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函数信号发生器的设计说明设计说明：函数信号发生器一、引言二、设计目标1.实现多种基础波形的产生，包括正弦波、方波、三角波、锯齿波等。
2.实现复杂信号的产生，如脉冲信号、调频信号、调幅信号等。
3.提供可调节的信号频率、幅度、相位等参数。
4.具备高稳定性和低失真度的特点。
三、系统架构系统主要由以下模块组成：1.控制模块：负责接收输入的指令、参数，并对其他模块进行控制。
2.信号生成模块：负责产生各种类型的基础波形信号和复杂信号。
3.波形控制模块：负责对生成的信号进行频率、幅度、相位等参数的调节和控制。
4.输出模块：负责将生成的信号输出到外部设备。
四、关键技术1.时钟模块：使用高精度稳定的时钟源来提供基准时钟信号，用于信号的定时和同步。
2.数字信号处理芯片：通过运算、变换等算法实现各种基础波形信号的产生，可以实时调节频率、幅度等参数。
3.数字模拟转换模块：将数字信号转换为模拟信号，并输出到外部设备。
4.软件算法：基于不同的波形类型，设计相应的算法来生成信号，并实现参数的实时调节。
五、设计流程1.确定系统的整体架构和功能模块划分。
2.根据每个模块的功能需求和接口特点，选择合适的硬件和软件实现方案。
3.实现控制模块，包括指令的解析、参数的读取和传递等。
4.实现信号生成模块，根据不同的波形类型和参数要求，设计相应的算法实现信号的产生。
5.实现波形控制模块，设计参数的调整和控制界面，并与信号生成模块进行交互。
6.实现输出模块，将产生的信号转换为模拟信号，并输出到外部设备。
7.进行系统整体调试和测试，确保各个功能模块正常工作。
8.优化系统性能和稳定性，提高波形的准确度和控制精度。
六、预期效果本设计实现的函数信号发生器具备以下优势：1.具备多种基础波形和复杂信号的产生功能，可满足不同场合的需求。
2.通过软件算法，实现参数的实时调节和控制，提供灵活的操作界面。
3.采用高精度时钟源和数字信号处理芯片，保证信号的稳定性和精确度。
课程设计任务书
课题名称信号发生器的设计完成时间
指导教师职称学生姓名班级
总体设计要求和技术要点
总体设计要求及技术要点：
1．基本要求
（1）信号发生器能产生正弦波、方波和三角波三种周期性波形；
（2）输出信号频率在100Hz～100kHz范围内可调, 输出信号频率稳定度优于10-3；
（3）在1k 负载条件下，输出正弦波信号的电压峰-峰值V opp在0～5V范围内可调；
（4）输出信号波形无明显失真；
（5）自制稳压电源。
2．发挥部分
（1）将输出信号频率范围扩展为10Hz～1MHz，输出信号频率可分段调节：在10Hz～1kHz范围内步进间隔为10Hz；在1kHz～1MHz范围内步进间
隔为1kHz。
输出信号频率值可通过键盘进行设置；
（2）在50 负载条件下，输出正弦波信号的电压峰-峰值V opp在0～5V范围内可调，调节步进间隔为0.1V，输出信号的电压值可通过键盘进行设置；
（3）可实时显示输出信号的类型、幅度、频率和频率步进值；
（4）其他。
工作内容及时间进度安排
课程设计成果
1．课程设计实物
2．课程设计报告书及答辩报告。
摘要：本作品以ATmega16单片机为控制核心，产生各种波形（如正弦波等）的数字信号，利用DAC0832芯片把各种数字信号进行D/A转换，转换成模拟信号，然后再经过LM324进行放大，从而输出各种信号。
关键词：ATMEGA16，DAC0832，LM324，A/D转换，波形；设计要求：1．基本要求(1)能输出频率f=20Hz~2kHz并连续可调的正弦波，三角波和方波。
正弦波：峰-峰值 Vp-p ≈3V; 三角波：Vp-p≈5V; 方波： Vp-p≈10V(2)能输出频率f=20Hz~500Hz并连续可调的锯齿波和矩形波锯齿波：Vp-p≈3V ,负斜率连续可调;矩形波：Vp-p≈12V,占空比为50%~90%并连续可调2．扩展功能(1)增加其他输出波形产生电路，如阶梯波等。
(2)可通过键盘设定信号输出频率,并加入显示电路,将测试频率结果显示出来。
(3)正弦波和脉冲波的频率可自动步进，步长为1 Hz。
(4)正弦波和脉冲波的幅度可步进调整，调整范围为100mV～3V，步长为100 mV。
(3)可以根据用户设计需求产生任意波形。
具体方案：采用直接数字频率合成，用单片机作为核心控制部件，产生各种波形（如正弦波等）的数字信号，利用DAC0832芯片把各种数字信号进行D/A转换，转换成模拟信号，然后再经过LM324进行放大，从而输出各种信号。
DAC0832是8分辨率的D/A转换集成芯片。
与微处理器完全兼容。
这个DA芯片以其价格低廉、接口简单、转换控制容易等优点，在单片机应用系统中得到广泛的应用。
D/A 转换器由8位输入锁存器、8位DAC寄存器、8位D/A转换电路及转换控制电路构成。
LM324系列器件为价格便宜的带有真差动输入的四运算放大器。
与单电源应用场合的标准运算放大器相比，它们有一些显著优点。
该四放大器可以工作在低到 3.0伏或者高到32伏的电源下，静态电流为MC1741的静态电流的五分之一。
共模输入范围包括负电源，因而消除了在许多应用场合中采用外部偏置元件的必要性。
设计任务书
名称：基于AT89C51的信号发生器设计
一、设计内容
以AT89C51单片机为核心，设计信号发生器，能够产生方波、三角波、锯齿波、正弦波，要求频率和幅值在线可调，频率的调节范围为：0——500KHz，幅值的调节范围为：0——5V。
二、设计要求
1、以AT89C51单片机为核心（晶振11.0592MHZ），设计信号发生器。
2、采用DAC0832实现D/A转换。
3、要求显示波形。
4、设置若干按键，功能分别为：波形选择、幅度调节、频率调节、复位。
5、用４个位LED指示灯指示当前波形类型。
6、键盘采用中断方式。
7、程序设计语言采用C51。
8、在Proteus中进行仿真。
三、验收标准
1、设计报告（论文）；
2、Proteus仿真软件；
3、元器件清单。
四、进度安排
五、目录
第一章绪论
1．1信号发生器的发展
1．2 本论文的研究意义及主要工作
第二章总体方案及硬件设计
２．1 总体方案设计
２．2 单片机的选型
２．3 复位电路的设计
２．4数/模转换及DAC0832简介
２．5 键盘接口电路
第三章软件设计
３．1 C51简介
３．2 主程序的设计及存储器的分配
３．３键盘中断服务程序
３．４主要子程序介绍
第四章 Proteus仿真
４．1 仿真的目标及意义
４．2 Proteus简介
４．3 仿真过程及结果
结论
参考文献
致谢
附录1：系统总硬件原理图附录2：元器件单
附录3：源程序代码。
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Y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、差分放大器构成，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 (I)第1章绪论 (1)第2章方案论证及系统框图 (2)2.1方案比较 (2)2.2系统框图 (3)第3章单元电路设计 (4)3.1方波一三角波产生电路 (4)3. 1. 1比较器电路 (4)3.1.2积分电路 (5)3.1.3参数计算与元件选择 (8)3.2三角波一正弦波产生电路 (9)3.2. 1差分放大器电路 (9)3.2.2参数计算与元件选择 (10)第4章仿真电路与调试 (12)4.1方波波形 (12)4.2三角波波形 (13)4.3正弦波波形 (13)4.4方波转换三角波 (14)4.5三角波转换正弦波 (14)总、*吉 (15)& 谗1 (16) (17)附录1整机原理图 (18)附录2元件明细表 (19)第1章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。
信号源可以根据输出波形的不同，划分为正弦波信号发生器、矩形脉冲信号发生器、函数信号发生器和随机信号发生器等四大类。
正弦信号是使用最广泛的测试信号。
这是因为产生正弦信号的方法比较简单，而且用正弦信号测量比较方便。
正弦信号源又可以根据工作频率范围的不同划分为若干种。
信号发生器能自动产生正弦波、三角波、方波及锯齿波、阶梯波等电压波形。
模拟电路课程设计报告设计课题：信号发生器设计班级：10通信工程三班学生姓名：陶冬波学号：2010550921指导教师：设计时间：目录一、信号发生器摘要--------------------3二、设计目的---------------------3三、设计内容和要求四、设计方案------------------------------------------34.1 RC桥式正弦波产生电路--------------------------------------3 4.2方波产生电路----------------------------------------------------6 4.3三角波产生电路-------------------------------------------------84.4多用信号发生器-------------------------------------------------9五、组装调试及元件清单---------------------------105.1 测试仪器---------------------------------------------------------10 5.2信号发生器元件清单-----------------------------------------------115.3调试中出现的故障、原因及排除方法----------------------11六、总结设计电路，改进措施----------------------116.1 正弦波产生电路改进措施--------------------------------------116.2多用信号发生器改进措施---------------------------------------11七、收获和体会-----------------------------------------12八、参考文献--------------------------------------------12信号发生器设计一、信号发生器设计摘要：本设计介绍了波形发生器的制作和设计过程,并根据输出波形特性研究该电路的可行性。
信号发生器课程设计目录绪论前言1 方案论证与比较-------------------------------------------------------------- 信号发生器的大体流程------------------------------------------------------------2. 系统功能要求设计------------------------------------------------------------------------3.系统硬件设计3.1总体系统原理图----------------------------------------------------------------------- 3.2 主控制器设计--------------------------------------------------------------------------3.3 显示电路-------------------------------------------------------------------------------- 3.4 按键电路-------------------------------------------------------------------------------- 3.5 信号产生且放大电路---------------------------------------------------------------- 3.6 波形输出电路-------------------------------------------------------------------------3.7 可调直流稳定电源电路-------------------------------------------------------------4.波形仿真4.1正弦波的仿真-------------------------------------------------4.2 方波的仿真--------------------------------------------------5.结束语---------------------------------------------------------------------------------------6.参考文献-------------------------------------------------------------------------------------前言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。
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简易信号发生器的设计目录摘要Abstract第1章前言 (3)第2章信号发生器的发展现状 (4) (4) (4)第3章方案的设计 (5)方案的选择 (5) (5)第4章单元电路设计 (6) (6) (6)正弦波振荡电路 (7)电路工作原理 (7) (9)电压比较器 (10) (10) (11)积分电路 (12) (12) (12)第5章整体电路仿真 (14) (14) (15)第6章结束语 (17)参考文献答谢词附录摘要信号发生器是一种能够产生多种波形，如三角波、方波、正弦波的电路。
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。
本设计通过对信号发生器的原理以及构成进行分析，设计了正弦波—方波—三角波简易信号发生器。
设计中首先确定了电路方案：由直流稳压电源电路、文氏振荡器、迟滞比较器、积分器组成；接着对各单元电路的的工作原理进行了分析，由直流稳压电源电路提供所需电压，文氏振荡器产生正弦波，迟滞比较器产生方波，积分器产生三角波，同时对电路中各元器件的参数进行了计算。
最后利用相关仪器进行测试，测试达到了设计要求。
关键词：直流稳压电源电路；文氏振荡器；迟滞比较器；积分器AbstractSignal generator is a kind of can produce much waveform, such as triangle wave, square wave, sine wave circuit. Signal generator in the circuit experiment and test equipment in a very wide range of purposes. The design of the principle of the signal generator and structure analysis, design of sine wave-square wave-triangle wave simple signal generator. Design of the first set by a dc voltage circuit scheme: power supply circuit, venturi oscillator,hysteresit comparator, integrator composed; Then each unit circuit of the principle is analyzed by dc stabilized voltage power supply circuit, provide the voltage required, venturi oscillator produce sine wave, hysteresit comparator produce square wave, integrators produce triangle, and at the same time in the circuit to wave the parameters of each component was calculated. Finally, using the related instrument testing, testing meet the design requirements.Keywords: dc stabilized voltage power supply circuit; Venturi oscillator; Hysteresit comparator; integrator第1章前言能产生多种波形，如三角波、方波、正弦波的电路被称为信号发生器，又称信号源或振荡器，在生产实践和科技领域中有广泛的应用。
毕业设计（论文）设计（论文）题目：基于单片机的数字信号发生器设计电气工程学院基于 AT89S51单片机的数字信号发生器【摘要】智能仪器的出现，极大地扩充了传统仪器的应用范围。
智能仪器凭借其体积小、功能强、功耗低等优势，迅速地在家用电器、科研单位和工业企业中得到了广泛的应用。
本系统是基于 AT89S51单片机设计的数字式波形发生器。
采用 AT89S51作为系统的控制核心，外围电路采用数字 / 模拟转换电路（ DAC0832），运放电路（M C1458），按键， ISP 接口等。
通过按键控制切换产生正弦波，锯齿波，三角波，方波，各类型信号的频率统一为 100HZ，而幅值在 -5V~+5V范围内可调。
本设计电路原理简单，性能较好，具有一定的实用性和参考价值。
【关键词】单片机, 波形发生器，D/A电路DIGITAL SIGNAL GENERATOR DESIGN BASED ON AT89S51【A BSTRACT 】The emergence of intelligent machines, which greatly expanded the scope of application of traditional instruments. Intelligent instrument, with its small size, powerful, low-power advantages of home appliances quickly, research institutes and industrial enterprises has been widely used.The system is a digital waveform generator based on single chip computer. AT89S51 is used as a control core. The system is composed by digital/analog conversion (DAC0832),imply circuit (MC1458),button ISP inferface and LED lights. It can generate square triangle and sine wave,with LED display . The frequency of various types of signal unity of 100HZ, but the amplitude in the-5V ~ +5 V range adjustable. The circuit design is simple, better performance, has some practical and reference value.【 KEY WORDS 】the single chip computer , the signal generator , D/A conversion目录绪论91.92.9第一章系统设计101.112.113.11第二章硬件电路的设计121. AT89S51122.153.154.175. ISP23第三章软件设计241.252.253.264.275.28第四章测试仿真291.292.303.31第五章其它311.312.32附录32Protel32 PCB33 Proteus343543绪论1.波形发生器现状波形发生器作为一种常用的应用电子仪器设备，传统的波形发生器可以完全用硬件电路搭建，如应用555 振荡电路可以产生正弦波，三角波，方波等波形，传统的波形发生器多采用这种方式设计，这种方式不应用单片机，但是这种方式存在波形质量差，控制难，可调范围小，电路复杂和体积大等缺点，在科学研究和生产实践中，如工业过程控制，生物医学，地震模拟震动等领域往往需要低频信号源，而由硬件搭建的波形发生器效果往往达不到好的效果，而且低频信号源所需要的RC很大，大电阻，大电容在制作上有困难，参数的精度也难以保证，而且体积大，漏电，体积大是该类波形发生器的显著缺点。
目录第一章设计任务 (2)1.1简述信号发生器发展现状和发展趋势第二章电路基本原理 (3)2.1设计任务2.2设计要求2.3理论基础第三章电路调试与实验 (5)3.1方案介绍及选定3.1.1方案介绍3.1.2方案选定3.3系统各部分的设计 (5)3.3.1电源部分3.3.2 信号产生部分3.3.3电路设计3.3.4主要芯片介绍3.4调试方法和实验分析 (13)3.4.1调试方法3.4.2实验结果分析3.4.3注意事项第四章设计总结体会 (15)4.1设计总计体会附录 (19)附录1 元器件清单附录2 实物图附录2 PCB图第一章设计任务1.1简述信号发生器发展现状和发展趋势随着电子技术的发展，电路测试对信号发生器的要求已经越来越高。
除生成标准波形如正弦波、方波、三角波、脉冲波之外，信号发生器还要用于模拟输出一些不规则信号，以生成“实际环境”信号，包括在被测设备离开实验室或车间时可能遇到的毛刺、漂移、噪声和其它异常事件等。
所有这些都要求信号发生器输出信号的参数如频率、波形、输出电压或功率等，能够在一定范围内进行更加精确的调整，并拥有更好的稳定性及输出指示。
1975年任意波形发生器开发成功，使信号发生器产品增加了一个新品种。
在任意波形发生器作为测量用信号激励源进入市场之前，为了产生非正弦波信号，已使用函数发生器提供三角波、斜波、方波和余弦波等几种特殊波形。
声音和振动分析需要复杂调制的信号源，以便仿真真实的信号，只有借助任意波形发生器，例如医疗仪器测试往往需要心电波形，任意波形发生器很容易产生各种非标准的振动信号。
早期的任意波形发生器主要着重音频频段，现在的任意波形发生器已扩展到射频频段，它与数字示波器（DSO）密切配合，只要数字示波器捕获的信号，任意波形发生器就能复制出同样的波形。
在电路构成上，数字示波器是模拟/数字转换，任意波形发生器是数字/模拟的逆转换，目前任意波形发生器的带宽达到2GHz，足够仿真许多移动通信、卫星电视的复杂信号。
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。
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。
1 引言信号发生器又称信号源或者振荡器，它是根据用户对其波形的命令来产生信号的电子仪器，在生产实践和科技领域有着广泛的应用。
信号发生器采用数字波形合成技术,通过硬件电路和软件程序相结合,可输出自定义波形,如正弦波、方波、三角波、三角波、梯形波及其他任意波形，波形的频率和幅度在一定范围内可任意改变。
信号源主要给被测电路提供所需要的已知信号（各种波形），然后用其他仪表测量感兴趣的参数。
信号发生器在通信、广播、电视系统，在工业、农业、生物医学领域内，在实验室和设备检测中具有十分广泛的用途。
信号发生器是一种悠久的测量仪器，早在20年代电子设备刚出现时它就产生了。
随着通信和雷达技术的发展，40年代出现了主要用于测试各种接收机的标准信号发生器，使信号发生器从定性分析的测试仪器发展成定量分析的测量仪器。
自60年代以来信号发生器有了迅速的发展，出现了函数发生器，这个时期的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，其电路结构复杂，且仅能产生正弦波、方波、锯齿波和三角波等几种简单波形。
到70年代处理器出现以后，利用微处理器、模数转换器和数模转换器，硬件和软件使信号发生器的功能扩大，产生比较复杂的波形。
这时期的信号发生器多以软件为主，实质是采用微处理器对DAC的程序控制，就可以得到各种简单的波形。
随着现代电子、计算机和信号处理等技术的发展，极大地促进了数字化技术在电子测量仪器中的应用，使原有的模拟信号处理逐步被数字信号处理所代替，从而扩充了仪器信号的处理能力，提高了信号测量的准确度、精度和变换速度，克服了模拟信号处理的诸多缺点，数字信号发生器随之发展起来。
信号发生器作为电子领域不可缺少的测量工具，它必然将向更高性能，更高精确度，更高智能化方向发展，就象现在在数字化信号发生器的崛起一样。
但作为一种仪器，我们必然要考虑其所用领域，也就是说要因地制宜，综合考虑性价比，用低成本制作的集成芯片信号发生器短期内还不会被完全取代，还会比较广泛的用于理论实验以及精确度要求不是太高的实验。
封面作者：PanHongliang仅供个人学习目录摘要 (2)Abstract (3)绪论 (4)1.V H D L简介 (5)1.1 VHDL的特点 (5)1.2 VHDL发展史 (5)2.设计的方案确定 (6)2.1．AD558工作原理 (6)2.2设计方案 (7)3.设计流程 (8)4.结束语 (14)5.参考文献 (15)附录 (16)摘要本说明书首先介绍了VHDL语言的特点及发展史；接着简要说明了D/A接口（函数发生器）的工作原理及设计思想和设计方案的确定；然后着重解释了使用VHDL语言设计D/A接口（函数发生器）的具体操作步骤及主要流程。
为了更加详细的解释清楚主要流程在本课程设计说明书中还附加了相应的图片。
最后还附加了实现设计的VHDL源程序。
关键词：VHDLD/A接口设计AbstractThis manual introduces the VHDL language features and development history。
followed by a brief description of the D/A interface and the working principle and design ideas and the way that the design program was confirmed。
and then I explain the emphasis on the use of VHDL language to design D/A interface and the specific steps and the main process. In order to explain in more details of the main process I also attached the corresponding pictures. Finally I added the VHDL design source codes in the addendum.Keywords: VHDL D/A Interface Design绪论EDA是电子设计自动化(Electronic Design Automation)的缩写。
题目名称：信号发生器（一）姓名：姚添珣班级：电气N112班学号：201145679204日期：2013/7/4模拟电子技术课程设计任务书适用专业：电气工程及自动化专业设计周期：一周一、设计题目：信号发生器（一）二、设计目的1、研究正弦波等振荡电路的振荡条件。
2、学习波形产生、变换电路的应用及设计方法以及主要技术指标的测试方法。
三、设计要求及主要技术指标设计要求：设计并仿真能产生方波、三角波及正弦波等多种波形信号输出的波形发生器。
1、方案论证，确定总体电路原理方框图。
2、单元电路设计，元器件选择。
3、仿真调试及测量结果。
主要技术指标1、正弦波信号源：信号频率范围20Hz～20kHz 连续可调；频率稳定度较高。
信号幅度可以在一定范围内连续可调；2、各种输出波形幅值均连续可调，方波占空比可调；3、设计完成后可以利用示波器测量出其输出频率的上限和下限，还可以进一步测出其输出电压的范围。
四、仿真需要的主要电子元器件1、运算放大电路2、滑线变阻器3、电阻器、电容器等五、设计报告总结（要求自己独立完成，不允许抄袭）。
1、对所测结果（如：输出频率的上限和下限，输出电压的范围等）进行全面分析，总结振荡电路的振荡条件、波形稳定等的条件。
2、分析讨论仿真测试中出现的故障及其排除方法。
3、给出完整的电路仿真图。
4、体会与收获。
第1章方案论证与比较1.1 方案提出方案一：首先由RC桥式正弦波振荡器产生正弦波信号，然后用迟滞比较器将正弦波信号转换为方波信号，最后经过积分器将方波信号转换为三角波信号。
正弦波方波三角波方案二：首先，（比较器和积分器组成方波-三角波产生电路）把迟滞比较器和积分器首尾相接形成正反馈闭环系统，则比较器输出的方波经积分器积分可得到三角波，三角波又触发比较器自动翻转形成方波，最后通过差分放大器将三角波信号转换为正弦波信号。
方波三角波正弦波方案三：（将方案二中产生正弦波的差分放大器换成RC桥式正弦波振荡器。
）首先，由RC桥式振荡器产生正弦波信号，再经过迟滞比较器将正弦波信号转化为方波信号，而迟滞比较器和积分器首尾相接形成正反馈闭环系统，则比较器输出的方波经积分器积分可得到三角波，三角波又触发比较器自动翻转形成方波。
正弦波方波三角波1.2 设计方案的论证和选择：方案一为开环电路，结构简单，产生的正弦波和方波失真较小。
但它对于三角波的产生有一定的麻烦，设计要求频率连续可调，故幅度稳定性难以达到要求。
方案二由于采用运算放大器组成的积分电路，因此可实现恒流充电，使三角波线性大为改善。
但它的差分电路比较复杂，并且在运行过程中容易导致信号的失真，对元件的要求较高。
方案三较方案二将差分电路换成了RC桥式正弦波振荡电路，RC桥式正弦波振荡电路具有电路简单，波形失真小，频率调节方便等优点，迟滞比较器是采用最为广泛的电压比较器，具有抗干扰性强的优点。
综上所述，本设计选择方案三。
第2章系统的功能及设计框图2.1 系统的全部功能、要求及技术指标系统功能：产生频率在一定范围内的正弦波、方波、三角波，频率稳定度较高，并且频率幅度连续可调，输出波形连续可调，占空比可调。
要求：设计并仿真能产生方波、三角波及正弦波等多种波形信号输出的波形。
技术指标：1、正弦波信号源：信号频率范围20Hz～20kHz 连续可调；频率稳定度较高。
信号幅度可以在一定范围内连续可调；2、各种输出波形幅值均连续可调，方波占空比可调；3、设计完成后可以利用示波器测量出其输出频率的上限和下限，还可以进一步测出其输出电压的范围。
2.2 确定设计框图（系统包含的单元电路及结构）和总体设计方案本设计采用方案一，设计框图如下：正弦波方波三角波总体设计方案：首先，由RC桥式振荡器产生正弦波信号，再经过迟滞比较器将正弦波信号转化为方波信号，而迟滞比较器和积分器首尾相接形成正反馈闭环系统，则比较器输出的方波经积分器积分可得到三角波，三角波又触发比较器自动翻转形成方波。
RC桥式正弦波振荡电路具有电路简单，波形失真小，频率调节方便等优点；迟滞比较器是采用最为广泛的电压比较器，具有抗干扰性强的优点，且该比较器只要使电容的正向和反向充电时间常数不同则占空比可调；积分电路由运放组成，因此可实现恒流充电，使三角波线性大为改善。
2.3 单元电路的分析与设计图2-1 RC桥式振荡器R、C串、并联电路构成正反馈支路，同时兼作选频网络，R1、R2、R3、R6及二极管等元件构成负反馈和稳幅环节。
调节电位器R6可以改变负反馈深度，以满足振荡的振幅条件和改善波形。
利用两个反相并联二极管D1、D2正向电阻的非线性特性来实现稳幅。
调整负反馈电阻使电路起振且波形失真最小。
改变选频网络的参数C或R即可调节振荡频率。
如图2-1所示。
图2-2 方波-三角波发生器把迟滞比较器和积分器首尾相接形成正反馈闭环系统。
在比较器上调节R8即可改变方波占空比，而由于采用运放组成的积分电路。
因此可实现恒流充电，使三角波线性大大改善。
如图2-2所示。
第3章系统仿真调试分析3.1 软件仿真原理图图3-1 信号发生器仿真3.2 模拟仿真过程所有波形正常：开始时，调整RC桥式振荡器反馈电阻使电路起振，且波形失真最小，产生的正弦波信号的A v=1+R f/R1略大于3，达到稳定平衡状态时，A v=3，F v=1/3。
由RC桥式振荡器产生的正弦波信号，再经过迟滞比较器将正弦波信号转化为方波信号，而迟滞比较器和积分器首尾相接形成正反馈闭环系统，则比较器输出的方波经积分器积分可得到三角波，三角波又触发比较器自动翻转形成方波。
具体显示如图3-2，图3-3所示：图3-2 正弦波起振时和稳定振荡时的电压波形图3-3 方波-三角波频率可调：该电路中振荡电路的选频网络由R、C元件组成，f=f0=1/（2πRC），调节R、C的值即可改变频率。
一般采用改变电容C作频率量程切换，而调节R作量程内的频率细调。
信号幅度/输出波形幅值可调：通过调节RC桥式振荡器中的电位器R6可以调节信号幅度，调节电位器还能调节输出波形幅值。
如图3-4所示：图3-4 信号幅度可调方波占空比可调：通常将方波为高电平的持续时间与振荡周期的比称为占空比。
如需改变方波占空比，只需适当改变电容C的正、反向充电时间常数即可。
在图2-2中，当比较器输出端为高电平时，D4导通而D3截止，正向充电时间常数为（R7+R8下部分）C1；当比较器输出端为低电平时，D3导通而D4截止，反向充电时间常数为（R7+R8上部分）C1。
故调节电位器R8即可改变占空比。
如图3-5所示：图3-5 方波占空比可调3.3 各项指标测试频率上限：如图3-6所示，往小调节R、C串、并联选频网络上的R与C的值，直到输出波形不失真的情况下频率最大，该频率即为频率上限。
图3-6 频率上限及此刻输出波形频率下限：与调节频率上限差不多，只是R、C的值应该往大调，使得f最小。
如图3-7所示：图3-7 频率下限及此刻输出波形正弦波输出电压：在波形不失真的情况下调节电位器，待波形稳定后，得到正弦波输出电压峰值约为4.5V。
如图3-8所示：图3-8 正弦波输出电压峰值方波-三角波输出电压：在波形不失真的情况下调节电位器，待波形稳定后，得到方波输出电压峰值约为9V，三角波输出电压峰值约为6V。
如图3-9所示：图3-9 方波-三角波输出电压峰值第4章结语在本设计方案中，起振要在稳幅环节中调节电位器改变负反馈深度以满足起振条件，频率范围在180HZ~5KHZ，频率的调节主要是依靠R、C串、并联选频网络的调整来实现的，可变R、C的范围不一样，调出来的频率范围也不一样。
输出电压可调，但在峰值上时电压值和波形都最稳定，其他值上电压值和波形不稳定。
占空比主要是依靠改变电位器的上下部分的比值来调节电路中电容正、反向充电时间常数，从而调整了占空比。
RC桥式振荡电路、方波-三角波电路互相影响，每一个环节都要处理好，否则很容易出现各种各样的问题。
由于本设计方案中方波电路与三角波电路形成了一个正反馈，所以正弦波电路最好不要与方波-三角波电路的输入端相连，并且若是与地端相连，因在地与正弦波电路输出端之间串一个适当阻止的电阻，以免正弦波输出端直接接地，读不出波形。
方波占空比的调节需要依靠原理建立出一个电容充电时间常数可变的电路来实现。
当波形输出不正常或主要指标不达标时，应尝试着调节相关电位器来改善电路。
起初，波形出不来，就反复想着起振条件，然后去调试每个线路上元件的值，调整了2、3个小时终于把波形弄出来了，之后因为要去测试主要指标是否达到，所以不断地在调试电路，改变元件数值，甚至是大幅度改变电路去构想一个新电路来提高性能，发现调试也有手感这回事，越熟练调试时间越短。
随着调试时间的越来越短，调试范围的越来越广，也越来越有成就感，这是一次很有趣很有收获的课程设计，更是一个毕生难忘的第一次。
在这次课程设计当中，我们不仅学习到了一个新软件的操作，还对波形发生器和模电有了更深层次更加全面的理解，更加增强了我们对电气学习的耐心热情与信心以及对未来的工作有了更贴切的领悟。
希望以后有更多这样的机会让我们去证明自己，去爱上学习，爱上实践。
第5章参考文献康华光电子技术基础模拟部分（第五版）高等教育出版社，2012年曹泰斌电工电子技术实验清华大学出版社，2012年。
