(完整word版)多波形发生器的设计

摘要对于电子学领域的产品，如诸如电话、电视机、收音机，都需要各种波形发生器，多种波形发生器可以说是电子领域最基础，最实际，最广泛的器材，本次设计的多种波形发生器需要用市电供电，产生方波、正弦波、三角波，输出波形可选择，频率可调，并且可以显示频率。

电路采用变压整流滤波稳压电路来转换电压，用ICL8038函数发生芯片来产生三种波形，用计数器、锁存器、译码器、数码管组成频率显示电路。

经过反复修改测试，电路已经基本达到了要求。

关键字：波形发生器；频率可调；频率显示目录1 设计任务 (3)1.1设计目的和意义 (3)1.2设计任务要求 (3)2 系统设计 (3)2.1总体方案设计 (3)2.2具体电路设计 (3)2.2.1直流稳压电源电路的设计 (3)2.2.2波形发生电路设计 (4)2.2.3频率显示电路的设计 (5)2.3总体电路 (8)2.4系统所用元器件 (9)3.系统调试与仿真 (10)3.1电压转换功能的调试 (10)3.2发生三种波形的功能 (10)3.3频率显示功能测试 (10)4总结 (11)4．1本系统的优缺点 (11)4.2心得体会 (12)参考文献 (12)1 设计任务1.1设计目的和意义波形发生器是一种常用的信号源，广泛地应用于电子电路、自动控制系统和教学实验等领域，可以说波形发生器已经成为众多领域中最基础的设备。

因此，设计一种多种波形发生器，以满足不同的应用需求，具有重要的意义。

1.2设计任务要求要求设计一种多种波形发生器，能产生方波、三角波和正弦波三种波形，频率在1~100Hz之间连续可调，而且可以利用开关来选择输出波形，并将波形频率显示在数码管上。

利用市电（220V，50Hz）供电。

2 系统设计2.1总体方案设计根据系统的要求，确定系统的总体方案如图1所示。

图1系统总体设计方案2.2具体电路设计2.2.1直流稳压电源电路的设计根据设计需要，要把市电(220V，50Hz)转换为10V的直流电压，直流稳压电源原理框图如图2所示。

多波形信号发生器是一种电子仪器，用于生成不同形状和频率的电信号。

设计多波形信号发生器通常涉及以下几个关键步骤：
1. 需求分析：定义你的多波形信号发生器的主要用途和要求。

确定需要支持的波形类型、频率范围、精度等。

2. 信号类型选择：选择要生成的信号类型，例如正弦波、方波、锯齿波、三角波等。

一些高级信号发生器还支持复杂的波形，如脉冲、噪声、任意波形等。

3. 频率控制：确定需要覆盖的频率范围，并设计频率控制电路，可以通过数字或模拟方式实现。

4. 振幅控制：实现振幅的控制电路，以便用户可以调整输出信号的振幅。

5. 相位控制：对于一些应用，可能需要控制信号的相位。

设计相位控制电路，确保用户可以调整相位。

6. 波形切换：如果你的发生器支持多种波形，设计一个切换电路，使用户能够选择所需的波形。

7. 数字控制：对于一些高级的信号发生器，可能需要数字控制。

这可以通过微控制器或数字信号处理器来实现。

8. 稳定性和精度：考虑频率的稳定性和波形的精度，确保在不同条件下输出的信号
质量始终保持在可接受的水平。

9. 输出电路：设计一个适当的输出电路，确保信号可以以合适的电平输出，同时避免信号失真。

10. 校准和测试：在最终设计中包括校准电路，以确保信号发生器的输出与预期值一致。

进行必要的测试，以验证性能。

在设计多波形信号发生器时，需要充分了解电子电路设计、信号处理、数字电路和控制系统等相关知识。

此外，确保符合相关的电磁兼容性（EMC）和安全标准，以确保设备的正常运行和用户的安全。

《电子技术》课程设计说明书题目名称：多种波形发生器的设计姓名：xxx学号：xxx班级：xxx指导教师：xxx2013年 1 月 4 日摘要波形发生器是一种能够产生大量标准信号和用户定义信号，具有高精度、可重复性、易操作性、对频率、幅值、相移、波形进行动态及时的控制的一类新型信号源。

本设计的设计方案是把滞回比较器和积分器首尾相接组成一个正反馈闭环系统，则比较器输出的方波经过积分器可得到三角波，三角波又触发比较器自动翻转形成法波；三角波—正弦波的转换电路主要由差分放大电路来完成，差分放大电路具有工作点稳定，输入阻抗高，抗干扰能力强等优点。

特别是作为直流放大器，可以有效抑制零点漂移，因此可以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。

关键词：信号源；滞回比较器；积分器；波形发生器多种波形发生器的设计背景波形发生器是随着众多领域对于复杂的、可由用户定义的测试波形的需要而形成和发展起来的，它的主要特点是可以产生任何一种特殊波形，输出信号的频率、电平以及平滑低通滤波的截至频率也可以作到程序设置，因此在机械性能分析、雷达和导航、自动测试系统等方面得到广泛的应用。

而对AWG的控制、数据传输、输出信号的频率和电平设置都可以通过微机打印口在EPP工作模式下设计完成。

这样不仅具有设计简单，占用微机资源较少的优点，而且操作简单，使用方便，易于硬件升级。

波形发生器是能够产生大量的标准信号和用户定义信号，具有高精度、可重复性、易操作性、连续的相位变换和频率稳定性，还可以对频率、幅值、相移、波形进行动态及时的控制。

随着不断进步的计算机技术和微电子技术在测量仪器中的应用而形成和发展起来的一类新型信号源。

目录1.摘要 (2)1.设计目的 (4)2.设计任务、要求及设计容 (4)2.1任务 (4)2.2要求 (4)2.3设计方案 (5)3. 多种波形发生器原理电路设计 (5)3.1各方案原理框图及论证 (5)3.2电路图和接线图及工作原理 (6)3.3各部分电路设计 (8)3.4 电路的参数选择及计算 (13)3.5电路仿真 (15)3.6系统仿真结果、数据分析和处理结果、报告 (17)3.7 方波---三角波发生电路的实验结果 (19)3.8三角波---正弦波发转换电路的实验结果 (19)3.9 实测电路波形、误差分析及改进方法 (20)4. 仪器仪表明细清单 (20)5.总结 (21)6. 主要参考文献 (21)一、设计目的（1）对波形的产生及与变换电路有关的电子电路知识有大致的理解。

毕业设计说明书（论文）中文摘要多波形函数信号发生器的设计摘要：多波形信号发生器是工业生产、产品开发、科学研究等领域必备的工具，它产生的锯齿波和正弦波、矩形波、三角波是常用的基本测试信号。

它根据用途不同，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。

本设计主要是通过运算放大器，差分放大器来实现方波转换成三角波，再将三角波转换成正弦波。

设计时主要通过EWB软件来实现仿真。

关键词：函数信号发生器、误差分析、正弦波、三角波、方波毕业设计说明书（论文）外文摘要Design of Function generatorAbstractMulti-waveform signal generator is industrial production, product development, scientific research in areas such as the necessary tools, it generates sawtooth and sine wave, rectangular wave, triangle wave is the basic test signals commonly used. It according to different purposes, there have three or more of the function generator waveforms, the circuit device can be used in the separation device, the device can also be integrated to produce square wave, sine wave, triangle wave has a variety of programs, Have a sine wave such as the first, according to a cyclical and non-sine wave of a sine wave was determined by the function, and then through the shaping circuit into a square wave to sine wave, after integration into the circuit after the triangular wave. Can also have a triangular wave - square, triangle or square wave and then into a sine wave. This design mainly through operational amplifiers, differential amplifiers to achieve a square wave into a triangle, then triangle into a sine wave.Designed primarily to achieve through the EWB simulation software.K eyword：square signalgenerator, error analysis, sine wave, rectangular wave, triangle wav目录1 引言.......................................................... - 4 -2函数信号发生器设计要求及过程.................................. - 5 - 2.1函数信号发生器设计要求 (5)2.2函数信号发生器电路设计的基本原理 (5)2.3运算放大器的介绍 (6)2.3.1迟滞电压比较器......................................... - 6 -2.3.2 积分电路.............................................. - 8 - 2.4差分放大器的介绍 (9)3总体电路设计 (9)3.1方波—三角波产生电路的设计 (9)3.2三角波—正弦波变换电路的设计 (14)4.1EWB软件的简介 (17)4.1.1 EWB软件的概述........................................ - 17 -4.1.2 EWB软件的基本操作方法................................ - 17 - 4.2函数信号发生器的仿真过程及结果 (18)4.2.1使用EWB对电路进行设计和实验仿真的基本步骤............ - 18 -4.2.2方波—三角波信号发生器电路的装调及仿真结果............ - 18 -4.2.3三角波—正弦波变换电路的装调和仿真.................... - 19 - 结论........................................................... - 22 - 参考文献（REFERENCES）......................................... - 23 - 致谢........................................................... - 24 -多波形函数信号发生器的设计1 引言信号发生器是一种最悠久的测量仪器，早在20年代电子设备刚出现时它就产生了。

多种波形发生器课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解并掌握多种波形发生器的原理及其功能。

2. 学生能够识别并描述方波、三角波、正弦波等基本波形的特点。

3. 学生能够解释波形发生器在电子技术中的应用。

技能目标：1. 学生能够运用所学知识，设计简单的波形发生器电路图。

2. 学生能够操作示波器等实验设备，观察并分析不同波形的特点。

3. 学生能够通过小组合作，完成波形发生器的搭建和调试。

情感态度价值观目标：1. 学生能够认识到波形发生器在科技发展中的重要性，增强对电子技术的兴趣。

2. 学生在学习过程中，培养合作精神、探究精神和创新意识。

3. 学生能够遵循实验操作规范，树立安全意识，养成严谨的科学态度。

课程性质：本课程为电子技术课程的一部分，旨在帮助学生了解并掌握波形发生器的原理和应用。

学生特点：学生为高中年级，具备一定的电子基础知识和实验操作能力。

教学要求：结合学生特点和课程性质，通过理论讲解、实验演示和小组合作，使学生能够达到上述课程目标。

在教学过程中，注重培养学生的动手能力、思考能力和创新能力，将知识目标、技能目标和情感态度价值观目标分解为具体的学习成果，以便后续的教学设计和评估。

二、教学内容1. 理论知识：- 波形发生器的原理及其分类- 方波、三角波、正弦波等基本波形的数学表达式和特点- 波形发生器在电子电路中的应用实例2. 实践操作：- 示波器的使用方法- 波形发生器电路图设计- 波形发生器电路的搭建与调试3. 教学大纲：- 第一课时：波形发生器原理及分类介绍，示波器使用方法讲解- 第二课时：方波、三角波、正弦波等基本波形特点及数学表达式分析- 第三课时：波形发生器应用实例分析，电路图设计方法讲解- 第四课时：小组合作，进行波形发生器电路搭建与调试4. 教材章节：- 教材第四章：波形发生器- 教材第五章：示波器及其应用教学内容根据课程目标进行选择和组织，确保科学性和系统性。

在教学过程中，教师需按照教学大纲安排教学内容和进度，结合教材章节，使学生在掌握理论知识的同时，能够进行实践操作，提高学生的综合能力。

多波形信号发生器设计一、简介设计一个能够产生多个信号输出的信号发生器，要求输出波形分别为方波、三角波、正弦波。

特别适合电子爱好者或学生用示波器来做观察信号波形实验。

该信号发生器电路简单、成本低廉、调整方便。

它是基于ne555计时器接成振荡器工作形式和电容积分而产生的波形。

其工作频率为1KHz左右，调节滑动变阻器可改变振荡器的频率。

波形发生器是信号源的一种，主要给被测电路提供所需要的己知信号(各种波形)，然后用其它仪表测量感兴趣的参数。

可见信号源在各种实验应用和试验测试处理中，它的应用非常广泛。

它不是测量仪器，而是根据使用者的要求，作为激励源，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。

目前我国己经开始研制波形发生器，并取得了可喜的成果。

但总的来说,我国波形发生器还没有形成真正的产业。

就目前国内的成熟产品来看,多为一些PC仪器插卡，独立的仪器和VXI系统的模块很少，并且我国目前在波形发生器的种类和性能都与国外同类产品存在较大的差距，因此加紧对这类产品的研制显得迫在眉睫。

二、设计目的1、掌握方波—三角波——正弦波函数发生器的原理及设计方法。

2、掌握ne555计时器工作原理和各种电子器件的简单认识。

3、能够独立的进行电路板焊接和电路检查与故障排除。

4、学会用示波器来观察发生器的波形输出并作出判断。

三、硬件介绍及其原理1、元件列表ne555是一种应用特别广泛作用很大的的集成电路，属于小规模集成电路，在很多电子产品中都有应用。

ne555的作用是用内部的定时器来构成时基电路，给其他的电路提供时序脉冲。

ne555时基电路有两种封装形式有，一是dip双列直插8脚封装，另一种是sop-8小型（smd）封装形式。

其他ha17555、lm555、ca555分属不同的公司生产的产品。

内部结构和工作原理都相同。

ne555的内部结构可等效成23个晶体三极管.17个电阻.两个二极管.组成了比较器.RS触发器.等多组单元电路.特别是由三只精度较高5k 电阻构成了一个电阻分压器.为上.下比较器提供基准电压.所以称之为555.ne555属于cmos工艺制造.NE555引脚图介绍如下1地GND2触发3输出4复位5控制电压6门限(阈值）7放电8电源电压Vcc应用十分广泛.下面是一个简单的ne555电路应用内部结构几种工作形式第1种（图1）是人工启动单稳，又因为定时电阻定时电容位置不同而分为2个不同的单元，并分别以1.1.1和1.1.2为代号。

多路波形发生器的设计与实现引言多路波形发生器是一种能够同时输出多种不同信号波形的设备。

它的设计与实现涉及到信号发生器、电路设计以及软件编程等多个方面的知识。

本文将详细探讨多路波形发生器的设计与实现过程。

设计要求在设计多路波形发生器时，需要满足以下要求： 1. 能够同时输出多路信号波形；2. 支持多种常见的信号波形，例如正弦波、方波、三角波等；3. 能够调节不同信号波形的频率、幅度和相位等参数；4. 需要提供友好的用户界面，方便用户进行操作；5. 设备的输出稳定性和精度要求较高。

设计方案基于以上设计要求，我们可以采用以下设计方案来实现多路波形发生器：电路设计模拟信号生成电路1.使用数字模拟转换器（DAC）将数字信号转换为模拟信号；2.通过运放电路放大模拟信号，并根据用户设置的幅度参数进行调节；3.按照用户设置的频率参数生成模拟信号的周期性变化。

控制电路设计1.使用微控制器或FPGA作为控制核心，负责接收用户的输入，控制信号的生成和输出等操作；2.通过按键、旋钮或者触摸屏等输入设备与用户进行交互；3.控制电路还需要生成相位差来实现多路信号波形的同步输出。

软件编程1.使用适当的编程语言开发控制软件，实现用户界面的设计和数据的处理；2.根据用户输入的参数，生成对应的波形参数，并通过控制电路输出；3.控制软件还需要实现相位差的计算和同步输出的控制。

实现步骤下面将介绍具体的实现步骤：步骤一：电路设计与组装1.根据电路设计方案，选择合适的元器件，设计并制作模拟信号生成电路；2.设计并制作控制电路，使其能够与模拟信号生成电路有效地协作；3.对于大规模的多路波形发生器，可能需要使用多个模块进行串联或并联。

步骤二：软件编程与调试1.根据设计方案，使用适当的编程语言进行控制软件的开发；2.实现用户界面的设计，包括输入参数的显示和调节；3.编写波形参数生成的算法，并将生成的参数发送给控制电路；4.调试软件功能及与控制电路之间的通信问题。

1引言波形发生器也称函数发生器，作为实验信号源，是现今各种电子电路实验设计应用中必不可少的仪器设备之一。

目前，市场上常见的波形发生器多为纯硬件的搭接而成，且波形种类有限，多为锯齿波，正弦波，方波，三角波等波形。

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。

利用单片机采用程序设计方法来产生低频信号，其频率底线很低。

具有线路相对简单，结构紧凑，价格低廉，频率稳定度高，抗干扰能力强，用途广泛等优点，并且能够对波形进行细微调整，改良波形，使其满足系统的要求。

只要对电路稍加修改，调整程序，即可完成功能升级。

2方案设计与分析2.1设计目的本设计包括确定控制任务、系统总体方案设计、硬件系统设计、软件程序的设计等，使学生进一步学习与理解计算机控制系统的构成原理、接口电路与应用程序, 巩固与综合专业基础知识和相关专业课程知识，提高学生运用理论知识解决实际问题的实践技能；2.2设计内容及要求设计由微机（单片机）控制的多功能波形发生器，该发生器在操作人员控制下输出正弦波，方波，三角波，或锯齿波波形。

波形的极性，周期和占空比（对矩形波而言）等可由操作人员设置和修改。

具体要求：（1）可预先在内存数据内中建立各种波形的一个周期的输出数据表。

然后每一次定时中断信号或每延时一定时间，循环的依次从表中取一个数据输出，便可以得到相应的波形。

(2)对于方波，锯齿波和三角波等脉冲波形的产生，可直接根据波形的特点, 依次将每点输出数据加/减一数或在上、下限值上交替变换来实现。

(3)采用预置和修改上下限来实现波形幅度变化。

改变上、下限值输出延时时间，可改变矩形波的占空比。

2.3设计方案及原理系统的核心采用AT89S51该单片机具有加密性强、超强抗干扰能力，超低功耗，运行速度快等特点，以及在系统可编程等特点，该芯片内部集成看门狗电路，不用外接看门狗电路，因此满足了本系统开发的需要。

目录一、引言1.1、设计目的1.2 、设计意义二、课程设计内容2.1设计任务2.2设计要求三、选用器材四、设计原理及其整体框图五、原理图设计5.1 核心芯片8086CPU5.2时钟发生器5.3地址锁存器电路图5．4总线收发器电路图5.5存储器单元电路的设计5.6键盘扫描及译码电路5.7 DAC0832数模转换电路六、程序设计流程图6.1 矩形波流程图6.2锯齿波流程图6.3三角波波形6.4 正弦波波形七、课程设计过程中的主要难点及解决方法八、收获、体会和建议九、程序清单十、参考文献多功能波形发生器的设计及实现摘要：本系统以8086CPU为核心器件组成的一个带有64K的微机系统，并采用DAC0832作为输出制作一种函数信号发生器。

8086CPU是微处理器中最古老最基础的一块芯片，而DAC0832又是其他的数模转换芯片中最简单的一块，这两块芯片的的原理都比较简单，适合学生学习电子技术测测使用。

本系统通过用汇编语言将已经编写好的数字量转换为模拟量，输出正弦波、三角波、矩形波等波形信号。

采用软件控制波形有个好处，可以方便控制输出波形的幅度和频率。

关键词：8086CPU；波形发生器；DAC0832；微机；一引言信号发生器是用来提供各种测量所需波形信号的电子仪器，是一种常用的信号源，可广泛应用于自动控制、科学试验和电子电路等相关领域。

但在分析电路时。

也常常需要了解输出信号与输入信号之间的关系，为此，常用信号发生器来产生信号以激励系统，同时观察和分析系统对激励信号的响应。

现如今，信号发生器的应用越来越广，同时也对信号发生器的频率稳定度、频率范围和输出信号的频率分辨率提出了越来越高的要求。

因此，国内外纷纷采用直接数字频率合成技术来设计制作先进的信号发生器。

本文正是基于数模转换原理，采用8086最小系统已经数模转换芯片DAC0832设计并制作出了多功能信号发生器。

用该方法设计的多功能信号发生器具有频率稳定、幅值稳定、波形失真度低、原理简单等特点。

多路波形发生器的设计与实现一、引言多路波形发生器是一种能够同时输出多种波形信号的电子设备，广泛应用于科学研究、工业控制、音频处理等领域。

本文将介绍多路波形发生器的设计和实现过程。

二、设计思路多路波形发生器的设计需要考虑以下几个方面：1. 信号源：需要选择合适的信号源，可以是数字信号处理器（DSP）、单片机（MCU）或者模拟电路。

2. 输出接口：需要选择合适的输出接口，可以是直流电压输出接口、交流电压输出接口或者数字信号输出接口。

3. 波形生成算法：需要选择合适的波形生成算法，可以是直接计算法、表格查找法或者插值法。

三、硬件设计1. 信号源：本文采用STM32F103C8T6单片机作为信号源。

该单片机具有丰富的外设资源和高性能，可以满足多路波形发生器的要求。

2. 输出接口：本文采用了直流电压输出接口和交流电压输出接口。

直流电压输出通过PWM模块实现，交流电压输出通过DAC模块实现。

3. 波形生成算法：本文采用了表格查找法。

将波形数据存储在查找表中，通过查找表的方式实现波形输出。

四、软件设计1. 系统框图：多路波形发生器的系统框图如下所示。

2. 程序流程：（1）初始化：设置时钟、GPIO口、PWM模块和DAC模块等。

（2）生成波形数据：通过表格查找法生成正弦波、方波和三角波等。

（3）输出波形信号：通过PWM模块和DAC模块输出波形信号。

五、实验结果本文设计并实现了一款多路波形发生器。

经过测试，该多路波形发生器能够同时输出正弦波、方波和三角波等多种类型的信号，并且输出精度高，稳定性好。

六、总结本文介绍了多路波形发生器的设计和实现过程。

通过选择合适的信号源、输出接口和算法，可以实现高精度、高稳定性的多路波形发生器。

未来，可以进一步优化算法，增加更多类型的信号输出，并且将其应用于更广阔的领域中。