毕业设计169邵阳学院基于模拟电路的波形发生器设计
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基于multisim的波形发生器设计_毕业论文
毕业设计（论文）题目：基于Multisim的波形发生器设计电气信息工程系院系：电气自动化专业：一班班级：姓名：2006063011学号：王现彬指导教师：2009年5月22日石家庄学院毕业论文基于Multisim的波形发生器设计【摘要】在Multisim软件环境下,以波形发生器为例,本文介绍了一种针对单片微机仪表的设计手段,这种设计手段采用的Multisim软件可以把原理图绘制、程序编制,实验仿真和印刷电路板图的生成集成在一个设计环境中,不但可以做到边设计边实验,修改调试方便,而且实验采用的是虚拟元器件和测量仪器,实验成本低,实验速度快。
按此设计手段,本文设计了波形发生器硬件电路,编制了产生三角波和正弦波的程序,仿真运行的结果达到了设计预期要求。
通过该例说明,采用Multisim 软件设计单片微机仪表的手段是方便有效的。
【关键词】单片微机; Multisim软件; 波形发生器; 设计与仿真基于Multisim的波形发生器设计【Abstract】Based on Multisim, the paper takes signal generator for example to introduce a method of designing instrument with SCM. Multisim software can integrate some design tools into one single environment, such as plotting, programming, experimentation simulating and circuit board drawing. In the design environment of Multisim,it is convenient to experiment while designing, and easy to modify and debug. Moreover, it costs less as using virtual components and apparatus, but works faster. Based on this, a signal generator is designed. It can produce trigonal wave and sine wave. This example shows it is applicable to design instrument with SCM by Multisim.【Key Words】SCM; Multisim; signal generator; design and simulation石家庄学院毕业论文目录1 引言 (4)2 Multisim软件的介绍 (4)2.1 Multisim的概叙 (4)2.2 Multisim的主要功能及特点 (5)2.3 Multisim软件应用的意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．53硬件电路设计 (6)3.1电路图的建立 (6)3.2应用数学公式．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．63.3电路图的分析 (7)4软件设计和仿真结果 (7)4.1进入源程序界面的过程 (7)4.2三角波电压输出程序 (7)4.3正弦波电压输出程序 (8)结论 (10)参考文献 (11)致谢 (12)基于Multisim的波形发生器设计1引言Multisim是一种全功能电子电路仿真软件，它可以对模拟、数字、模拟/数字混合电路、射频电路以及部分微机接口电路进行仿真，能克服实验室条件下对传统电子设计工作的限制。
毕业设计(论文)-基于虚拟仪器的信号发生器的设计与实现
摘要摘要传统的信号发生器其功能完全靠硬件实现，功能单一而且用户的购置、维护费用高。
更重要的是，对于传统的信号发生器，其功能一旦确定便不能更改，用户要想使用新的功能则必须重新购买新的仪器，传统信号发生器的不足是显而易见的。
虚拟仪器是将仪器技术、计算机技术、总线技术和软件技术紧密的融合在一起，利用计算机强大的数字处理能力实现仪器的大部分功能，打破了传统仪器的框架，形成的一种新的仪器模式。
本课题完成了“虚拟信号发生器”的理论研究，在很大程度上解决了传统信号发生器的诸多弊端。
本文主要研究虚拟仪器在信号发生器领域里的软件编程。
本虚拟仪器可完成输出多种信号波形的同时产生与输出，信号输出频率、幅度等参数实时可调。
本文研究的虚拟信号发生器主要具有如下优点：用户可自由定义其功能；系统功能升级扩充方便快捷、可与电脑等设备方便的互联。
关键词: 虚拟仪器, 信号发生器,虚拟信号发生器, LabVIEW目录AbstractThe functions of traditional signal generators are carried out solely on hardware, and at the same time the functions of traditional signal generators are singleness and costly for purchasing and maintaining, What is more important is that the functions of traditional signal generators can not be altered once they are fixed. Users must get new ones so long as they want new functions. Thus, the defects of traditional signal generators are obvious. Virtual instrument is formed by the instrument technology, computer technology, bus technology and software technology. Powerful digital processing’s ability of computer is used to achieve the main functions of instrument. Virtual instrument broke the framework of the traditional instruments, and built a new device model. This dissertation has accomplished the theoretical research, and made up the various shortcomings of traditional signal generators to great degree. This virtual signal generator can achieve the input and output of multi signals, and such parameters as signal output frequency and amplitude can be adjusted timely. The advantages of this virtual signal generator include the following: low cost of hardware, user custom functions, convenience of the upgrading and enlargement of systematic functions, and connectable with computers.Keywords: Virtual Instrument , Signal Generator , Virtual Signal Generator , Labview目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1研究背景及动态 (1)1.2本项目的研究意义及本文主要研究内容 (2)1.2.1本项目的研究意义 (2)1.2.2本文的主要研究内容 (2)第2章虚拟仪器和Labview简介 (4)2.1虚拟仪器的产生背景 (4)2.2虚拟仪器的概念 (5)2.3虚拟仪器的分类 (5)2.4虚拟仪器系统的构成 (6)2.4.1虚拟仪器系统的硬件构成 (7)2.4.2虚拟仪器系统的软件构成 (7)2.5虚拟仪器的优势 (8)2.6虚拟仪器的发展方向 (9)2.7图形化虚拟仪器开发平台——LABVIEW简介 (9)2.8本章小结 (12)第3章信号发生器 (13)3.1信号发生器概述 (13)3.2信号发生器的分类... . (14)3.2.1正弦信号发生器.. (14)3.2.2函数发生器.. (15)3.2.3脉冲信号发生器.. (15)3.2.4随机信号发生器.... . (15)3.3本章小结 (16)第4章基于虚拟仪器的信号发生器的设计 (17)4.1虚拟仪器的简单应用 (17)4.1.1 创建虚拟仪器 (17)4.1.2 为前面板添加控件 (19)4.1.3 修改信号 (22)目录4.1.4 本节小结 (24)4.2虚拟仪器实现多功能信号发生器 (24)4.2.1“信号发生器1”的设计 (25)4.2.2“信号发生器2”的设计 (29)4.2.3“信号发生器3”的设计 (31)4.2.4 本节小结 (33)4.3本章小结 (34)结论 (35)参考文献 (36)谢辞 (37)第1章绪论在有关电参量的测量中，我们需要用到信号源，而信号发生器则为我们提供了在测量中所需的信号源，它可以产生不同频率的正弦信号、方波、三角波、锯齿波、正负脉冲信号、调幅信号、调频信号和随机信号等，其输出信号的幅值也可以按需要进行调节。
基于单片机的波形发生器的课程设计报告
重庆科技学院学生实习（实训）总结报告学院: 电气与信息工程学院专业班级: 测控学生姓名: 学号:设计地点（单位）I506设计题目: 基于单片机的波形发生器的设计完成日期：2014 年03月17日指导教师评语: ____________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________成绩（五级记分制）:___________________________指导教师（签字）:____________________________目录一、实习的任务要求与意义 01.1 设计要求 01.2 设计任务 01.3 基本功能与性能指标 01.4 实习的意义 (1)二、设计方案 (1)2.1硬件选择 (2)2.2 系统总体设计 (2)三、系统硬件设计 (4)3.1 单片机的最小系统 (4)3.2 按键电路设计 (5)3.3 LCD显示的设计 (5)四、系统软件设计 (7)4.1 主程序设计 (7)4.2 LCD显示子程序设计 (8)4.3 D/A转换子程序设计 (9)五、调试及性能分析 (10)5.1 调试步骤 (11)5.2 性能分析 (13)参考文献 (15)附录1 系统硬件电路图 (16)附录2 程序代码 (17)一、实习的任务要求与意义1.1 设计要求1．掌握电子系统的一般设计方法2. 掌握仿真软件的应用3.培养综合应用所学知识来指导实践的能力4.根据技术指标要求及实验室条件自选方案设计出原理电路图，分析工作原理并计算元件参数。
EDA毕业论文(设计)--基于FPGA的波形发生器设计 光学测试课程设计 模版+附件(程序,图片等)
摘要各种各样的信号是通信领域的重要组成部分，其中正弦波、三角波和方波等是较为常见的信号。
在科学研究及教学实验中常常需要这几种信号的发生装置。
为了实验、研究方便，研制一种灵活适用、功能齐全、使用方便的信号源是十分必要的。
本次关于产生三角波或其它任意波形的设计方案，不仅在理论和实践上都能满足实验的要求，而且具有很强的可行性。
该信号源的特点是：体积小、价格低廉、性能稳定、实现方便、功能齐全。
关键词：正弦波；三角波；FPGA；ABSTRACTVarious signal is an important part of telecommunication field, including sine wave, triangle wave and square-wave etc is more common signal. In scientific research and teaching experiment often need this several signal generator. In order to test, research is convenient, develop a flexible application, complete functions, use convenient source is very necessary.This about produce triangle wave andotner different kinds of waves of design scheme, not only in theory and in practice can satisfy experiment requirement, and has a strong feasibility. The signal features are: small volume, price cheap and stable performance and achieve convenient, complete function.Keywords: sine wave;Triangle wave;FPGA;目录摘要 01.前言 (2)2.FPGA工作原理 (3)3.FPGA基本特点 (4)4.系统设计 (5)4.1设计要求 (5)4.2总体设计方案 (5)4.2.1方案比较 (5)4.2.2系统组成及工作原理 (6)5.单元电路设计 (8)5.1输入模块设计 (8)5.2波形发生模块的设计 (8)5.3关于D/A转换模块的设计 (9)5.4滤波电路模块的设计 (10)6.软件设计与仿真 (11)6.1软件设计思路 (11)6.2系统仿真 (11)7.系统测试 (13)7.1测试使用的仪器 (13)7.2测试方法 (13)7.3指标测试和测试结果 (13)8.设计总结 (14)参考文献 (15)附录 (16)1.前言波形发生器是信号源的一种，它是具有信号源所具有的特点，更因它高的性能优势而备受人们青睐。
毕业设计-波形产生电路的设计和制作
主要内容、基本要求、主要参考资料等：主要内容：波形发生器是一种常用的信号源，是工业生产、科学研究、教学等领域必备的工具，是现代测试领域应用最为广泛的通用仪器之一，设计出波形产生电路的原理图，并做出实物。
基本要求：1．产生三角波、正弦波、方波三种信号波形；2．频率范围100Hz~10kHz，输出频率连续可调；3．输出的正弦波幅度0~6V可调；4．正弦波失真度小于5%；5．工作电源220V。
相关技术：振荡电路技术，波形变换技术，积分电路技术等。
参考文献：1.童诗白主编.模拟电子技术基础（第三版）北京高教出版社，20012.李万成主编.模拟电子技术基础与课程设计.哈尔滨工程大学出版社，2001.33.张大彪主编.电子测量与仪器.北京：电子工业出版社.2011.4.朱宏主编. 函数信号发生器的设计与制作北京：高等教育出版社.20125.康凤兴主编.模拟电路实验[M] 北京：中央民族大学出版社 1999.126.卓郑安主编.电路与电子实验教程及计算机仿真[M] 北京：机械工业出版社 2002.8完成期限：指导教师签名：专业业负责人签名：年月日目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1 三种波形产生电路的设计 (1)1.1 设计要求 (1)1.2 波形电路的整体设计思路 (1)1.3 仿真软件的介绍 (2)1.4 方波发生电路的设计 (2)1.4.1 方波到三角波转换电路 (4)1.4.2 三角波到正弦波转换电路 (7)2 总体电路设计 (8)2.1 器件选择以及参数的说明 (8)2.2 总电路图以及功能实现 (9)3 电路所需所需的直流稳压电源的设计 (10)3.1 直流电源设计思路 (10)3.2 直流电源的基本原理 (11)3.2.1 交流变压 (11)3.2.2 整流电路部分 (12)3.2.3 滤波电路 (14)3.2.3 稳压电路 (15)3.2.3.1 三端集成稳压器 (15)3.2.3.2 稳压器的主要参数及测试方法 (15)3.3 最后供电电源方案及完整电路 (16)4 画电路板软件Altium design简介 (19)5 制作电路板的要求和过程 (20)5.1 电路板设计内容和要求 (20)6 安装调试 (23)结束语 (24)致谢 (25)参考文献 (26)波形产生电路的设计和制作摘要各种各样的信号、波形是通信、电子、电气领域的重要组成部分，其中包括正弦波、三角波、和方波等是最为常见的信号、波形，在科学研究以及教学实验中常常需要这几种信号、波形的发生装置。
波形发生器设计方案
波形发生器设计方案一、引言波形发生器是一种电子设备，用于产生具有特定频率、振幅和形状的电信号。
它在各种应用中广泛使用，例如科学实验、医疗设备和通信系统等。
本文将介绍一种波形发生器的设计方案。
二、设计原理波形发生器的设计原理是基于振荡电路。
振荡电路是一种能够稳定产生周期性信号的电路，通常采用反馈路径来实现。
在波形发生器中，我们将采用RC振荡电路作为基础。
三、设计步骤1. 选择合适的电路元件我们需要选择合适的电容和电阻来构建RC振荡电路。
根据所需的频率范围和精度要求，选取合适的元件。
2. 计算元件数值根据振荡电路的设计公式，计算所需的电容和电阻数值。
确保电容和电阻的数值可获得并满足设计需求。
3. 组装电路根据所选的电路元件和计算得到的数值，组装RC振荡电路。
确保元件的正确连接，并注意防止干扰和噪音。
4. 调试和优化连接电源后，使用示波器监测输出信号。
如果波形不满足设计要求，可以调整电容或电阻的数值进行优化。
四、特性和功能该波形发生器设计方案具有以下特性和功能：1. 频率可调性：通过调整电容或电阻的数值，可以实现不同频率的输出信号。
2. 波形形状可变性：根据实际需求，可以调整电路参数以产生正弦波、方波、矩形波等不同形状的输出信号。
3. 稳定性和精度：经过调试和优化后，该波形发生器能够稳定输出准确的波形信号。
五、应用领域本设计方案的波形发生器可应用于以下领域：1. 科学实验：在物理、化学等实验中，需要产生特定频率和形状的信号，用于测试和研究。
2. 医疗设备：在医疗设备中，波形发生器常用于心电图机、超声设备等，用于诊断和治疗。
3. 通信系统：在通信系统中，波形发生器被用于产生调制信号和时钟信号等，保证通信的稳定和可靠。
六、总结波形发生器是一种重要的电子设备，在多个领域中发挥着重要作用。
本文介绍了一种基于RC振荡电路的波形发生器设计方案，通过选择合适的元件、计算数值、组装电路和调试优化等步骤，可以实现频率可调、波形形状可变的输出信号。
模拟电子课程设计--波形信号发生器
模拟与数字电子技术课程设计报告设计课题：波形信号发生器专业班级：电子信息工程1002学生姓名：指导教师：设计时间：题目：信号发生器摘要信号发生器又称为波形发生器，是一种能产生标准信号的电子仪器，是工业生产和电工电子实验室中经常使用的电子仪器之一。
信号发生器可以有多种实现方法，而频率越高产生波形越多的信号发生器越好，可以从信号发生器的制作条件及使用领域方面考虑其实现方法数字系统中需要的特殊信号，如方波、三角波等，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。
在工业、农业、生物医学领域内，如高频感应加热、熔炼、淬火、超声诊断、核磁共振成像等，都需要功率或大或小、频率或高或低的振荡器。
波形发生器广泛地应用于各大院校和科研场所。
随着科技的进步，社会的发展，单一的波形发生器已经不能满足人们的需求，而我们设计的正是多种波形发生器。
关键词：正弦波；方波；三角波；低频信号源引言：信号发生器是科研、教学、制造业中一种最常用的通用仪器，输出波形一般固定为正弦波、三角波、锯齿波和方波，不能实现有时在实验或工程应用中需要的特殊信号给用户使用带来不便。
虽然目前市场上的高性能的任意信号发生器已经出现，但是价格昂贵，对于一般机电控制的用户而言频带不需要很宽。
所以一种既能满足一定频率和波形性能要求又价格低廉的超低频任意信号发生器就成为了一种需求。
本课题提出一种既能满足使用要求又价格低廉的原理样机设计方案，并对原理样机的性能提出了改进方案。
1设计任务与要求（1）具有产生正弦波、方波、三角波三种周期性波形的功能；（2）正弦波幅值±10V，方波幅值±10V；（3）三角波峰-峰值20V，各种输出波形幅值在一定范围内可调；（4）输出波形工作频率范围为100HZ~10KHZ，且连续可调。
2方案设计与论证方案一∶采用传统的直接频率合成器。
波形发生器的设计
正 文1 选题背景波形发生器又名信号源，广泛应用于电子电路、自动控制和科学试验等领域。
雷达、通信、宇航、遥控遥测技术和电子系统等领域都随处可见波形发生器的应用。
如今作为电子系统心脏的信号源的性能很大程度上决定了电子设备和系统的性能的提高，因此随着电子技术的不断发展，现今对信号源的频率稳定度、频谱纯度和频率范围以及信号波形的形状提出越来越高的挑战。
1.1指导思想利用NE555构成多谐振荡器产生方波，根据LM324输出的锯齿波分别通入低通滤波器和高通滤波器就可以输出正弦波Ⅰ、正弦波Ⅱ。
1.2 方案论证方案一：使用NE555芯片构成多谐振荡器，输出方波，通过锯齿波发生电路产生锯齿波，然后通过一个KHz f H 10=的低通滤波器，通过滤波产生一次，8KHz 到10KHz 的正弦波，然后再让锯齿波通过一个24KHz~30KHz 的带通滤波器，输出三次正弦波。
其中滤出三次谐波的理论依据是，由于锯齿波是一个关于t 的周期函数，并且满足狄里赫莱条件：在一个周期内具有有限个间断点，且在这些间断点上，函数是有限值；在一个周期内具有有限个极值点；绝对可积。
方案二：使用功放构成文森桥式震荡电路，产生出8KHz~10KHz 的正弦波。
接着是用NE555芯片，搭建出施密特触发电路，产生脉冲波输出；将脉冲波分别输入一个KHz f H 10=的低通滤波器和24KHz~30KHz 的带通滤波器电路中，产生一次和三次正弦波。
最初方案设计的大体思路在方案一和方案二之间犹豫不决，于是将两个电路的大体电路都进行了简单的设计，发现方案二存在很多的问题很难解决。
问题一：如果使用文森桥式震荡器产生正弦波，改变震荡频率就需要改变RC 常数，要同时改变两个R （在实际电路中，同时改变两个电容的值是很复杂的，而且这样也无法得到一个8KHZ~10KHz 的连续的频率），需要双滑动变阻器并且要保证滑动变阻器改变的值完全相同，有一定困难。
问题二：NE555芯片搭建出来的是一个简单的施密特触发器，输入正弦波之后，输出的脉冲波的占空比是不可以调整的，不满足实验要求的占空比可调的条件。
毕业设计---利用虚拟仪器开发虚拟任意波形发生器和虚拟示波器
摘要随着计算机技术与测量仪器技术的结合，促使了一种新的测量仪器—虚拟仪器的出现。
虚拟仪器是一种功能意义上的仪器，由个人计算机、仪器硬件及应用软件组成。
其基本工作原理是:先通过仪器硬件采集信号，然后通过软件编程来实现数据的显示及测量等功能。
随着网络通信技术的发展，网络化虚拟仪器也应运而生，它是将虚拟仪器技术与网络通信技术相结合，从而实现网络化测量。
本课题利用虚拟仪器开发平台Lab VIEW 和NI公司的数据采集卡设计了虚拟任意波形发生器和虚拟示波器。
虚拟任意波形发生器能够实现任意波形载入、增益控制、直流偏置调节、滤波器状态设置等功能。
虚拟示波器不但具有传统示波器的波形显示控制功能，而且还对传统示波器的功能进行了扩展，实现了参数自动测量显示、波形存储和频率响应分析等功能。
最后，本文总结并以实例说明了Lab VIEW 实现网络通信的几种方法:TCP或UDP通信、Data Socket, Web Server及远程面板技术等。
关键词:虚拟仪器，Lab VIEW，任意波形发生器，示波器，Data SocketAbstractThe combination of computer technology and measure technology make a kind of new measure instrument--virtual instruments. Virtual instruments is a kind of instruments of functional meaning, it is composed of personal computer, hardware and applied software. The basic principle is the hardware acquires singles, then using the software to realize data displaying and measurement. Along with the development of communication and network technology, the networked virtual instruments appeared. Networked virtual instruments implement networked measurement, which is the outcome of virtual instruments integrate with network communication technology.Based on the software Lab VIEW of virtual instrument and data acquisition card of NI, the virtual arbitrary waveform generator and virtual oscilloscope are designed in this thesis. The virtual arbitrary waveform generator has such functions as arbitrary waveform loading, gain controlling, dc offset adjusting, filters setting up. The virtual oscilloscope not only has the functions achieved in traditional scope such as waveform display and control, but also achieves some expanded functions. For example, the parameters can be measured and displayed automatically, the waveform can be saved and the frequency response can be analyzed.Ultimately, this thesis sums up several means of Lab VIEW to realize communication through network such as TCP or UDP communication, Data Socket, Web Server and remote panels technology.Keywords: Virtual Instruments, Lab VIEV, Arbitrary Waveform Generator, Oscilloscope, Data Socket目录第1章绪论 (1)1.1研究背景和课题的提出 (1)1.2国内外研究现状综述 (1)1.3课题的主要工作和本文的主要内容 (2)第2章虚拟仪器及其开发平台Lab VIEW (3)2.1 虚拟仪器 (3)2.1.1 虚拟仪器的概念 (3)2.2.2 Lab VIEW的特点与应用 (3)2.1.3 虚拟仪器的组成 (4)2.1.4 虚拟仪器的分类、应用和发展方向 (5)2.1.5 PXI模块化仪器平台 (8)2.2 虚拟仪器开发平台Lab VIEW (9)2.2.1 Lab VIEW简介 (9)2.2.2 Lab VIEW的特点与应用 (9)2.2.3 Lab VIEW编程 (11)第3章虚拟任意波形发生器的设计 (13)3.1 虚拟任意波形发生器简介 (13)3.2 虚拟任意波形发生器软件编程 (13)3.2.1 虚拟任意波形发生器前面板设计 (13)3.2.2 虚拟任意波形发生器程序框图设计 (16)3.3 虚拟示波器简介 (16)3.4 虚拟示波器的软件编程 (17)3.4.1 虚拟示波器前面板设计 (17)3.4.2 虚拟示波器的程序框图设计 (18)第4章基于虚拟仪器的网络通信技术 (20)4.1 网络化虚拟仪器 (20)4.2 Web Server及远程面板技术 (21)4.2.1 Lab VIEW中的Web Server设置 (21)4.2.2 发布前面板对象 (21)4.2.3 发布HTML文件 (22)结束语 (25)参考文献 (26)致谢 (27)第一章绪论1.1 研究背景和课题的提出20世纪80年代中期NI( National Instruments，即美国国家仪器公司)首先提出了“软件就是仪器"( The Software is the Instrument)这一基于计算机技术的虚拟仪器概念。
基于虚拟仪器的波形发生器的设计
本论文设计的任意波形发生器所要实现的基本功能有：1、输出波形的种类：正弦波、方波、三角波、锯齿波、脉冲、任意波。
2、波形输出通道数为2个，每一通道的频率、幅值、偏置都可由用户调节，并且可以设置两个通道信号之间的相位差。
3、编辑波形的方式有：设置参数、输入公式、手工绘制。
4、数据的存储、查询：能够实时查看所需波形和历史波形。
5、通信波特率的设定全部功能在PC机上实现。
任意波形发生器各功能模块设计：在任意波形发生器的设计中，根据波形发生器的系统结构图将任意波形发生器分成标准波模块、任意波模块、数据输出模块和主模块等四个功能模块。
在设计的过程中，运用模块化设计方法，逐个模块进行设计。
标准波模块的功能包括产生常用波、调制信号及M序列信号等各种标准波形。
根据各类信号的不同性质特点及不同的产生方式，标准波模块由基本波、调制信号和M序列信号等三个子模块组成。
基本波和调制信号的产生较为简单，在此不再赘述。
M序列伪随机信号产生模块M序列伪随机信号是由线性反馈移位寄存器产生的周期最长的二进制数字序列，也称最大长度线性反馈移位寄存器序列。
M序列产生的原理框图如图3所示。
异或门的输出状态（1或0）经三个移位寄存器逐级移位。
异或门将S3与S1两级输出信号进行“异或”，作为反馈至S1的输入。
最后，经S3输出的即为T=7的M序列。
M序列信号产生模块的前面板如图4.任意波产生模块任意波的产生方式由三种：公式输入产生法、波形数据载入拟合法和鼠标绘制法，因此该部分包括公式波、数据载入拟合波和鼠标绘制波形三个子功能模块组成。
1.公式波公式波部分的功能是利用公式的产生任意波形，可以输入任何能用一个公式y=f(t)来表达波形的公式，在输入公式的同时，可以设定和调整所产生波形的频率、幅值及相位等属性值，从而改变公式波形。
该模块利用LabVIEW函数库中的相关的公式波形产生节点（Formula Waveform.vi）来实现利用公式输入产生任意波形。
仿真波形发生器电路设计研究方案
仿真波形发生器电路设计研究方案下面是一个简要的仿真波形发生器电路设计研究方案，其中使用集成电路和模拟电子元件来实现。
1.确定需求：首先，需要明确要设计的波形发生器的需求，包括波形类型、频率范围、幅度和精度等。
根据具体应用需求，可以选择产生正弦波、方波、三角波或脉冲波等。
2.选择集成电路：根据需求，选择适合的集成电路来实现波形发生器。
常用的有运算放大器和波形发生器集成电路。
例如，可以选择具有多种波形输出功能的集成电路如AD9833，该芯片能够生成正弦波、方波和三角波等。
3.设计输入电路：为波形发生器提供输入信号，可以使用可调的电压源或电流源。
根据需要，还可以添加切换电路，以选择不同的频率和幅度范围。
4.设计输出电路：为了实现所需波形，需要设计输出电路。
可以使用运算放大器和滤波电路来获得所需的波形。
例如，对于正弦波的生成，可以使用运算放大器来实现正弦函数模拟。
5.添加控制电路：为了控制波形发生器的频率、幅度和形状，需要添加适当的控制电路。
可以使用数字电位器、微处理器或单片机等设备来实现控制功能。
6. 仿真验证：通过电路仿真软件，例如Proteus、Multisim等，对设计的电路进行仿真验证。
可以通过改变输入信号的频率和幅度来观察输出波形的变化，并与预期的结果进行比较。
7.优化和调整：根据仿真结果，对电路进行优化和调整。
可以通过更改元件的数值、增加滤波电路或改变控制方式等来改善波形发生器的性能。
8.实现和测试：将优化的电路实现到实际的电子原型板上，并进行测试。
通过观察输出波形是否符合设计要求来验证电路的性能。
总结：以上是一个针对仿真波形发生器电路设计的一个基本研究方案。
具体的设计和实现过程可能需要根据具体的应用需求和电路规模进行调整。
此外，在进行电路设计和实现时，还应注意使用合适的电子元器件、遵循良好的电路布线和接地技术，以确保电路的稳定性和可靠性。
波形发生器电路设计与制作
波形发生器电路设计与制作波形发生器电路设计与制作是电子技术中非常重要的一部分。
波形发生器主要用于产生各种类型的电子信号，如正弦波、方波、三角波、锯齿波等，广泛应用于实验室、电子产品测试和各种电子系统中。
在这篇文章中，我们将介绍波形发生器电路的设计与制作过程。
接下来，我们需要选择合适的电子元件来实现波形发生器电路。
根据波形类型的不同，我们需要选择不同的电子元件。
例如，要产生正弦波，可以使用一个运放芯片和一组电阻、电容来实现。
在电路设计过程中，我们需要考虑一些重要的因素，如频率稳定性、波形失真、输出幅度等。
频率稳定性是指波形发生器电路产生的波形频率在一定范围内保持稳定。
为了提高频率稳定性，我们可以使用一个稳压电源和一个精度较高的电容。
波形失真是指波形发生器产生的波形与理想的波形之间的偏差。
为了减小波形失真，我们可以使用滤波电路对波形进行滤波处理。
输出幅度是指波形发生器输出的信号的幅度大小。
为了调整输出幅度，可以使用电阻分压电路或放大电路。
在电路设计完成后，我们可以进行电路调试和测试。
首先，我们需要验证电路的基本功能，即产生所需的波形类型。
然后，可以使用示波器和频谱分析仪等测试设备，对波形发生器电路进行性能测试。
电路制作是波形发生器电路设计的最后一步。
在制作电路时，我们需要选取合适的电子元件和电路板，并按照电路设计图进行布线和焊接。
制作完成后，我们需要进行电路测试和性能调试。
综上所述，波形发生器电路设计与制作是一项繁琐的工作，但在电子技术中具有广泛应用。
通过合理选择电子元件、合理设计电路和仔细调试电路，我们可以获得高质量的波形发生器电路。
希望通过本文的介绍，读者能够对波形发生器电路的设计与制作有所了解。
波形发生器毕业设计论文-毕业设计
绪论波形发生器是一种广泛应用于电子电路，自动控制和科学实验等领域的信号源。
比如电参量的测量、雷达、通信、电子对抗与电子系统、宇航和严控遥测技术等等，从某种意义上说高品质信号源更是实现高性能指标的关键，很多现代电子设备和系统的功能都直接依赖于所用信号源的性能，因此，高品质信号源被人们喻为众多电子系统的“心脏”。
随着通信、雷达的不断发展，多信号源的频率稳定度、频谱纯度、频率范围和输出频率的个数以及信号波形的形状提出越来越多的要求。
为了提高信号源输出频率稳定度，可以采用晶体振荡器等方法来解决。
为了满足频率个数多的要求，可以采用频率合成技术，即通过对频率进行加减乘除运算，可从一个高稳定度和高精确度的标准频率源，产生大量的具有同一稳定度和精确度的不同频率。
运用DDS技术是设计波形发生器的一种通用手段，DDS不仅可以产生正弦波同时也可以产生任意波，这是其他频率合成方式所不具有的特点，任意波在各个领域有着广泛的应用。
通过DDS这种方法产生任意波是一种简单，低成本的方法，通过增加波形点数可以使输出达到很高的精度，这都是其他方法所无法比拟的。
自80年代以来各国都在研制DDS产品，并广泛应用于各个领域。
其中以AD公司的产品比较有代表性。
如AD7008、AD9850、AD9851、AD9852、AD9858等。
其系统时钟频率从30MHz到300MHz不等，其中的AD9858系统时钟更是达到了lGHz。
这些芯片还具有调制功能。
如AD7008可以产生正交调制信号，而AD9852也可以产生FSK、PSK、线性调频以及幅度调制的信号。
这些芯片集成度高，内部都集成了D/A转换器，精度最高可达12bit。
同时都采用了一些优化设计来提高性能。
如这些芯片中大多采用了流水技术，通过流水技术的使用，提高了相位累加器的工作频率，从而使得DDS芯片的输出频率可以进一步提高。
通过运用流水技术在保证相位累加器工作频率的前提下，相位累加器的字长可以设计得更长，如AD9852的相位累加器达到了48位。
波形发生器课程设计报告
课程设计报告书波形发生器学院电子与信息学院专业班级学生姓名学生学号指导教师课程编号课程学分 1起始日期 2017波形发生器一、选题背景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。
函数信号发生器是一种能够产生多种波形，如三角波、锯齿波、矩形波（含方波）、正弦波的电路。
函数信号发生器在电路实验和设备检测中具有十分广泛的用途。
通过对函数波形发生器的原理以及构成分析，可设计一个能变换出三角波、正弦波、矩形波的函数波形发生器。
二、方案论证1、设计题目要求1.1、功能要求1.1.1、同时三通道输出，采用正弦波、矩形波、三角波的级联结构；1.1.2、电源由稳压电源供给；1.2、指标要求：1.2.1、输出电压要求正弦波Vp-p>10V、矩形波Vp-p>10V、三角波Vp-p>4V；1.2.2、输出波形频率范围为100Hz—2kHz；1.2.3、通带内输出电压幅度峰峰值误差不大于5%；1.2.4、矩形波占空比可调整，调整范围：10%～90%；2、总体设计方案2.1 设计思路根据模拟电子技术基础课程，可通过RC桥式正弦波振荡电路产生正弦波，通过比较器变换成矩形波，再通过积分电路变换成三角波；或者同过滞回比较器和RC电路组成的矩形波发生电路产生矩形波，通过积分电路变换成三角波，再用滤波法变换成正弦波。
2.2 设计方案满足上述设计功能可以实施的方案很多，现提出以下几种方案：2．2．1方案一①原理框图图2.2.1 方案一原理框图②基本原理通过RC桥式正弦波振荡电路，产生正弦波，改变电阻R和电容C的值实现频率可调；通过单限比较器，产生矩形波，接入参考电压，通过改变与参考电压串联电阻的阻值，实现占空比可调；通过积分电路，产生三角波。
2．2．2方案二①原理框图图2.2.2 方案二原理框图②基本原理通过矩形波发生电路产生矩形波，改变阻值和电容实现频率可调，利用二极管的单向导电性可以引导电流流经不同的通路，改变电位器阻值实现占空比可调；通过积分电路产生三角波；通过低通滤波器产生正弦波。
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前言波形发生器是一种常用的信号源，广泛用于科学研究、生产实践和教学实践等领域。
如设计和测试、汽车制造、生物医药、传感器仿真、制造模型等。
传统的信号发生器采用模拟电子技术，由分立元件构成振荡电路和整形电路，产生各种波形。
它在电子信息、通信、工业等领域曾发挥了很大的作用。
但是采用这种技术的波形发生器电路结构复杂、体积庞大、稳定度和准确度较差，而且仅能产生正弦波、方波、三角波等几种简单波形，难以产生较为复杂的波形信号。
随着微处理器性能的提高，出现了由微处理器、D/A以及相关硬件、软件构成的波形发生器。
它扩展了波形发生器的功能，产生的波形也比以往复杂。
实质上它采用了软件控制，利用微处理器控制D/A,就可以得到各种简单波形。
但由于微处理器的速度限制，这种方式的波形发生器分辨率较低，频率切换速度较慢。
从2007年2月到2007年4月，在系统研究国内外波形发生器的基础上提出了基于Matlab和FPGA技术的波形发生器，在FPGA内开辟高速存储器ROM做查询表，通过Matlab获得波形数据存入ROM中，波形数据不断地，有序地从ROM 中送到高速D/A转换器对存储器的波形数据进行转换。
因此只要改变FPGA中查找表数据就可以产生任意波形，因此该研究方法可以产生任意波形。
随着我国四个现代化和经济发展，我国在科技和生产各领域都取得了飞速的发展和进步，同时这也对相应的测试仪器和测试手段提出了更高的要求，而波形发生器已成为测试仪器中至关重要的一类，因此在国内发展波形发生器具有重大意义和实际价值。
例如，它能模拟编码雷达信号、潜水艇特征信号、磁盘数据信号、机械振动瞬变过程、电视信号以及神经脉冲之类的波形，也能重演由数字示波器捕获的波形等。
在本次设计中，我通过Matlab获取了波形数据，在FPGA中开辟了ROM区域，在MaxplusⅡ开发平台上，实现了电路的VHDL硬件描述和仿真，电路功能在EDA平台上得到了验证，但由于我的能力和水平有限，论文中肯定会有不妥之处和错误，恳请老师和同学提出批评和改进意见，在此表示由衷的感谢。
1 波形发生器1.1 基于模拟电路的波形发生器设计方案正弦波振荡电路是用来产生一定频率和幅度的正弦波信号。
如图1.1所示为利用集成运放构成的RC 桥式正弦波振荡器的电路原理图。
图1.1 RC 桥式正弦波振荡器适当调整反馈电阻3R 值，使电路产生振荡，输出波形为稳定的不失真的正弦波。
(1)电路的正振荡频率和起振条件在图1.1中，令12R =R =R ，12C =C =C 则该电路的振荡频率由式(1.1)决定。
01f =2πRC(1.1)起振条件由式(1.2)决定：F 4R 2R (1.2) 在电路图1.1中， F 35d R =R +R //r ，d r 表示限幅二极管导通时的动态电阻。
(2)选择RC 参数的主要依据和条件①因为RC 桥式振荡器的振荡频率是由RC 网络决定的，所以选择RC 的值时应该把已知振荡频率0f 作为主要依据。
②为了使选频网络的特性不受集成运算放大器输入和输出的电阻的影响，选择R 时还应该考虑下列条件：io r Rr 式中，i r 是集成运算放大器同相端输入电阻；o r 是集成运算放大器的输出电阻。
(3)计算R 和C 的值由式(1.1)可计算出电容值，初选R 的值由式(1.3)算出C 的值再复算R 值。
Vo01C=2πf R(1.3) 实际应用中，要注意选用稳定性好的电阻和电容。
(4)选择电阻4R 和5R 电阻4R 和5R 可根据式(1.2)来确定，通常取5R =2.14R ，这样既能保证起振，又不致引起严重的波形失真。
为了减小运算放大器输入失调电流及其漂移的影响，应尽量满足45R=R //R 的条件。
注意，4R 和5R 的最佳数值还是要通过实验调整来确定。
(5)稳幅电路的作用及参数选择 由于元件误差，温度等外界因数的影响，振荡器往往达不到理论设计的效果。
因此，一般在振荡器的负反馈支路中加入自动稳幅电路，根据振荡幅度的变化自动改变负反馈的强弱，达到稳幅效果。
图1.1中的二极管1D 和2D 在振荡过程中总有一个二极管处于正向导通状态，正向导通电阻d r 与3R 并联。
当振幅大时，d r 减小，负反馈增强，限制振幅继续增长；反之振幅减小时d r 加大，负反馈减弱，防止振幅继续减小，从而达到稳幅的目的。
稳幅二极管的选择应注意以下两点：①为了提高电路的温度稳定性，应尽量选用硅管。
②为了保证上下振幅对称，两个稳幅二极管特性参数必须匹配。
(6)电阻3R 、5R 值的确定二极管的正向电阻与并联电阻值差不多时，稳幅特性和改善波形失真都有较好的效果。
通常5R 选几千欧，5R 选定后3R 的阻值便可以初步确定，3R 的调节范围应保证达到F R 所需的值。
因为：F 35d R =R +R //r (1.4) 取5R =d r所以：3F 5d F 5R =R -R //r =R 0.5R -⨯ (1.5) 但是，3R 与5R 的最佳数值仍要通过实验调整来确定。
(7)集成运算放大器的选择集成运算放大器作为振荡电路的放大器，起放大作用，它是整个振荡电路的基础。
选择集成运算放大器时，除希望输入电阻较高和输出电阻较低，最主要的是要选择其增益带宽积满足下列关系：od BW 0A f >3f (1.6)1.2 基于MCU 的波形发生器设计方案波形的生成及对频率和相位的控制均由单片机编程实现。
波形生成程序生成正弦波信号在一个周期内的波形数据，这些数据循环输出至D/A 转换器，通过在输出数据指令之间插入NOP 指令实现对频率的控制，原理框图如图1.2所示。
图1.2 以MCU 为核心的设计方案原理框图此方法产生的信号频率范围、步进值取决于所采用的每个周期的输出点数及单片机执行指令的时间（与单片机的结构及选用的晶体振荡器等有关）。
此方案的优点是硬件电路简单，所用器件少，可相对容易地产生各种波形，在低频区基本上能实现所要求的功能；缺点是控制较复杂，精度不易满足，生成波形的频率范围小，特别是难以生成高频波形。
例如，对输出信号频率max f =20kHz 而言，因为移相分辨率为o 1，则一个周期至少要采样360个点，即MCU 发送波形幅度数据的速度，cp max f 360f ≥即cp f 7.2MHz ≥则前后发送2个波形幅度数据的时间间隔max T 0.1388μs ≤，但是MCU 的指令执行周期一般有几个μs ，从而MCU 发送信号一个周期的波形数据一般要几十个μs 。
故以MCU 为核心的实现方案难以产生高频波形。
1.3 基于MCU 与FPGA 相结合的波形发生器设计方案该方案采用DDS （Direct Digital Synthesis ，直接数字频率合成）技术产生数字式移相正弦波信号。
信号生成主要由FPGA 部分实现，FPGA 部分主要包括相位累加器和波形查找表（波形查找表由FPGA 外部的存储器实现）。
DDS 技术将输出波形的一个完整周期的幅度值都顺序地存放在波形存储器中，通过控制相位增量产生频率、相位可控的波形。
一个数字频率合成器由相位累加器、加法器、波形存储ROM 、D/A 转换器和低通滤波器（LPF ）构成。
如图1.3所示。
其中K 为频率控制字、P 为相位控制字、W 为波形控制字、C f 参考时钟频率，N 为相位累加器的字长，D 为ROM 数据位及D/A 转换器的字长。
相位累加器在时钟C f 的控制下以步长K 作累加，输出的N 位二进制码与相位控制字P 、波形控制字W 相加后作为波形ROM 的地址，对波形ROM 进行寻址，波形ROM 输出D 位的幅度S(n)经D/A 转换器变成阶梯波S(t)，再经过低通滤波器平滑后就可以得到合成的信号波形，合成的信号波形形状取决于波形ROM 存放的幅度码，因此用DDS 可以生成任意波形。
DDS 电路的基本组成：图1.3 基于DDS 技术设计方案原理框图(1)频率预置与调节电路K 被称为频率控制字，也叫相位增量。
DDS 方程： N 0C f =f K 2，0f 为输出频率，C f 为频率时钟。
当K=1时，DDS 输出最低频率（也即频率分辨率）为N C f 2，而DDS 的最大输出频率由Nyquist 采样定理决定，即C f 2，也就是说K 的最大值为N 2-1。
因此，只要N 足够大DDS 可以得到很细的频率间隔。
要改变DDS 的输出频率，只要改变频率控制字K 即可。
(2)累加器相位累加器由N 位加法器与N 位寄存器级联构成。
累加器框图如图1.4所示。
图1.4 累加器框图每来一个时钟脉冲C f ，加法器将频率控制字K 与寄存器输出的累加相位数据相加，再把相加后的结果送至寄存器的数据输入端。
寄存器将加法器在上一个时钟作用后所产生的相位数据反馈到加法器的输入端；以加法器在下一个时钟作用下继续与频率控制字进行相加。
这样，相位累加器在时钟的作用下进行相位累加。
当相位累加器加满量时就会产生一次溢出，完成一个周期的动作。
(3)控制相位的加法器通过改变相位控制字P 可以控制输出信号的相位参数。
令相位加法器的字长为N ，当相位控制字由0跃变到P （P 0）时，波形存储器的输入为相位累加器的输出与相位控制字P 之和，因而其输出的幅度编码相位会增加N P/2，从而使最后输出的信号产生相移。
(4)控制波形的加法器通过改变波形控制字W 可以控制输出信号的波形。
由于波形存储器中的不同波形是分块存储的，所以当波形控制字改变时，波形存储器的输入为改变相位后的地址与波形控制字W （波形地址）之和，从而使最后输出的信号产生相移。
(5)波形存储器有相位累加器输出的数据作为波形存储器的详细地址，进行波形的相位—幅值转换，即可在给定的时间上确定输出的波形的抽样幅值。
N 位寻址ROM 相当于把o 0~o 360的正弦信号离散成具有N 2个样值的幅度以D 位二进制数值固化ROM 中，按照地址的不同可以输出相应相位的正弦信号的幅值。
相位—幅度变换原理图如下图1.5所示：图1.5 相位—幅度变换原理图(6)D/A 转换器D/A 转换器的作用是把合成的正弦波数字量转换成模拟量。
正弦幅度量化序列S(n)经D/A 转换后变成了包络为正弦波的阶梯波S(t)。
需要注意的是，频率合成器对D/A 转换器的分辨率有一定的要求，D/A 转换器的分辨率越高，合成的正弦波S(t)台阶数就越多，输出的波形的精度也就越高。
(7)低通滤波器对D/A 输出的阶梯波S(t)进行频谱分析，可知S(t)中除主频0f 外，还存在分布在C f ，2C f ......两边0f 处的非谐波分量，幅值包络为辛格函数。
因此，为了取出主频0f ，必须在D/A 转换器的输出端接入截止频率为C f /2的低通滤波器。