信号发生器课程设计报告完整版

简易函数信号发生器设计报告一、引言信号发生器作为一种测试设备，在工程领域具有重要的应用价值。

它可以产生不同的信号波形，用于测试和调试电子设备。

本设计报告将介绍一个简易的函数信号发生器的设计方案。

二、设计目标本次设计的目标是：设计一个能够产生正弦波、方波和三角波的函数信号发生器，且具有可调节频率和幅度的功能。

同时，为了简化设计和降低成本，我们选择使用数字模拟转换（DAC）芯片来实现信号的输出。

三、设计原理1.信号产生原理正弦波、方波和三角波是常见的函数波形，它们可以通过一系列周期性的振荡信号来产生。

在本设计中，我们选择使用集成电路芯片NE555来产生可调节的方波和三角波，并通过滤波电路将其转换为正弦波。

2.幅度调节原理为了实现信号的幅度调节功能，我们需要使用一个可变电阻，将其与输出信号的放大电路相连。

通过调节可变电阻的阻值，可以改变放大电路的放大倍数，从而改变信号的幅度。

3.频率调节原理为了实现信号的频率调节功能，我们选择使用一个可变电容和一个可变电阻，将其与NE555芯片的外部电路相连。

通过调节可变电容和可变电阻的阻值，可以改变NE555芯片的工作频率，从而改变信号的频率。

四、设计方案1.正弦波产生方案通过NE555芯片产生可调节的方波信号，并通过一个电容和一个电阻的RC滤波电路，将方波转换为正弦波信号。

2.方波产生方案直接使用NE555芯片产生可调节的方波信号即可。

3.三角波产生方案通过两个NE555芯片，一个产生可调节的方波信号，另一个使用一个电容和一个电阻的RC滤波电路，将方波转换为三角波信号。

五、电路图设计设计的电路图如下所示：[在此插入电路图]六、实现效果与测试通过实际搭建电路，并连接相应的调节电位器，我们成功地实现了信号的幅度和频率调节功能。

在不同的调节范围内，我们可以得到稳定、满足要求的正弦波、方波和三角波信号。

七、总结通过本次设计，我们成功地实现了一个简易的函数信号发生器，具有可调节频率和幅度的功能。

目录一、课程设计要求二、设计过程（1）设计题目（2）设计源代码（3）设计结果（4）结果分析三、设计总结与心得体会四、课程设计指导书一、课程设计要求1、课程设计指导书①《数字信号处理（第二版）》，丁玉美等，西安电子科技大学出版社；②《MATLAB 及在电子信息课程中的应用》，陈怀琛等，电子工业出版社。

2、课程设计题目⑴、信号发生器用户根据测试需要，可任选以下两种方式之一生成测试信号：①、直接输入（或从文件读取）测试序列；②、输入由多个不同频率正弦信号叠加组合而成的模拟信号公式（如式1-1 所示）、采样频率（Hz）、采样点数，动态生成该信号的采样序列，作为测试信号。

⑵、频谱分析使用FFT 对产生的测试信号进行频谱分析并展示其幅频特性与相频特性，指定需要滤除的频带，通过选择滤波器类型（IIR / FIR），确定对应的滤波器（低通、高通）技术指标。

⑶、滤波器设计根据以上技术指标（通带截止频率、通带最大衰减、阻带截止频率、阻带最小衰减），设计数字滤波器，生成相应的滤波器系数，并画出对应的滤波器幅频特性与相频特性。

①IIR DF 设计：可选择滤波器基型（巴特沃斯或切比雪夫型）；②FIR DF 设计：使用窗口法（可选择窗口类型，并比较分析基于不同窗口、不同阶数所设计数字滤波器的特点）。

⑷、数字滤波根据设计的滤波器系数，对测试信号进行数字滤波，展示滤波后信号的幅频特性与相频特性，分析是否满足滤波要求（对同一滤波要求，对比分析各类滤波器的差异）。

①IIR DF：要求通过差分方程迭代实现滤波（未知初值置零处理）；②FIR DF：要求通过快速卷积实现滤波（对于长序列，可以选择使用重叠相加或重叠保留法进行卷积运算）。

⑸、选做内容将一段语音作为测试信号，通过频谱展示和语音播放，对比分析滤波前后语音信号的变化，进一步加深对数字信号处理的理解。

3、具体要求⑴、使用MATLAB（或其它开发工具）编程实现上述内容，写出课程设计报告。

多用信号发生器课程设计一、教学目标本课程旨在让学生了解和掌握信号发生器的基本原理、使用方法和应用场景。

通过本课程的学习，学生应达到以下目标：1.知识目标：–了解信号发生器的基本原理和结构；–掌握信号发生器的操作方法和使用技巧；–理解信号发生器在不同领域的应用。

2.技能目标：–能够正确使用信号发生器进行实验和测试；–能够根据实验需求选择合适的信号发生器参数；–能够对信号发生器进行简单的故障排除和维护。

3.情感态度价值观目标：–培养学生的实验操作能力和团队合作精神；–增强学生对电子技术的兴趣和好奇心；–培养学生对科学实验的严谨态度和安全意识。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.信号发生器的基本原理和结构：介绍信号发生器的工作原理、组成部分及其功能。

2.信号发生器的操作方法和使用技巧：讲解如何正确操作信号发生器，包括仪器的启动、设置、调节等步骤。

3.信号发生器在不同领域的应用：介绍信号发生器在通信、电子工程、物理实验等领域的具体应用。

4.实验操作和技能训练：安排实验室实践环节，让学生亲自动手操作信号发生器，进行实际应用和技能训练。

三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用以下教学方法：1.讲授法：教师讲解信号发生器的基本原理、结构和操作方法。

2.讨论法：学生进行小组讨论，分享对信号发生器应用的理解和经验。

3.案例分析法：分析具体的信号发生器应用案例，让学生了解信号发生器在不同领域的实际应用。

4.实验法：安排实验室实践环节，让学生亲自动手操作信号发生器，提高实验操作能力。

四、教学资源为了支持本课程的教学，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用合适的信号发生器教材，为学生提供理论学习的参考。

2.参考书：提供相关的电子技术书籍，丰富学生的知识体系。

3.多媒体资料：制作课件和教学视频，帮助学生更好地理解信号发生器的原理和操作。

4.实验设备：准备足够的信号发生器设备，确保每个学生都能在实验环节亲自动手操作。

课程设计报告一、设计题目信号发生器的设计二、设计目的1．掌握数字系统的设计方法；2．掌握硬件描述语言——Verilog HDL；3．掌握模块化设计方法；4．掌握开发软件的使用方法。

三、设计要求1．能够正常输出正弦波，方波，三角波；2．能够设置与调整幅度；3．波形选择；四、设计平台（软件、硬件）1．Quartus2简介Altera Quartus II 作为一种可编程逻辑的设计环境, 由于其强大的设计能力和直观易用的接口，越来越受到数字系统设计者的欢迎。

Altera Quartus II 设计软件是业界唯一提供FPGA和固定功能HardCopy器件统一设计流程的设计工具。

工程师使用同样的低价位工具对Stratix FPGA进行功能验证和原型设计，又可以设计HardCopy Stratix器件用于批量成品。

系统设计者现在能够用Quartus II软件评估HardCopy Stratix器件的性能和功耗，相应地进行最大吞吐量设计。

Altera的Quartus II可编程逻辑软件属于第四代PLD开发平台。

该平台支持一个工作组环境下的设计要求，其中包括支持基于Internet的协作设计。

Quartus平台与Cadence、ExemplarLogic、MentorGraphics、Synopsys和Synplicity等EDA供应商的开发工具相兼容。

改进了软件的LogicLock模块设计功能，增添了FastFit编译选项，推进了网络编辑性能，而且提升了调试能力。

2．Modelsim简介Mentor公司的ModelSim是业界最优秀的HDL语言仿真软件，它能提供友好的仿真环境，是业界唯一的单内核支持VHDL和Verilog混合仿真的仿真器。

它采用直接优化的编译技术、Tcl/Tk技术、和单一内核仿真技术，编译仿真速度快，编译的代码与平台无关，便于保护IP核，个性化的图形界面和用户接口，为用户加快调错提供强有力的手段，是FPGA/ASIC设计的首选仿真软件。

EDA设计报告----基于DDS的正弦信号发生器专业:班级:学号:姓名:目录一、DDS信号发生器原理 (2)二、基于DDS的正弦信号发生器设计实现 (3)三、DDS信号发生器原理图 (6)四、仿真结果 (7)五、硬件调试结果及分析 (7)六、心得与体会 (9)一. DDS信号发生器原理对于正弦信号发生器, 它的输出可以用下式来描述：其中, Sout是指该信号发生器的输出信号波形, fout 只输出信号对应的频率。

上式的表述对于时间t是连续的, 为了用数字逻辑实现该表达式, 必须进行离散化处理, 用基准时钟clk进行抽样, 令正弦信号的的相位θ为在一个clk周期Ｔclk, 相位θ的变化量为其中fclk指clk的频率对于2π可以理解为“满”相位, 为了对Δθ进行数字量化, 把2π切割成2N, 用词每个clk周期的相位增量Δθ用量化值BΔθ来描述: BΔθ=（Δθ·2N）/2π, 且BΔθ为整数与上式联立可得:显然, 信号发生器可以描述其中θk-1指前一个clk周期的相位值, 同样得出由以上推倒可以得出, 只要对相位的量化值进行简单的累加运算, 就可以得到正弦信号的当前相位值, 而用于累加的香味增量量化值BΔθ决定了信号的输出频率fout并呈现简单的线性关系。

直接数字合成器DDS就是根据以上原理而设计的数控频率合成器, 下图为其基本DDS结构, 主要有相位累加器、相位调制器、正弦ROM查找表构成图中的相位累加器、相位调制器、正弦ROM查找表是DDS结构中的数字部分,二、基于DDS的正弦信号发生器设计实现根据设计原理框图分别设计出加法器、寄存器、正弦波ROM。

1.32位加法器ADDER32设计在原理图文件文件下在空白处双击, 单击“MegaWizard Plug-In Manager”选择第一项选择器件为cyclone, 语言方式为VerilogHDL。

在算数项Arithmetic中选择计数器LPM_ADD_SUB.存于所建工程文件夹下命名为ADDER32.单击NEXT,进入以后对话框后选择32位加法器工作模式选择有一位加法进位输出, 选择有符号加法方式, 选择2级流水线工作模式 ,此时该加法器变为有时序电路的模块, 最后至finish按钮, 编辑完成。

目录1设计的目的及任务1.1 课程设计的目的1.2 课程设计的任务与要求2函数信号发生器的总方案及原理图2.1 电路设计原理框图2.2 电路设计方案设计3 各部分电路设计及选择3.1 方波发生电路的工作原理3.2 方波、三角波发生电路的选择3.3三角波---正弦波转换电路的选择3.4总电路图4 电路仿真与调试4.1 方波---三角波发生电路、三角波---正弦波转换电路的仿真与调试 4.2方波---三角波发生电路、三角波---正弦波转换电路的实验结果5 PCB制版6 设计总结7仪器仪表明细清单8 参考文献1．课程设计的目的和设计的任务1.1 设计目的1．掌握用集成运算放大器构成正弦波、方波和三角波函数发生器的设计方法。

2.学会安装、调试与仿真由分立器件、调试与仿真由分立器件与集成电路组成的多级电子电路小系统。

2.2设计任务与要求：设计一台波形信号发生器，具体要求如下：1．输出波形：方波、三角波、正弦波。

2．频率围：在1 Hz－10Hz，10 Hz -100 Hz,100 Hz -1000 Hz等三个波段。

3.频率控制方式：通过改变RC时间常数手控信号频率。

4．输出电压：方波UＰ－Ｐ≤24V，三角波UＰ－Ｐ＝8V，正弦波UＰ－Ｐ>1V。

5.合理的设计硬件电路，说明工作原理及设计过程，画出相关的电路原理图。

6.选用常用的电器元件（说明电器元件选择过程和依据）。

7.画出设计的原理电路图，作出电路的仿真。

8.提交课程设计报告书一份，A3图纸两，完成相应答辩。

2．函数发生器总方案及原理框图图1-1 整体原理框图2.2 函数发生器的总方案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。

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。

闽南师范大学物理与电子信息工程系课程设计报告课题：方波、三角波、正弦波发生器电路课设名称信号发生器课设题目简易信号发生器的设计专业：电气工程及其自动化班级姓名：学号：座号：系别：物理与电子信息工程系指导教师：2013年5 月20日目录1、设计任务 (3)1.1设计要求……………………………………………………………………3.1．1.1任务 (3)1.1.2设计要求 (3)1.2系统框图 (3)2.波形原理图 (3)3.波形仿真与示波器观察波形 (5)4、单元电路的设计 (12)4.1方波、三角波发生电路 (12)4.1.1工作原理的分析 (13)4.1.2参数的计算及器件的选择 (15)4.2 正弦波发生电路 (15)4.2.1工作原理的分析及其参数的计算及器件的选择 (15)5、系统测试 (17)5.1 使用的测试仪器 (17)5.2 测试的方法和步骤 (17)5.3测试结果 (18)6、结论..................................................错误！未定义书签。

187.附录 (19)附录一：元器件清单 (19)附录二：原理图 (20)附录三：PCB图 (20)附录四：实物图（正反面） (21)1.设计任务1.1设计要求利用集成运算放大器LM324设计一个简易函数信号发生器，要求能产生正弦波、方波和三角波三种波形。

1.1.2设计要求采用双电源供电形式：电源12CC V V =+、12EE V V =-；要求在2k Ω负载条件下，输出信号满足：（1）正弦波：V V PP 10≥；方波：V V PP 14≤；三角波：V V PP 8≤ ； （2）频率范围：200Hz ~3kHz 范围内连续可调； （3）波形无明显失真。

1.2系统框图2.波形原理图 2.1正弦波发生电路2.2方波、三角波发生电路3.波形仿真与示波器观察波形3.1 数据的测量正弦波方波三角波3.2仿真结果方波三角波正弦波4、单元电路的设计4.1.1方波、三角波工作原理1积分电路是一种运用较为广泛的模拟信号运算电路，它是组成各种模拟电子电路的重要基本单元，它不仅可以实现对微分方程的模拟，同时在控制和测量方波-三角波发生电路波形图系统中，积分电路也有着广泛运用，利用其充放电过程可以实现延时，定时以及各种波形的产生.积分电路还可用于延时和定时。

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。

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。

序号（学号）：1223000101吉林建筑大学城建学院课程设计报告信号发生器的设计姓名宋丽萍系电气信息工程系专业电子信息工程班级电子12-1指导教师雷艳敏(副教授)2013 年12 月27 日目录摘要 (1)ABSTRACT (3)第1章前言 (4)1.1绪论 (4)1.2 设计目的 (4)第2章信号发生器的设计原理 (5)2.1原理框图 (5)2.2信号发生器的原理图 (5)2.2.1矩形波发生电路及工作原理 (5)2.2.2正弦波发生电路及工作原理 (6)3.2.3三角波发生电路及工作原理 (7)第3章仿真电路分析 (9)3.1 矩形波波形 (10)3.2 三角波波形 (11)3.3 正弦波波形 (12)总结 (15)参考文献 (16)致谢 (17)附录1整机原理图 (18)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。

采用集成运放和分立元件相结合的方式，利用迟滞比较器电路产生方波信号，以及充分利用差分电路进行电路转换，从而设计出一个能变换出三角波、正弦波、方波的简易信号发生器。

通过对电路分析，确定了元器件的参数，并利用仿真软件仿真电路的理想输出结果，克服了设计低频信号发生器电路方面存在的技术难题，使得设计的低频信号发生器结构简单，实现方便。

本设计是信号发生器的设计，主要由比较器、积分器构成，它能产生频率范围为1KHZ～10KHZ内的方波、三角波、正弦波。

关键词 : 方波；正弦波；三角波；信号发生器ABSTRACTSignal generator is widely used in electronics engineering, communication engineering, automatic control, remote control, measuring instrument, instrument and computer technology. Using integrated op-amp and the way of the combination of discrete component, using hysteresis comparator circuit to produce square wave signal, and make full use of the differential circuit to convert the circuit, so as to design a can transform a simple triangle wave, sine wave and square wave signal generator. Based on circuit analysis, to determine the parameters of the components, and by using simulation software simulation circuit of the ideal output, overcomes the low frequency signal generator circuit design of technical problems, makes the design of the low frequency signal generator has simple structure, easy to implement.This design is the design of the signal generator, mainly by the comparator, integrator, differential amplifier, it can produce within the frequency range of 1 KHZ ~ 10 KHZ square wave, triangle wave, sine wave.Key Words: square wave; Sine wave; Triangle wave. Signal generator第1章前言1.1绪论凡是产生测试信号的仪器，统称为信号源，也称为信号发生器，它用于产生被测电路所需特定参数的电测试信号。

简介在人们认识自然、改造自然的过程中, 经常需要对各种各样的电子信号进行测量, 因而如何根据被测量电子信号的不同特征和测量要求, 灵活、快速的选用不同特征的信号源成了现代测量技术值得深入研究的课题。

信号源主要给被测电路提供所需要的已知信号(各种波形), 然后用其它仪表测量感兴趣的参数。

信号源在各种实验应用和实验测试处理中, 它不是测量仪器, 而是根据使用者的要求, 作为各种激励源, 仿真各种测试信号, 提供给被测电路, 以满足测量或各种实际需要。

多波信号发生器就是信号源的一种, 能够给被测电路提供所需要的波形。

多波信号发生器多采用模拟电子技术, 由分立元件或模拟集成电路构成, 产生正弦波、方波、三角波、矩形波等幅值可调的信号。

任务要求1、能产生矩形波、方波、三角波、正弦波等波形；2、产生的矩形波的占空比可调；3、产生的方波、三角波、正弦波的频率和幅度在一定范围内可调；4、产生的波形在一定程度上不失真。

设计方案方案一设计原理方框图:原理方框图（方案一）设计电路原理图:方案原理: 555定时器接成多谐振荡器工作形式, C2为定时电容, C2的充电回路是RV1→R2→RV2→C2；C2的放电回路是C2→RV1→R2→IC的7脚(放电管)。

由于RV1.RV2为可调电阻, 因此充放电时间常数可调, 同时频率在一定的范围内可调, 当充电时间常数与放电时间常数近似相等, 由IC的3脚输出的是近似对称方波；当充电时间常数与放电时间常数不相等时, 由IC的3脚输出的是矩形波。

IC的3脚输出的方波经过R5与C5组成的积分电路时, 此时会对C5进行充放电, 输出三角波。

三角波经过二级低通滤波器, 滤除高次谐波, 产生正弦波。

发光二极管VD用作电源指示灯。

方案二：方案原理方框图:原理方框图（方案二）设计电路原理图:方案原理: 上图为RC 桥式正弦波振荡器。

其中RC 串、并联电路构成正反馈支路, 同时兼作选频网络, R1.R2.RV1及二极管等元件构成负反馈和稳幅环节。

信号发生器设计一、设计任务设计一信号发生器，能产生方波、三角波和正弦波并进行仿真。

二、设计要求基本性能指标：(1)频率范围100Hz~1kHz；(2)输出电压：方波U p-p≤24V，三角波U=6V，正弦波U p-p>1V。

p-p扩展性能指标：频率范围分段设置10Hz~100Hz, 100Hz~1kHz，1kHz~10kHz；波形特性方波t r<30u s（1kHz，最大输出时）用仪器测量上升时间，三角波r△<2%，正弦波r<5%。

（计算参数）～三、设计方案信号发生器设计方案有多种，图1是先产生方波、三角波，再将三角波转换为正弦波的组成框图。

图1 信号发生器组成框图主要原理是：由迟滞比较器和积分器构成方波——三角波产生电路，三角波在经过差分放大器变换为正弦波。

方波——三角波产生基本电路和差分放大器电路分别如图2和图4所示。

图2所示，是由滞回比较器和积分器首尾相接形成的正反馈闭环系统，则比较器A1输出的方波经积分器A2积分可得到三角波，三角波又触发比较器自动翻转形成方波，这样即可构成三角波、方波发生器。

其工作原理如图3所示。

图2 方波和三角波产生电路图3 比较器传输特性和波形利用差分放大器的特点和传输特性，可以将频率较低的三角波变换为正弦波。

（差模传输特性）其基本工作原理如图5所示。

为了使输出波形更接近正弦波，设计时需注应接近晶体意：差分放大器的传输特性曲线越对称、线性区越窄越好；三角波的幅值Vm管的截止电压值。

图4 三角波→正弦波变换电路图5 三角波→正弦波变换关系在图4中，RP1调节三角波的幅度，RP2调整电路的对称性，并联电阻RE2用来减小差分放大器的线性区。

C1、C2、C3为隔直电容，C4为滤波电容，以滤除谐波分量，改善输出波形。

取Ic2上面的电流（看输出）波形发生器的性能指标：①输出波形种类：基本波形为正弦波、方波和三角波。

②频率范围：输出信号的频率范围一般分为若干波段，根据需要，可设置n个波段范围。

河南理工大学《微机原理与单片机接口技术》课程设计报告多功能信号发生器设计姓名：高艺伟禹明娟学号：311008000412 311008000406 专业班级：电气10—1班电气10—2班指导老师：王莉王新所在学院：电气工程与自动化学院2113 年4月4 日摘要本设计是基于STC10F08XE单片机构成的多功能信号发生器，可以用来产生方波，三角波，锯齿波等波形。

电源部分使用7805,7812,7912做出响应的电源。

电源部分应充分考虑功率，所以还要有一定的滤波高频率波，使输出电压稳定功率可靠。

显示部分使用1602液晶显示。

便于操作简单。

减少了对单片机使用频率。

节约运行内存。

提高了单片机的运算处理速度。

波形产生部分采用了D/A转换芯片DAC0832和LM324。

单片机通过控制0832输出变化的电流信号。

324是电流信号转化为电压信号。

人机通信主要靠显示屏了按键。

通过5个按键可以调整波形，频率，振幅。

具体做法：使用计数器的定时功能，将每个周期分为32个小段进行采样。

在每个小段对信号进行采样。

这样就能产生相应的信号。

这是信号时微小的电流信号。

我们在经过放大就能达到电压信号。

在经过电压放大比较器就可以得出具有正负的信号。

至于采样点的赋值问题。

本次采用的是计算法。

此设计优点是程序可移植性好集成度高。

便于在使用中对程序改进维护且占用的存储空间小。

缺点:对单片机的性能要求高。

波形的精度和准确度和单片机的计算速度，计算精度成正比，是这种编程的最大瓶颈。

但是随着科技的发展，现在芯片的计算精度、计算速度也大大提高。

计算法的优越性更好。

此次设计的信号发生器基于泰勒级数计算方法可以各种波形。

关键字：STC10F08XE单片机DAC0832 多功能信号发生器目录1 概述 (4)1.1 单片机简述 (4)1.2 信号发生器分类 (4)1.3多功能信号发生器设计 (4)2 系统总体方案及硬件设计 (5)2.1总体部署 (5)2.2 总体方案选择 (6)2.3改变幅度方案选择 (6)2.4单片机详述 (6)2.5 电源 (8)2.6 lcd显示 (8)2.7 波形产生 (10)3 软件设计 (13)3.1 基本要求 (13)3.2 Keil uVision4简介 (13)3.3 Keil 与Proteus 联合调试仿真 (14)4 Proteus软件仿真 (15)4.1仿真图 (15)3.2 结果显示 (15)5 课程设计体会 (17)参考文献 (17)附1 源程序代码 (18)附2 系统原理图 (27)1 概述1.1 单片机简述随着大规模集成电路技术的发展，中央处理器(CPU)、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、(I/O)接口、定时器/计数器和串行通信接口，以及其他一些计算机外围电路等均可集成在一块芯片上构成单片微型计算机，简称为单片机。

函数信号发生器设计报告
以下是一份函数信号发生器设计报告的范本，供参考：
设计报告：函数信号发生器
一、概述
函数信号发生器是一种能够产生各种波形（如正弦波、方波、三角波等）的电子设备。

本设计报告将介绍如何设计一个简易的函数信号发生器。

二、设计原理
函数信号发生器的核心是波形生成电路。

本设计采用基于555定时器的波形生成电路，通过调节电阻和电容的值，可以生成不同频率和幅值的波形。

三、电路设计
1.电源电路：采用7805稳压芯片，为整个电路提供稳定的5V电源。

2.波形生成电路：基于555定时器，通过调节R1、R2和C1的值，可以生成不
同频率和幅值的波形。

3.输出电路：采用OP07运算放大器，将波形信号放大后输出。

四、测试结果
经过测试，本设计的函数信号发生器能够产生正弦波、方波和三角波三种波形，频率范围为1Hz~10kHz，幅值范围为0~5V。

在测试过程中，未发现明显的失真现象。

五、结论
本设计报告成功地介绍了一种简易的函数信号发生器的设计和制作过程。

测试结果表明，该函数信号发生器能够产生高质量的波形，具有较宽的频率和幅值调节范围。

在实际应用中，可以根据需要调节波形、频率和幅值，以满足不同的
需求。

模电课程设计-简易信号发生器报告模电课程设计报告电子系课题名称：简易信号发生器设计专业名称：电子信息科学与技术学生班级：10电信科技师范2班第一章设计的目的及任务1.1 设计目的1.11掌握电子系统的一般设计方法1.12掌握模拟IC器件的应用1.13培养综合应用所学知识来指导实践的能力1.14掌握常用元器件的识别和测试1.15 熟悉常用仪表，了解电路调试的基本方法1.2设计任务设计正弦波函数信号发生器1.3课程设计的要求及技术指标1.31设计、组装、调试函数发生器1.32输出波形：正弦波；1.33频率范围：20Hz~20KHz；1.34输出电压：不小于1V有效值1.35失真度：γ<= 5%第二章函数发生器的总方案及原理框图2.1 原理框图图2-12.2 函数发生器的总方案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，也可以采用集成电路。

为进一步掌握电路的基本理论及实验调试技术，本课题采用由集成运算放大器与RC桥式正弦波振荡器共同组成的正弦波函数发生器的设计方法。

本课题中函数发生器电路组成如下所示：采用RC选频网络构成的振荡电路称为RC振荡电路，它适用于低频振荡，一般用于产生1Hz~1MHz的低频信号。

因为对于RC振荡电路来说，增大电阻R即可降低振荡频率，而增大电阻是无需增加成本的。

放大电路是一种直接耦合的多级放大电路，用于将产生的正弦波幅值放大。

第三章元器件明细清单元器件明细清单如下名称参数数量电阻7.5k2电阻560k1电阻 4.7k1电阻 5.1k 2电阻24k2电阻 3.3k3电阻1k 2可变电阻100k2电容1042电容1032电容1022电解电容10uf4电解电容47uf1三极管npn3第四章单元电路设计3.1正弦波发生电路的工作原理正弦波振荡电路是一种选频网络和正反馈网络的放大电路。

模拟电子技术课程设计报告姓名：学号：学院：班级：报告日期：（1）内容摘要:放大器是应用广泛的基本模拟电路，主要用于小信号的放大，基本性能指标有增益系数、输入电阻、输出电阻、通频带（带宽）等，依据不同的性能要求选用不同的集成运放作为放大器件，不同的集成运放其增益带宽积为不同的常数，输入电阻决定于第一级、输出电阻决定于最后一级。

（2）设计内容及要求:1、要求完成原理设计并通过软件仿真部分（1）输入为100mV的正弦信号，负载电阻1KΩ，放大器的性能参数为：增益40dB、输入电阻50Ω、输出电阻≤10Ω、通频带范围300Hz~4000Hz。

（2）输入为0.5mV的正弦信号，负载电阻1KΩ，设计放大器的性能参数为：增益80dB、输入电阻≥200KΩ、输出电阻≤50Ω、通频带范围20Hz~400KHz。

（3）输入为10mV的正弦信号，负载电阻1KΩ，设计放大器的性能参数为：增益60dB、输入电阻10KΩ、输出电阻≤20Ω、通频带范围500Hz~10KHz，要求增益可调，调节步进10dB。

软件仿真部分元器件不限，只要元器件库中有即可，但需要注意合理选取。

2、要求实际制作部分上述（3）输入为10mV的正弦信号，负载电阻1KΩ，设计放大器的性能参数为：增益60dB、输入电阻10KΩ、输出电阻≤20Ω、通频带范围500Hz~10KHz，要求增益可调，调节步进10dB。

硬件制作部分核心元器件：LM324、uA741、DAC0832，电阻电容不限。

（3）设计原理及分析：（1）根据要求输入为100mV的正弦信号，负载电阻1KΩ，增益40dB、输入电阻50Ω、输出电阻≤10Ω、通频带范围300Hz~4000Hz。

设计电路图：仿真波形图：实验数据：通频带为311.411HZ~4.105KHz，增益为39.34dB（2）根据要求输入为0.5mV的正弦信号，负载电阻1KΩ，增益80dB即放大10000倍、输入电阻≥200KΩ、输出电阻≤50Ω、通频带范围20Hz~400KHz。

常用信号发生器课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解常用信号发生器的种类、原理及其功能；2. 掌握信号发生器的基本操作和使用方法；3. 学会分析信号发生器产生的信号特点及其应用场景。

技能目标：1. 能够正确操作常用信号发生器，进行基本信号的生成与调整；2. 能够运用信号发生器解决实际电路中的信号测试问题；3. 能够通过观察信号波形，分析信号发生器的性能及其适用范围。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子仪器的操作兴趣，增强实践操作能力；2. 培养学生严谨、细致的科学态度，注重实验安全与环保；3. 培养团队合作精神，学会分享、交流和合作解决问题。

课程性质：本课程为电子技术实践课程，旨在让学生掌握常用信号发生器的使用方法，培养实际操作能力。

学生特点：学生已具备基础电子知识，具有一定的实验操作能力，但需进一步熟悉信号发生器的使用及其在实际电路中的应用。

教学要求：注重理论与实践相结合，强调实际操作训练，鼓励学生主动探索、思考，提高解决问题的能力。

通过课程学习，使学生能够将所学知识应用于实际电路设计与测试中。

二、教学内容1. 信号发生器的基本概念与分类：介绍信号发生器的定义、功能、种类及其在电子测量中的应用。

- 教材章节：第二章第二节“信号发生器的分类与功能”2. 常用信号发生器的原理与操作：详细讲解各种信号发生器（如函数发生器、脉冲发生器、任意波发生器等）的工作原理及操作方法。

- 教材章节：第二章第三节“常用信号发生器的工作原理与操作方法”3. 信号发生器的应用案例分析：通过实际案例，分析信号发生器在不同应用场景中的使用方法及其作用。

- 教材章节：第二章第四节“信号发生器的应用案例分析”4. 信号发生器的实践操作：安排学生进行实验室实践操作，熟悉信号发生器的使用，进行基本信号的生成与调整。

- 教材章节：第二章实验“信号发生器的使用与信号生成实验”5. 信号发生器性能测试与分析：指导学生进行信号发生器性能测试，观察信号波形，分析其性能及其适用范围。