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信号发生器课程设计报告HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】目录一、课题名称 (2)二、内容摘要 (2)三、设计目的 (2)四、设计内容及要求 (2)五、系统方案设计 (3)六、电路设计及原理分析 (4)七、电路仿真结果 (7)八、硬件设计及焊接测试 (8)九、故障的原因分析及解决方案 (11)十、课程设计总结及心得体会 (12)一、课题名称：函数信号发生器的设计二、内容摘要：函数信号发生器作为一种常用的信号源,是现代测试领域内应用最为广泛的通用仪器之一。
在研制、生产、测试和维修各种电子元件、部件以及整机设备时，都要有信号源，由它产生不同频率不同波形的电压、电流信号并加到被测器件或设备上，用其他仪器观察、测量被测仪器的输出响应，以分析确定它们的性能参数。
信号发生器是电子测量领域中最基本、应用最广泛的一类电子仪器。
它可以产生多种波形信号,如正弦波,三角波,方波等,因而此次课程设计旨在运用模拟电子技术知识来制作一个能同时输出正弦波、方波、三角波的信号发生器。
三、设计目的：1、进一步掌握模拟电子技术知识的理论知识，培养工程设计能力和综合分析能力、解决问题的能力。
2、基本掌握常用电子电路的一般设计方法，提高电子电路的设计和实验能力。
3、学会运用Multisim仿真软件对所做出来的理论设计进行仿真测试，并能进一步解决出现的基本问题，不断完善设计。
4、掌握常用元器件的识别和测试，熟悉万用表等常用仪表，了解电路调试的基本方法，提高实际电路的分析操作能力。
5、在仿真结果的基础上，实现实际电路。
四、设计内容及要求：1、要求完成原理设计并通过Multisim软件仿真部分（1）RC桥式正弦波产生电路，频率分别为300Hz、1KHz、10KHz、500KHz，输出幅值300mV~5V可调、负载1KΩ。
（2）占空比可调的矩形波电路，频率3KHz，占空比可调范围10%~90%，输出幅值3V、负载1KΩ。
信号发生器一、设计目的1.进一步掌握模拟电子技术的理论知识，培养工程设计能力和综合分析问题、解决问题的能力。
2.基本掌握常用电子电路的一般设计方法，提高电子电路的设计和实验能力。
3.学会运用Multisim10仿真软件对所作出的理论设计进行仿真测试，并能进一步完善设计。
4.掌握常用元器件的识别和测试，熟悉常用仪表，了解电路调试的基本方法。
二、设计内容与要求1.设计、组装、调试函数信号发生器2.输出波形：正弦波、三角波、方波3.频率范围：10Hz-10KHz范围内可调4.输出电压：方波V PP<20V, 三角波V PP=6V, 正弦波V PP>1V三、设计方案仿真结果1.正弦波—矩形波—三角波电路原理图：首先产生正弦波，再由过零比较器产生方波，最后由积分电路产生三角波。
正弦波通过RC串并联振荡电路（文氏桥振荡电路）产生，利用集成运放工作在非线性区的特点，由最简单的过零比较器将正弦波转换为方波，然后将方波经过积分运算变换成三角波。
正弦—矩形波—三角波产生电路：总电路中，R5用来使电路起振；R1和R7用来调节振荡的频率，R6、R9、R8分别用来调节正弦波、方波、三角波的幅值。
左边第一个运放与RC 串并联电路产生正弦波，中间部分为过零比较器，用来输出方波，最好一个运放与电容组成积分电路，用来输出三角波。
仿真波形：调频和调幅原理调频原理：根据RC 振荡电路的频率计算公式RCfoπ21=可知，只需改变R 或C 的值即可，本方案中采用两个可变电阻R1和R7同时调节来改变频率。
调幅原理：本方案选用了最简单有效的电阻分压的方式调幅，在输出端通过电阻接地，输出信号的幅值取决于电阻分得的电压多少。
其最大幅值为电路的输出电压峰值，最小值为0。
RC 串并联网络的频率特性可以表示为)1(31111212RCRC j RC j R C j R RCj Rf Z Z ZUU F ωωωωω-+=++++=+==∙∙∙令,1RCo =ω则上式可简化为)(31ωωωωOOjF -+=∙，以上频率特性可分别用幅频特性和相频特性的表达式表示如下：|F∙|)(3122ωωωωo o -+=)(3arctanωωωωϕooF--=，根据上式可以分别画出RC 串并联网络的幅频特性和相频特性：1.正弦波振荡电路的原理如下图a 、b 所示：由上图得出正弦波振荡的条件为：根据RC 串并联网络的选频特性及上述平衡条件容易得到RC 正弦波振荡电路的振荡频率为：RCfoπ21=； 振荡的幅度平衡条件|F A ∙∙|1=是表示振荡电路已达到稳幅振荡时的情况。
《电路与模拟电子技术》课程设计任务书低频函数信号发生器的设计任务和要求：1 设计并制作能产生正弦波、矩形波（占空比可调）和锯齿波等多种信号的函数信号发生器。
2 主要技术指标和要求（1）输出的各种信号波形工作频率范围10Hz~10kHz，连续可调；（2）输出的各种信号波形幅值0~10V，连续可调。
高精度60Hz信号频率，经电容C3耦合到运放器741的②脚进行信号放大，然后从741的⑥脚输出。
调节电位器RP时，XS1插口输出0～1V,XS2插口输出0～0.1V的低频信号。
其实，C2、C5为电源滤波电容。
c3、C6为741的输入、输出耦合电容。
R5、R4为高频补偿电路。
R2、R4构成分压衰减电路。
R6为反馈电阻用以提高电路的稳定度。
CD4060各脚的输出频率：③脚为2Hz，②脚为4Hz，⑥脚为240Hz，④脚为480Hz，⑤脚为960Hz，⑦脚为1920Hz。
1 画原理图本设计中要求用Protel软件完成原理图以及PCB板。
我用的是Protel2004版本。
电路原理图的设计是印制电路板设计中的第一步，也是非常重要的一步。
电路原理图设计得好坏将直接影响到后面的工作。
首先，原理图的正确性是最基本的要求，因为在一个错误的基础上所进行的工作是没有意义的；其次，原理图应该布局合理，这样不仅可以尽量避免出错，也便于读图、便于查找和纠正错误；最后，在满足正确性和布局合理的前提下应力求原理图的美观。
电路原理图的设计过程可分为以下几个步骤：1、设置电路图纸参数及相关信息根据电路图的复杂程度设置图纸的格式、尺寸、方向等参数以及与设计有关的信息，为以后的设计工作建立一个合适的工作平面。
2、装入所需要的元件库将所需的元件库装入设计系统中，以便从中查找和选定所需的元器件。
3、设置元件将选定的元件放置到已建立好的工作平面上，并对元件在工作平面上的位置进行调整，对元件的序号、封装形式、显示状态等进行定义和设置，以便为下一步的布线工作打好基础。
函数信号发生器实验教学设计与实践一、实验目的：1.了解函数信号发生器的基本原理和工作过程；2.掌握函数信号发生器的使用方法；3.熟练掌握函数信号发生器的参数设置及调节技巧；4.学会利用函数信号发生器产生不同类型的信号，如正弦波、方波、三角波等；5.了解函数信号的性质及其在电路实验中的应用。
二、实验原理：函数信号发生器是一种能够产生各种不同波形的信号源设备，常用于电子实验中的信号源和频率标准。
它可以产生正弦波、方波、三角波等不同类型的波形，并且可以通过调节幅度、频率、相位等参数来得到需要的信号输出。
函数信号发生器一般由振荡器、波形调制电路、幅度调节电路和频率调节电路等部分组成。
三、实验内容及步骤：1.实验仪器与材料：函数信号发生器、示波器、万用表、串联电阻、电容等元器件。
2.实验步骤：（1）连接实验电路：将函数信号发生器的输出端与示波器的输入端相连，然后通过示波器显示出信号波形。
（2）调节幅度参数：设置函数信号发生器的幅度参数，观察示波器上波形的变化。
（3）调节频率参数：设置函数信号发生器的频率参数，观察波形在示波器上的变化。
（4）产生不同波形：尝试产生不同类型的波形，如正弦波、方波、三角波等，并观察其在示波器上的输出情况。
（5）测量输出信号的频率、幅度等参数，掌握功能信号发生器的参数调节技巧。
四、实验结果与分析：1.实验通过连线和参数设置，成功连接函数信号发生器和示波器，并在示波器上显示出所需的信号波形。
2.通过调节幅度和频率参数，能够观察到输出信号的变化，并且通过示波器可以准确测量信号的频率、幅度等参数。
3.产生正弦波、方波、三角波等不同类型的波形，并观察其在示波器上的输出情况，验证函数信号发生器的功能。
五、实验总结：通过本次实验，我们深入了解了函数信号发生器的原理和工作过程，掌握了函数信号发生器的使用方法及参数调节技巧。
实验中，我们通过实际操作产生了不同类型的信号波形，并成功利用示波器观察和测量了输出信号的频率、幅度等参数。
【精品】函数信号发生器课程设计报告函数信号发生器课程设计报告摘要：本课程设计主要是设计一台函数信号发生器，它在从低频（如Sine）到较高频（如Square）常用波形之间能够进行切换，常用于电子仪器和测量检测中，用来给装置注入一定形态的信号，以辅助检测装置的有效性，稳定性，精度等特性。
该设备采用STM32F030F4P6单片机，使用1602液晶屏显示函数状态，用HD74HC4040电路分频输出指定期望频率，使用R-2R电路控制EPWM波形从正弦波到脉冲波，满足多种测试状况下的需求。
本系统实现调整频率的功能，使用户可以设置函数发生器的频率，因此满足用户的不同要求。
关键词： STM32F030F4P6； 1602液晶屏； HD74HC4040 电路； R-2R 电路； PWM 波形一、简介函数信号发生器是一种常用的信号发生器，可以产生多种类型的波形。
包括正弦波、三角波、方波、脉冲波和梯形波等等，其应用广泛，比如在检测仪表中，可以用来观察测量仪表的工作状态，以便于分析测量仪表的特性，进而排除故障。
此外，函数信号发生器通常也可以用在动态信号检测中，对电机、变压器和泵等，进行性能检测和控制应用，也可用来做为一种测试应用，来控制和验证电子设备性能，在现在的电子技术发展中，函数信号发生器扮演重要的作用。
二、设计实现设计本次函数信号发生器主要任务是实现指定期望频率信号的输出，并对多种波形满足需求。
主要设备相关技术如下：（一）STM32F030F4P6单片机STM32F030F4P6单片机，采用ARM 32位内核设计，使用Cortex-M0指令集，配备有SYSTICK时钟，PWM波形输出，I2C接口，满足调整函数信号发生器指定频率和波形的要求。
（二）1602液晶屏它的主要功能是显示函数发生器的状态，如频率，波形，用户可以通过屏幕上的提示，清楚的了解函数发生器当前的实时状态，使用比较简单。
（三） HD74HC4040 电路使用 HD74HC4040 电路进行分频输出，可以实时调整输出信号的频率。
一绪论1.1函数信号发生器的应用意义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是集成电路。
为进一步掌握电路的基本理论及实验调试技术，本课题采用有集成运算放大器与晶体差分放大器共同组成的方波—三角波—正弦波函数发生器的设计方法。
具体方法是由比较器和积分器组成方波—三角波产生电路，比较器输出的方波经积分器得到三角波，三角波到正弦波的变换电路主要由差分放大器来完成。
差分放大器具有工作点稳定，输入阻抗高，抗干扰能力较强等优点。
特别是作为直流放大器时，可以有效地抑制零点漂移，因此可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。
通过此次设计，我们能将理论知识很好的应用于实践，不仅巩固了书本上的理论知识，而且锻炼了我们独立查阅资料、设计电路、独立思考的能力1.2设计任务设计能产生方波、三角波、正弦波的函数信号发生器电路1.3设计要求1）输出各种波形工作频率范围：10—100Hz,100—1KHz,1K—10KHz。
2) 输出电压：正弦波U=3V , 三角波U=5V , 方波U=14V。
3) 波形特征：幅度连续可调，线性失真小。
4)选择电路方案，完成对确定方案电路的设计;计算电路元件参数与元件选择、并画出各部分原理图，阐述基本原理。
1.4设计方案函数信号发生器是是由基础的非正弦信号发生电路和正弦波形发生电路组合而成。
由运算放大器单路及分立元件构成，方波——三角波——正弦波函数信号发生器一般基本组成框图如图1所示。
图1 函数信号发生器框图1、方波—三角波—正弦波信号发生器电路有运算放大器及分立元件构成，其结构如图1所示。
他利用比较器产生方波输出，方波通过积分产生三角波输出，三角波通过差分放大电路产生正弦波输出。
2、利用差分放大电路实现三角波—正弦波的变换波形变换原理是利用差分放大器传输特性曲线的非线性，波形变换过程如图2所示图 2 三角波和正弦波得转换示意图由图2可以看出，传输特性曲线越对称，线性区域越窄越好；三角波的幅度Uim应正好使晶体接近饱和区域或者截至区域。
函数信号发生器课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解函数信号发生器的基本原理，掌握其工作流程及各部分功能。
2. 学生能描述函数信号发生器产生的常见信号类型，如正弦波、方波、三角波等。
3. 学生能运用数学知识分析函数信号发生器产生的信号特点及其应用场景。
技能目标：1. 学生能正确操作函数信号发生器，进行信号生成、频率调节、幅度调节等基本操作。
2. 学生能运用函数信号发生器进行简单的信号实验，如叠加、调制等。
3. 学生能通过实验观察和分析信号波形，提高实验操作能力和问题解决能力。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对电子技术及信号处理领域的兴趣，激发学习热情。
2. 学生通过合作实验，培养团队协作能力和沟通能力。
3. 学生在学习过程中，树立正确的科学态度，认识到科学技术对社会发展的作用。
课程性质：本课程为电子技术实践课程，注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力。
学生特点：高二年级学生，已具备一定的电子技术基础知识和实验操作技能。
教学要求：结合学生特点，采用启发式教学，引导学生主动探究，提高学生的实践能力和创新能力。
在教学过程中，注重培养学生的安全意识和实验素养。
通过课程学习，使学生能够将所学知识应用于实际电子电路设计和实验中。
二、教学内容1. 函数信号发生器原理介绍：包括振荡器、放大器、波形发生器等组成部分及其工作原理。
- 教材章节：第二章第三节“函数信号发生器的组成与原理”2. 常见信号类型及其特点：正弦波、方波、三角波、脉冲波等信号的数学描述和实际应用。
- 教材章节：第二章第四节“函数信号发生器的波形及其应用”3. 函数信号发生器操作与使用：基本操作方法、功能键的使用、频率和幅度的调节。
- 教材章节：第三章第一节“函数信号发生器的操作与使用”4. 实验教学：利用函数信号发生器进行信号叠加、调制等实验操作。
- 教材章节：第三章第二节“函数信号发生器实验”5. 信号分析与应用：分析实验中产生的信号波形，探讨其在电子技术领域的应用。
课程设计报告课程微机原理课程设计题目函数信号发生器系别物理与电子工程学院年级08级专业电子信息工程班级 3 学号学生姓名Q指导教师职称讲师设计时间2011.5.30~2011.6.3目录绪论 (2)第一章题目要求 (3)1.1 设计要求 (3)1.2 设计目的 (3)1.3设计环境 (3)第二章方案设计与论证 (4)2.1主要芯片介绍 (4)2．1.1 DAC0832芯片介绍 (4)2.1.2 8255A芯片介绍 (7)2.2 主要设计思想 (8)第三章结构框图等设计步骤 (9)3.1总体设计流程图 (9)3.2 锯齿波实现过程 (9)3.3三角波实现过程 (10)3.4 正弦波实现过程 (11)3.5 方波实现过程 (12)第四章测试结果及相关分析 (13)4.1 调试步骤 (13)4.2 硬件实物连线图 (13)4.3运行结果 (14)第五章总结与体会 (19)参考文献 (20)绪论函数信号发生器是指产生所需参数的电测试信号的仪器。
按信号波形可分为正弦信号、函（波形）信号、脉冲信号和随机信号发生器等四大类。
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。
各种波形曲线均可以用三角函数方程式来表示。
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。
信号发生器作为一种常见的应用电子仪器设备，传统的可以完全由硬件电路搭接而成，如采用555振荡电路发生正弦波、三角波和方波的电路便是可取的路径之一，不用依靠单片机。
但是这种电路存在波形质量差，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，地震模拟机械振动等领域常常要用到低频信号源。
而由硬件电路构成的低频信号其性能难以令人满意，而且由于低频信号源所需的RC很大；大电阻，大电容在制作上有困难，参数的精度亦难以保证；体积大，漏电，损耗显著更是其致命的弱点。
模拟电路课程设计报告目录一、课程设计的任务、要求及步骤二、设计方案的选择三、电路设计主要的技术指标四、函数信号发生器电路原理分析五、函数信号发生器元件参数的选择六、函数信号发生器的安装和调试七、课程设计的过程中遇到的问题及解决方法八、课程设计的仿真九、试验评价与问题分析十、课程设计的心得和体会十一、附录姓名学号班级学院电子信息学院题目函数信号发生器设计任务设计一函数信号发生器，能输出方波和三角波两种波形1．输出为方波和三角波两种波形，用开关切换输出；2．输出电压均为双极性；3．输出阻抗均为50Ω；4．输出为方波时输出电压峰值为0~5V可调，输出信号频率为200Hz ~ 2KHz可调。
5．输出为三角波时输出电压峰值为0~5V可调，输出信号频率为200Hz ~ 2KHz可调。
时间进度18周星期一布置设计方案，预设计。
18周星期二领设备、安装18周星期三至周四安装、调试教师检查18周星期五、六、日写设计报告原始参资考料文和献主要电子技术基础（模拟部分）模拟电子技术课程设计指导书电子技术基础实验指导书一、课程设计的任务、要求及步骤1.设计任务a.输出为方波和三角波两种波形，用开关切换输出；b.输出电压均为双极性；c.输出阻抗均为50Ω；d．输出为方波时输出电压峰值为0~5V可调，输出信号频率为200Hz ~ 2KHz可调。
e．输出为三角波时输出电压峰值为0~5V可调，输出信号频率为200Hz ~ 2KHz可调。
2.设计要求a.电路原理图绘制正确（或仿真电路图）；b.掌握EWB仿真软件的使用和电路测试方法；c.电路仿真达到技术指标。
d.完成实际电路，掌握电路的指标测试方法；e.实际电路达到技术指标。
f.原理图（草图）要清楚，标注元件参数g.正式原理图、接线图： A4打印EWB画图。
h.要求用统一格式封面；i.使用中原工学院课程设计报告专用纸。
j.图要顶天立地，均匀分布，合理布局3、设计步骤a.原理了解，清楚设计内容。
《模拟电子技术基础》课程设计任务书设计题目方波－三角波－正弦波函数发生器设计要求设计制作一个方波－三角波－正弦波频率范围100Z H ～1K Z H ,频率可调。
实验仪器设备：示波器，万用表，直流稳压源，毫伏表设计步骤与要求：（1） 根据设计要求，查阅相关资料，提出理论设计方案，画出电路原理图；（2） 根据已知条件及性能指标要求，选择元器件的型号及参数，并列出材料清单，画出电路连线图；（3） 将元器件安装在通用电路板，确认布线合理后再进行元器件的焊接。
（4） 测试性能指标，调整与修改元件参数值，使其满足电路设计要求，将修改后的元件参数值标在设计的电路图上。
（5） 上述各项完成后，再进行一些实验研究和讨论。
（6） 所有实验完成后，写出规范的设计报告。
目 录1 函数发生器的总方案及原理框图 (4)1.1函数发生器的总方案论证 (4)1.2原理框图 (4)2设计的目的及任务 (5)2.1 课程设计的目的 (5)2.2 课程设计的任务与要求 (5)2.3 课程设计的技术指标 (5)3元器件选择 (6)4 各组成部分的工作原理及实现功能4.1 方波发生电路的工作原理 (6)4.2 方波---三角波转换电路的工作原理 (7)4.3 三角波---正弦波转换电路的工作原理 (10)4.4电路的参数选择及计算 (12)4.5 总电路图 (13)5电路的安装与调试 (14)5.1 方波---三角波发生电路的安装与调试 (14)5.2 三角波---正弦波转换电路的安装与调试 (14)5.3 总电路的安装与调试 (14)5.4 电路安装与调试中遇到的问题及分析解决方法 (14)6 实验总结 (15)7参考文献 (16)1．函数发生器总方案及原理框图1.1函数发生器的总方案论证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(如低频信号函数发生器S101全部采用晶体管)，也可以采用集成电路(如单片函数发生器模块)。
函数信号发生器的设计报告目录一、设计要求 (2)二、设计作用和目的 (3)三、设计方案的具体实现 (4)1）设计方案概述 (4)2）方案比较 (5)3）设计方案的实现 (5)四、单元电路的设计与分析 (6)1）方波—三角波的设计及仿真 (6)i．方波部分 (6)ii．三角波部分 (8)iii．方波—三角波转换 (9)2）正弦波的设计及仿真 (11)五、心得体会及建议 (15)六、附录 (17)七、参考文献 (18)一、设计要求1.利用集成运算放大器，设计一个正弦波—方波—三角波函数信号发生器。
使得信号频率可调，发出信号不失真。
2.频率范围100Hz~1KHz。
3.输出电压：正弦波Up-p>6V，方波Up-p=12V，三角波Up-p=12V。
4.总体设计画出电路原理框图。
5.单元电路设计。
6.利用仿真软件设计进行电路仿真，列出元件明细表。
7.撰写设计说明书。
二、设计的作用和目的1.巩固和加深对电子电路基本知识的理解，提高综合运用本课程所学知识的能力。
2.培养根据课题需要选学参考书籍，查阅手册，图表和文献资料的自学能力。
通过独立思考，深入钻研有关问题，学会自己分析并解决问题的方法。
3.通过电路方案的分析，论证和比较，设计计算和选取元器件；初步掌握简单实用电路的分析方法和工程设计方法。
4.了解与课题有关的电子电路以及元器件的工程技术规范，能按设计任务书的要求，完成设计任务，编写设计说明书，正确地反映设计与实验的成果，正确地绘制电路图等。
5.学会运用Mulitisim8仿真软件对所做出的理论设计进行仿真测试，并能进一步完善设计。
6.熟练掌握常用元器件的识别和测试，熟悉常用仪表，了解电路调试的基本方法。
7.培养严肃，认真的工作作风和科学态度三、设计方案的具体实现1)设计方案概述函数信号发生器是一种常用的信号源，是是现代测试领域内应用最为广泛的通用仪器之一。
在研制、生产、测试和维修各种电子元件、部件以及整机设备时，都要有信号源。
通常所说的函数信号发生器指的是能自动产生正弦波—三角波—方波等的电路或者仪器。
根据不同的需要有产生一种波形的发生器，也有产生多种波形的发生器，所使用的期间可以是分立元件，也可以是专用集成电路。
根据要求，产生正弦波、方波、三角波的方案有许多种，例如首先产生正弦波，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，再将三角波变成正弦波或方波，再或者先产生方波，再将方波变成正弦波等等。
2)方案比较方案一：以由分立元件运算放大器、电阻、电容、晶体管等器件组成电路，主要部件是运算放大器LM741组的滞回放大电路、积分电路和差分放大电路构成。
分为三级单元电路组成，第一级单元电路利用滞回放大器产生方波，第二级为积分电路改成三角波，第三级电路用运算放大器改为正弦波。
图1 由差分放大电路构成的函数信号发生器方案二：采用单片集成芯片来构成函数信号发生器，由于单片集成芯片的知识对于我们比较陌生，而且集成电路的芯片中各路元件已经设计好，不能实现我们本设计的目的，所以此方案不采用。
方案三、运用集成放大器、电容、电阻等基本元件实现正弦波—方波—三角波的波形的产生，本课程设计采用先用滞回比较电路—积分电路—RC振荡电路来实现函数信号发生器的设计。
由于滞回比较电路、积分电路、RC振荡电路等为我们本学期模拟电子课程所学习的内容，所以便于我们通过本设计来熟悉所学知识。
3）设计方案的实现本次课程设计函数信号发生器实现方案的特点是：首先是滞回比较电路产生方波，再通过积分电路产生三角波，然后再通过RC桥式振荡电路产生正弦波。
下面我们将分别对各个波形的发生进行分析，从而达到在合成电路时使电路更加合理，如图2。
图2 系统实现方案整体框图四、单元电路的设计与分析1)方波—三角波发生电路的设计i.方波部分由运放LM324为主构成的同相滞回比较电路产生方波信号的工作原理图如下图3：电路中运用集成运算放大器LM324，用稳压管D1、D2来实现对方波信号的幅值的稳定，经过用Multisim软件多次反复的实验确定11.3V的稳压幅值可以实现方波信号Up-p为12V左右，各个电阻阻值通过参数计算及查阅资料来确定。
电位器R8的改变可以改变输出方波信号的频率值，电路的参数计算及器件选择后面写出。
使用Multisim10.1仿真软件仿真出的波形图如下图4所示，电压峰峰值Up-p为12.4V。
图3 方波发生电路原理图图4 方波仿真图ii.三角波部分图5 三角波发生电路原理图本课程设计要求输出频率为100Hz~1kHz ，，所以电容选择C1=100nF 以实现频段的转换，R4以及R7阻值都不变，平衡电阻R5等于10k Ω。
运放经过查阅资料及多次试验，选择3288RT ，直流电源电源V 12-EE V V 12CC V =+=+—，。
图6 三角波仿真图iii. 方波—三角波转换部分方波—三角波转换的整体工作原理图如下图图7 方波—三角波转换电路原理图图7中由同相输入滞回比较器产生方波，有运算放大器LM324、电阻和稳压管组成。
当同相端输入电压大于零时，运放输出幅值为+Uz的高电平当同相端输入电压小于零时，运放输入幅值为-Uz的低电平，故输出Uo1的幅值为±Uz的方波。
右边的积分运算电路由电阻和电容组成。
当方波输出Uo1输出高电平时，电容充电，运放输出电压负方向线性增加，并发亏到滞回比较器的同相输入端，控制其输出端的状态跳变；当Uo1输出电压跳变到低电平是，电容放电，运放输出电压正方向线性增加，并反馈回去，从而在三角波输出Uo2端得到周期性的频率与方波相同的三角波。
参数计算和器件选择滞回比较器中运算放大器LM324同相输入端的电压U+同时与Uo1和Uo2有关，根据叠加原理，可得：22121211O U R R R O U R R R U +++=+ 根据叠加原理，集成运放U 1A 同相输入端的电位U +=U -=0，1212O U R R O U -=，滞回比较器的输出发生跳变。
阈值电压Z U R R T U 21±=。
由积分电路的运算可得：)0(02)01(14102t U dt U C R U ⎰+-= 起始值为-U T ，终了值为+U T ，积分时间为T/2。
此时⎰--=T U dt Z U C R T U )(141故得： 21414R C R R T = 所以频率为：14148R 210C R R R T f +==可以通过控制R8的阻值来实现改变方波输出电压Uo1的频率。
由Multisim 软件仿真之后的仿真图如下图8。
图8 方波—三角波转换电路仿真图2)正弦波发生电路由RC振荡器振荡产生正弦波信号的工作原理图如下图10：正弦波振荡器是在只有直流供电、不加外加输入信号的条件下产生正弦波信号的电路，通常由放大电路、选频网络。
正反馈网络、稳幅环节组成。
根据选频电路回路的不同，正弦波振荡器可分为RC正弦波振荡器。
LC正弦波振荡器和石英晶体振荡器。
其中，RC 正弦波振荡器驻澳用于产生中低频正弦波，振荡频率一般小于1MHz；如在电子琴中产生音频信号灯；LC正弦波振荡器主要用于高频率震荡，如收音机的本机震荡；而石英晶体震荡器主要应用图9 正弦波发生电路原理图于对频率稳定度要求较高的场合，如产生时钟信号等。
本次课程设计要求频率范围是100Hz~1kHz ，所以采用RC 正弦波振荡器来实现正弦波信号的简易输出。
RC 正弦波振荡器的实验电路如上图图9所示。
其中，由R4、C1、R5、C2组成的RC 串、并联选频网络引入了正反馈，其谐振频率为：2154021C C R R f π=此时RC 串、并联网络的增益为31。
所以满足正弦振荡的幅值条件，由运算放大器和R3、R6、R1组成同相比例放大器的增益：3R R R 1163≥++（起振时大于3，稳定振荡时等于3）。
参数计算及器件选择正反馈通道是RC 串、并联选频网络，震荡频率取决于选频网络的参数。
在图中，因为RC 串、并联网络在正弦波振荡电路中既为选频网络，又为正反馈网络，所以其输入电压为0U ，输出电压为f U 。
由图得到： ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++==C j R C j R C j R o U ωωω1//11//f U F 整理可得： ⎪⎭⎫ ⎝⎛+=RC 1-RC 31F ωω （1） 令RC 10=ω，则 RCf π210= 代入（1）式，得出⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=f f f f j F 0031幅频特性为 ：200231F ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=f f f f相频特性为 ：⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=f f f f f 0031arctan ϕ 当RC 桥式正弦波振荡电路要产生振荡必须满足相位平衡条件(),...3,2,1,0,2==n n a πϕ和幅度平衡条件()1≥AF ，即需要电路的振荡频率为 RCf π210= 改变电阻R6的电阻阻值可以改变负反馈的深度，使电路产生稳定振荡、停振和波形振荡是真的几种不同的输入信号。
调节R6的值为37.5%可以得到RC 振荡的起振波形，用Multisim 仿真软件仿真得到的起振波形如下图11所示；下图12是用仿真软件仿真所得的正弦波振荡振荡中的波形。
原电路为先选出电容为μF 级的电容，本次课程设计选择1μF 的电容，电阻阻值通过查阅资料以及用仿真软件不断改变尝试所得。
图10 起振波形仿真图11 正弦波振荡电路振荡中的仿真五、心得体会及建议通过本次课程设计，我巩固的本学期在《模拟电子技术基础》中所学习的对各种电路的简单应用，尤其是对于RC振荡电路、滞回比较电路、积分电路以及差分放大电路在设计函数信号发生器过程中的应用。
在课程设计的过程中，我学会了如何自己根据已知条件，把各个熟悉的元件应用到各个电路中。
在此过程中，我需要不断地认真分析已知条件，以及老师所给的基本电路，在遇到不会的知识点时，需要积极地去图书馆查阅资料，从对各种资料的综合分析中提取出自己需要的信息，提高了自己的分析能力。
在设计过程中，我还学会了如何熟练的使用Multisim仿真软件来模拟现实电路，对各个元件的查找等等。
在本次课程设计的过程中，通过自己查阅资料，解决做课设过程中出现的各种问题，锻炼了我的独立分析能力，进行电路设计的能力，培养了自己对各个问题深入探索的能力以及自己钻研学习的能力，通过设计论文的书写，锻炼了自己的语言表达能力以及对知识点的透彻了解。
在设计以及仿真过程中遇到的很多自己解决不了问题，通过和同组同学查阅资料以及讨论，请老师指导等途径解决了，更加深了我对基础知识的理解，以及对本学期学习的专业知识的巩固，使得我能将理论学习与实际设计相结合起来。
五、附录元件明细表七、参考文献[1] 纪静波·低频电子线路·机械工业出版社·2009.1[2] 杨凌·模拟电子线路·机械工业出版社·2006.7[3] 何希才·尤克·振荡电路的设计与应用·科学出版社·2005.3[4]张新喜等·Multisim 10电路仿真及应用·机械工业出版社·2010.2[5]童诗白·模拟电子技术基础·高等教育出版社·2009.4[6] 熊伟林主编·模拟电子技术及应用·机械工业出版社·2010.6[7]刘树林·低频电子线路·机械工业出版社·2008.8。
