⼴泛的是RC 桥式振荡电路，电路如图1．电路分析RC 桥式振荡电路由RC 串并联选频⽹络和同相放⼤电路组成，图中RC 选频⽹络形成正反馈电路，决定振荡频率0f 、1R 、f R 形成负反馈回路，决定起振的幅值条件，该电路的振荡频率，D1、D2为稳压管。

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。

电子设计大赛简易信号发生器设计总结报告团队信息团队名称：创新电子团队成员：[成员1]，[成员2]，[成员3]指导老师：[指导老师姓名]设计时间：2024年4月1日至2024年5月30日一、项目背景与目标随着电子技术的快速发展，信号发生器在电子实验与教学中扮演着重要角色。

本次电子设计大赛，我们团队设计并制作了一个简易信号发生器，旨在通过实践加深对电子电路设计的理解，并提升动手能力。

二、设计目标功能要求：能够产生正弦波、方波和三角波等基本信号。

性能指标：频率范围1Hz至1MHz，波形失真度小于5%。

成本控制：在保证性能的前提下，尽量降低成本。

三、设计方案1. 电路设计振荡器：采用555定时器设计多谐振荡器，产生方波信号。

波形转换：通过RC滤波电路，将方波转换为正弦波。

频率控制：使用可变电阻调整振荡频率。

2. 电源设计电源模块：采用稳定的直流电源供电。

3. 信号输出输出接口：设计标准BNC接口，方便与其他设备连接。

4. 人机交互控制面板：设计简洁直观的控制面板，包括频率调节旋钮和波形选择开关。

四、制作过程1. 电路搭建按照设计方案，使用面包板搭建电路，进行初步测试。

2. 电路调试对振荡器频率进行调试，确保波形稳定。

调整RC滤波电路参数，优化正弦波波形。

3. 封装设计设计电路板封装，提高电路的稳定性和可靠性。

4. 功能测试对信号发生器进行全面的功能测试，包括频率范围、波形失真度等。

五、测试结果频率测试：信号发生器能够稳定输出1Hz至1MHz的信号，满足设计要求。

波形测试：正弦波、方波和三角波波形清晰，失真度小于5%。

稳定性测试：长时间工作后，信号发生器性能稳定，无明显漂移。

六、问题与解决问题一：初期设计中，方波信号的上升沿和下降沿不够陡峭。

解决：优化电路参数，增加电容值，改善了波形质量。

问题二：在高频信号输出时，出现信号失真。

解决：调整滤波电路设计，优化信号传输路径，降低了失真。

七、总结与展望通过本次设计大赛，我们团队不仅提升了电子设计和调试的能力，也加深了对信号发生器工作原理的理解。

模拟电子技术研究性学习论文基于LM324的简易函数发生器的设计学院：电子信息工程学院专业：通信工程学生姓名：学号：指导教师：白双2014 年06 月03 日中文摘要信号发生器广泛应用于电子工程、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。

本文设计了以运算放大器LM324为核心器件的一个能产生正弦波、矩形波、三角波的简易低频信号发生器。

通过对电路分析，确定了元器件的参数，并利用Multisim软件仿真电路的理想输出结果。

关键词：信号发生器、RC桥式振荡电路、运算放大器AbstractSignal generator is widely used in measurement, communication, auto-control and other electric fields. This paper using operational amplifier LM324 as core device to design a simple low-frequency signal generator, which can generate sine, square, triangular. The parameters of the circuit are tested and recognized. Multisim software simulates the output of the three waves.Keywords：signal generator, RC bridge oscillator circuit, operational amplifier目录第一章引言 (3)第二章原理分析 (3)2.1RC振荡电路 (3)2.2过零比较器 (4)2.3积分运算电路 (5)2.4LM324运算放大器 (5)第三章电路设计 (7)3.1正弦波发生模块 (7)3.2矩形波发生模块 (7)3.3三角波发生模块 (8)第四章电路的仿真与调试 (8)第五章总结 (10)参考文献 (11)第一章引言信号发生器是指产生所需参数的电测试信号的仪器。

信号发生器设计与总结报告摘要：任务内容是设计并制作一台信号发生器，使之能产生正弦波、方波和三角波信号，因此我们用专门的函数信号发生器IC MAX038设计输出三角波、方波和正弦波的函数信号发生器，频率范围10Hz～1MHz，能够满足实验与检测的需求。

主要器件选用函数信号发生器可以由晶体管、运放IC等通用器件制作，更多的则是用专门的函数信号发生器IC产生。

早期的函数信号发生器IC，如L8038、BA205、XR2207/2209等，它们的功能较少，精度不高，频率上限只有300kHz，无法产生更高频率的信号，调节方式也不够灵活，频率和占空比不能独立调节，二者互相影响。

鉴于此，美国马克西姆公司开发了新一代函数信号发生器ICMAX038，它克服了上述芯片的缺点，可以达到更高的技术指标，是上述芯片望尘莫及的。

MAX038频率高、精度好，因此它被称为高频精密函数信号发生器IC。

在锁相环、压控振荡器、频率合成器、脉宽调制器等电路的设计上，MAX038都是优选的器件。

其内部电路框图如下图所示。

MAX038的性能特点：1）能精密地产生三角波、锯齿波、矩形波（含方波）、正弦波信号。

2）频率范围从0.1Hz～20MHz，最高可达40MHz，各种波形的输出幅度均为2V（P－P）。

3）占空比调节范围宽，占空比和频率均可单独调节，二者互不影响，占空比最大调节范围是10％～90％。

4）波形失真小，正弦波失真度小于0.75％，占空比调节时非线性度低于2％。

5）采用±5V双电源供电，允许有5％变化范围，电源电流为80mA，典型功耗400mW，工作温度范围为0～70℃。

6）内设2.5V电压基准，可利用该电压设定FADJ、DADJ的电压值，实现频率微调和占空比调节。

MAX038采用DIP－20封装形式，各管脚的功能如下表所示。

注：表中5个地内部不相连，需外部连接。

电路设计整机电路由信号产生级、电压放大级、功率输出级和电源四部分组成。

设计一用于RFID读卡器测试的幅移键控发生器（ASK），其结构如图4-1所示。

正弦振荡器输出频率为125kHz，幅度为3V；脉冲源输出频率为10kHz。

图4-1 ASK测试发生器实验具体要求如下：（1）设计电路，使用专业软件绘制电路原理图。

（2）阐述振荡器、脉冲源的设计原理，给出必要的参数计算过程；说明模拟开关电路的控制原理。

（3）对正弦振荡器进行仿真，给出仿真电路图和正弦波输出波形，验证输出频率和幅度的正确性，给出误差说明。

（4）对振荡源进行仿真，给出仿真电路图和正弦波输出波形，验证输出频率的正确性，给出误差说明。

（5）若所设计的方案中，模拟开关可以仿真，则对整机进行仿真，给出ASK输出仿真图，说明波形的正确性。

（选做）2. 实验结果图4-2整机电路图Pcb 设计阐述振荡器、脉冲源的设计原理，给出必要的参数计算过程；说明模拟开关电路的控制原理。

1.振荡器采用RC 文氏桥振荡电路，由f0=125kHz=,取C1=C2为0.01μF ，算得R15=R16为127Ω。

根据起振条件AF>1,取R4=45kΩ，R3=15kΩ。

因为幅值参数难以确定，所以在输出后加一级同相比例放大电路，根据振荡电路输出幅值，确定同相比例放大倍数，故确定R11和R12的值。

以此达到输出3v的目的。

脉冲源由滞回比较器和RC电路构成。

其f0=10kHz=取C3为0.01μF,算得R1为1000Ω，R2=40kΩ，R6=25kΩ。

由两个稳压管控制输出幅度。

模拟开关采用CD4066，将脉冲信号输入控制端，当脉冲信号为高电平时，模拟开关导通，实现振荡信号输出。

当脉冲信号为低电平时，模拟开关断开，进而实现ASK信号输出。

（3）对正弦振荡器进行仿真，给出仿真电路图和正弦波输出波形，验证输出频率和幅度的正确性，给出误差说明。

图4-3 正弦输出波形仿真图频率误差：(8.799-8.000)/8.000=9.9%幅度误差：（3.045-3.00）/3.00=1.5%由误差分析可得，正弦波频率误差较大，但仍满足题目要求，误差可能来源于 元件参数选择的匹配度元件实际值与理论值存在的误差幅度的误差较小，误差来源可能是元件实际值与理论值存在的误差同相比例放大倍数不够精确对振荡源进行仿真，给出仿真电路图和脉冲波输出波形，验证输出频率的正确性，给出误差说明。

北京工业大学课程设计报告学院电子信息与控制工程专业通信工程班级 120241 组号 14题目1、压控阶梯波发生器2、基于运放的信号发生器设计姓名周文晨学号********指导老师张国英成绩2014 年05 月29 日压控阶梯波发生器【实验名称】压控阶梯波发生器【设计任务】在规定时间内设计并调试一个由电压控制的阶梯波发生器。

【设计要求】1、输出阶梯波的频率能被输入的直流电压所控制，频率控制范围为600Hz---1000Hz。

2、输出阶梯波的台阶数为10级，且比例相等。

3、输出阶梯波的电压为1V/级。

4、输入控制电压的范围为0.5V至6V。

5、电路结构简单，所用原器件尽量少，成本低。

【调试要求】利用实验室设备和指定器件进行设计，组装和调试，达到设计的要求，写出总结报告仿真图，草图，电路图附本实验的报告后【参考元器件】1、运算放大器uA741,LM324，LM358.2、TTL电路74LS20，74LS161 ，74LS175。

3、CMOS缓冲器CD40104、稳压管二极管5、电阻电容电位器设计思路一：输出阶梯波的台阶数为十阶想法：采用十进制计数器，确保每十个时钟信号后清零。

选取74LS161芯片二：输出阶梯波每阶比例相等，电压为1V/阶想法：⑴采用权组网路，将数字信号转化为模拟信号⑵运用放大器，将输出信号放大以满足要求。

选取运算放大器LM358芯片另外，74LS161是单纯的计数功能芯片，带负载能力很弱。

对于后面串上的几十千欧级的电阻显得力不从心。

用万用表实测74LS161输出管脚的电压值，也确实发现高电平对应的实际电压值并不恒定。

为改善这样的情况，需把74LS161输出加到74LS175上，再把74LS175的输出加到CD4010上CD4010是缓冲器，可以把不稳的输入电压缓冲为稳定的输出电压，而且电流加大，大大加强了带负载的能力。

74LS175和CD4010共同组成了缓冲器，虽然对电路的逻辑功能没有影响，但却是实现电路功能不可或缺的一部分。

目录第一章设计内容及要求 (1)1.1、设计要求 (1)1.2、问题分析 (1)1.3、方案假设 (1)1.4、方案分析 (1)第二章函数发生器的总方案及原理图 (2)2.1原理框图 (2)2.2函数发生器总方案 (2)第三章简易信号发生器的基本原理 (2)3.1 桥式正弦波振荡器 (2)3.2 迟滞比较器 (3)3.3 积分电路 (3)第四章电路仿真 (4)4.1 正弦波波形 (4)4.2 方波波形 (4)4.3 三角波波形 (5)第五章课程设计总结 (6)第一章设计内容及要求1.1、设计要求1.有三种输出波形2.能产生20HZ-10HZ连续可调的正弦波和三角波，峰峰值在-5-+5之间。

3.产生20HZ-10HZ连续可调的方波，输出峰峰值在0-10之间。

1.2、问题分析对于要求1，我们可以想到用单片机，555，比较器，或其他芯片来产生方波，之后用积分器和震荡电路来产生三角波和正弦波。

对于要求2，我们可以通过调节单片机的按钮和编程的设置来调节频率，555定时器可以通过调节电阻的大小和接法来调节频率，比较器通过调整电阻的大小来调整频率，或者对于其他的芯片来说我们可以用规定的方法来调节。

对于要求3，峰峰值的大小我们可以采用分压法和放大法来实现，例如，采用电阻分压接法，和三极管的基本放大电路。

1.3、方案假设方案1，用滞回比较电路产生方波，积分电路产生三角波，用RC振荡电路产生正弦波，通过调整滞回电路调整频率。

方案2，用555定时器长生连续可调方波，后接不同比例的阻容来分别产生三角波，和正弦波。

方案3，用MAX038产生波形，通过调整A0和A1来产生不同波形。

方案4，用单片机控制AD9850来产生，此过程需编程。

1.4、方案分析对于方案1，用滞回比较电路产生方波，积分电路产生三角波，用RC振荡电路产生正弦波，通过调整滞回电路调整频率。

这样的电路设计简单，成本低廉，但是对于不太稳定，出来的结果差强人意。

北京工业大学课程设计报告学院电控专业通信工程班级通信工程242 组号10题目步进电机控制电路基于运放的信号发生器设计姓名学号09024226同组人指导老师成绩2011年5月步进电机控制电路提纲：一、设计要求二、电路设计三、步进电机的实际连接及测量四、实验中遇到的问题及解决方案五、收获体会六、参考资料一、设计要求步进电机控制电路（一）、设计任务本课题要求设计一个步进电机控制电路，该电路能对步进电机的运行状态进行控制。

（二）、基本要求1、能控制步进电机正转和反转及运行速度，并由LED显示运行状态。

（步进电机工作方式可为单四拍或双四拍）。

2、测量步进电机的步距角。

(通过实测步进电机旋转一周所需要的脉冲数，推算出步进电机的步距角)。

（三）、扩展要求设计步进电机工作方式为四相八拍。

（四）、设计框图步进电机控制电路主要由脉冲发生电路、环行脉冲分配电路、控制逻辑及正反控制门、功率放大器（驱动电路）和步进电机等组成。

（五）、参考元器件NE555，计数器74LS161，74LS08，74LS74，74LS14（04），74LS138（74LS153），四相步进电机，发光二极管，续流二极管IN4004，复合三极管TIP122，5Ω（1W）电阻，其他电容、电阻若干。

补充说明：a、本实验提供的是四相步进电机，它对外有六条引线，其中二条为公共端、另外四条分别为A相、B相、C相、D相，但引脚具体排序未知，故在使用前需要对步进电机进行分析，测试，并判断出具体的相序。

b、四相步进电机磁激励方式基本有三种：i、单四拍方式，通电顺序为A——B——C——D——A；ii、双四拍方式，通电顺序为AB——BC——CD——DA——AB；iii、四相八拍方式，通电顺序为A——AB——B——BC——C——CD——D——DA——A。

如果按上述三种通电方式和通电顺序进行通电，则步进电机将正向转动。

若通电顺序与上述相反，如单四拍方式，通电顺序A——D——C——B——A，则步进电机将反向转动。