四位数字显示函数信号发生器的设计和制作

函数信号发生器的设计函数信号发生器是一种电子测试仪器，用于产生各种波形信号，如正弦波、方波、三角波、锯齿波等。

它广泛应用于电子、通信、计算机、自动控制等领域的科研、教学和生产中。

本文将介绍函数信号发生器的设计原理和实现方法。

一、设计原理函数信号发生器的设计原理基于信号发生器的基本原理，即利用振荡电路产生一定频率和幅度的电信号。

振荡电路是由放大器、反馈电路和滤波电路组成的。

其中，放大器负责放大电信号，反馈电路将一部分输出信号反馈到输入端，形成正反馈，使电路产生自激振荡，滤波电路则用于滤除杂波和谐波，保证输出信号的纯度和稳定性。

函数信号发生器的特点是可以产生多种波形信号，这是通过改变振荡电路的参数来实现的。

例如，正弦波信号的频率和幅度可以通过改变电容和电阻的值来调节，方波信号的占空比可以通过改变开关电路的工作方式来实现，三角波信号和锯齿波信号则可以通过改变电容和电阻的值以及反馈电路的参数来实现。

二、实现方法函数信号发生器的实现方法有多种，其中比较常见的是基于集成电路的设计和基于模拟电路的设计。

下面分别介绍这两种方法的实现步骤和注意事项。

1. 基于集成电路的设计基于集成电路的函数信号发生器设计比较简单，只需要选用合适的集成电路，如NE555、CD4046等，然后按照电路图连接即可。

具体步骤如下：（1）选择合适的集成电路。

NE555是一种常用的定时器集成电路，可以产生正弦波、方波和三角波等信号；CD4046是一种锁相环集成电路，可以产生锯齿波信号。

（2）按照电路图连接。

根据所选集成电路的电路图，连接电容、电阻、电感等元器件，形成振荡电路。

同时，根据需要添加反馈电路和滤波电路，以保证输出信号的稳定性和纯度。

（3）调节参数。

根据需要调节电容、电阻等参数，以改变输出信号的频率和幅度。

同时，根据需要调节反馈电路和滤波电路的参数，以改变输出信号的波形和稳定性。

（4）测试验证。

连接示波器或万用表，对输出信号进行测试和验证，以确保输出信号符合要求。

摘要信号发生器是科研、教学实验及各种电子测量技术中很重要的一种信号源，随着科学技术的迅速发展，对信号源的要求也越来越高，要求信号源的频率稳定度、准确度及分辨率要高、以适应各种高精度的测量，为了满足这种高的要求，各国都在研制一些频率合成信号源，这种信号源一般都是由一个高稳定度和高准确度的标准参考频率源，采用锁相技术产生千百万个具有同一稳定度和准确度的频率信号源，为了达到高的分辨率往往要采用多个锁相环和小数分频技术，因此使电路复杂、设备体积圈套、成本较高，传统的频率合成器由于采用倍频、分频、混频和滤波环节，使频率合成技术（DDS），与传统的频率合成技术相比，DDS具有频率分辨率高、频率转变速度快、输出相位连续、相位噪声低、可编程和全数字化、便于集成等突出优点、成为现代频率合成技术中的佼佼者，得到越来越广泛的应用，成为众多电子系统中不可缺少的组成部分。

本文介绍一种以AT89S52、AD9850和8279为核心器件的DDS正弦信号发生器。

AD9850是一款专业极的正弦信号产生器件。

它的特点正如上文所述的，电路整体结构简单，输出信号波形好，控制简单，而且易于实现程控。

AT89S52和8279将在正文部分仔细的说明。

本次因为是毕业设计，我也首次采用12864LCD作显示器件。

采用12864作显示器件的好处是可以显示汉字。

关键词：单片机，电压A/D转换，C语言Title Function signal generator’s design and Realization AbstractSignal generator is a research, teaching experiments and a variety of electronic measurement technology is very important as a signal source, with the rapid development of science and technology, demands on the signal source more and more require the signal source frequency stability, higher accuracy and resolution to suit a variety of high-precision measurements, in order to meet this high demand, all countries in the development of a number of frequency synthesized signal source, such sources are normally a high stability and high accuracy degree of standard reference frequency source, using phase-locked with the same technologies used to produce millions of a degree of stability and accurate frequency signal source, in order to achieve high resolution and often using multiple phase-locked loop fractional-N technology, divider, mixer and filter links, so that frequency synthesis (DDS), and compared to the conventional frequency synthesis, DDS has a frequency resolution high frequency changes in speed, the output phase continuous, low phase noise, programmable and fully digital, easy integration and other advantages, become a modern leader in synthesizer technology, get more and more widely used, a large number of electronic systems an indispensable component.This article describes a kind of AT89S52, AD9850 and 8279 as the core component of the DDS sine wave generator. AD9850 is a highly professional sine signal generation device. It features, as described above, the circuit structure is simple, the output signal waveform is good, control is simple and easy to implement program-controlled. AT89S52 and 8279 will be detailed in the body of the note.This is because a graduation project, I was first introduced 12864LCD for display devices. 12864 for use of the benefits of display device can display Chinese characters.Keywords：DDS, MCU, AD9850, LCD, C language目录1. 前言 (1)1.1 本课题的研究现状 (1)1.2 选题目的及意义 (2)1.3 发展函数信号发生器的意义 (3)2. 函数发生器系统设计 (5)2.1 设计方案的比较 (5)2.2 系统模块设计 (5)2.2.1 控制模块 (6)2.2.2 按键及其显示模块 (6)2.2.3 波形产生模块 (6)2.2.4 D/A转换 (7)2.3 系统总体框图 (9)3. 系统硬件设计 (10)3.1 基本原理 (10)3.2 单片机介绍 (10)3.3 各部分电路原理 (15)3.3.1 DAC0832芯片原理 (15)3.3.2 NE5532介绍 (18)3.3.3 三端稳压集成电路7805概述 (18)3.3.4 应用电路 (19)4. 系统软件设计 (21)4.1 系统软件设计方案 (21)4.2 系统软件流程图 (22)4.3 信号产生程序 (24)4.3.1 正弦波产生 (24)4.3.2 三角波产生 (25)4.3.3 方波产生 (26)4.3.4 锯齿波的产生 (27)5. 调试跟测试结果 (29)5.1 系统功能测试 (29)5.1.1 硬件的调试 (29)5.1.2 软件的调试 (29)5.2 测试的仿真波形 (30)6. 结论 (32)谢辞 (34)参考文献 (35)附录 (36)附录1路原理图 (36)附录2 PCB图 (37)附录3 程序清单 (37)附录3 程序清单 (38)1.前言函数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。

数码显示管电路设计
数码显示管是一种用于数字显示的电子元件，常用于电子时钟、计数器、计时器等应用中。

数码显示管电路通常由数字信号发生器、数码显示驱动芯片和数码显示管组成。

下面是一个基本的四位数码显示电路设计：
1. 数字信号发生器：采用555定时器芯片作为数字信号发生器，通过改变电阻和电容的值可以调节输出频率和占空比，以提供给数码驱动芯片控制信号。

2. 数码显示驱动芯片：采用常用的74HC595芯片作为数码显
示驱动芯片，其具有串行输入、并行输出的功能，可以根据输入的控制信号驱动多个数码管显示数字。

3. 数码显示管：通常采用共阳或共阴极的数字显示管，这里以共阴极管为例，需要通过数码驱动芯片的输出端口控制。

4. 电源：提供所需的电源电压和电流，确保电路正常工作。

在实际应用中，可以根据需要增加按键、蜂鸣器等外设，以实现更多功能。

例如：
1. 按键：用于调整时间、设置闹铃等功能。

2. 蜂鸣器：用于闹铃提示、警报等功能。

3. 温湿度传感器：用于检测环境温湿度，并将数据显示到数码管上。

以上是一个基本的数码显示管电路设计，具体实现取决于应用场景和具体需求。

自制带电流指示的4~20mA电流信号发生器
调试现场取得电流信号的方法有很多，如由24V或10V电源串接限流电阻来取得，但毕竟有不便之处，如果有一款便携式可调并带电流值指示的电流发生器，则能生色不少。

网购了91C4型30mA指针式表头，和WS-1型300Ω0.5W可调电位器，找出一只51Ω普通电阻，准备了9V电源和电池插座，去超市选了一款肥皂盒，测试引线采用现成的万用表表笔。

东西齐了，开始动手制作。

因功耗小，LM317无须加散热片。

试验效果不错。

电流信号输入端负载电阻为250Ω或小于此值时，最好。

若负载电阻偏大，为保证最大电流输出能力，建议提高供电电压，如采用12V或24V供电电源（9V电池两节串联也是好方法）。

特点：
1、电路元件小，制作简单；
2、袖珍型，便于携带；
3、有电流指示，调整方便。

4、不用时无能量消耗，电池使用寿命长；
5、尚有功能扩展余地，暂时保密。

使用方法：
1、先将测试线短接，调电位器旋钮，观察电流表指示，应在4-20mA以内变化，此为检测仪测试；
2、将测试线接入电流信号输入端，调节旋钮，送出调试设备所需电流信号。

1步骤可略，直接进入2步骤。

用途：
1、用于测验仪表或变频器等电器设备的的相关信号输入电路的好坏；
2、用于安装或维修设备的调试。

函数信号发生器设计方案设计一个函数信号发生器需要考虑的主要方面包括信号的类型、频率范围、精度、输出接口等等。

下面是一个关于函数信号发生器的设计方案，包括硬件和软件两个方面的考虑。

硬件设计方案：1.信号类型：确定需要的信号类型，如正弦波、方波、三角波、锯齿波等等。

可以根据需求选择合适的集成电路或FPGA来实现不同类型的信号生成。

2.频率范围：确定信号的频率范围，例如从几Hz到几十MHz不等。

根据频率范围选择合适的振荡器、计数器等电路元件。

3.精度：考虑信号的精度要求，如频率精度、相位精度等。

可以通过使用高精度的时钟源和自动频率校准电路来提高精度。

4.波形质量：确定信号的波形质量要求，如波形畸变、谐波失真等。

可以使用滤波电路、反馈电路等技术来改善波形质量。

5.输出接口：确定信号的输出接口，如BNC接口、USB接口等，并考虑电平范围和阻抗匹配等因素。

软件设计方案：1.控制界面：设计一个易于操作的控制界面，可以使用按钮、旋钮、触摸屏等各种方式来实现用户与信号发生器的交互。

2.参数设置：提供参数设置功能，用户可以设置信号的频率、幅度、相位等参数。

可以通过编程方式实现参数设置，并通过显示屏或LED等方式来显示当前参数值。

3.波形生成算法：根据用户设置的参数，设计相应的波形生成算法。

对于简单的波形如正弦波可以使用数学函数来计算，对于复杂的波形如任意波形可以使用插值算法生成。

4.存储功能：可以提供存储和读取波形的功能，这样用户可以保存和加载自定义的波形。

存储可以通过内置存储器或外部存储设备实现，如SD卡、U盘等。

5.触发功能：提供触发功能，可以触发信号的起始和停止，以实现更精确的信号控制。

总结：函数信号发生器是现代电子测量和实验中常用的仪器，可以产生各种不同的信号类型，提供灵活的信号控制和生成能力。

在设计过程中，需要综合考虑信号类型、频率范围、精度、波形质量、输出接口等硬件方面的因素，以及控制界面、参数设置、波形生成、存储和触发等软件方面的功能。

数显函数信号发生器1 实验目的与意义通过这次实习内容，加深我们对数电知识和模电知识的理解及运用，在课程学习的根底加以实际的应用。

同时加强我们的设计思路和动手能力，给出一个课题，我们应当学会运用所学的理论知识设计出既能实现任务又最简便的方案。

毕竟理论与实际往往是有差距的，当实际与理论产生偏差时，应当学会理性的分析及调试。

不能过于相信理论，也不能过于依赖实际。

这样，才能更好的将理论与实际结合起来，完成好的作品。

这不仅能加深我们对知识的理解，还能加强我们的动手能力、分析能力及应对措施。

2 实验内容和步骤2.1 实验内容设计一个给定电路，利用EDA软件Multisim加以虚拟实现并仿真，掌握利用Multisim设计电子电路的方法和设计步骤，熟悉利用Protel画电路图及生成电路板图的方法和步骤。

2.2 实验任务1、至少3路波形产生电路，具有自动等时间间隔选通输出给同一个测试端；2、能测出矩形波频率值，并4位显示。

2.3 实验指标1、频率测量范围：0—9999HZ；2、至少产生三种波形，例如矩形波，三角波，锯齿波等；3、输出电压：方波 UP-P≤5V,三角波UP-P=2V,正弦波UP-P>0.1V4、具有自动选通功能；5、显示读数稳定，抗高频干扰；6、测量误差5%以内；7、电路布局整体美观，合理。

2.4 实验框图图12.5 实验原理2.5.1 正弦波发生器图2波形发生电路选通开关脉冲计数锁存BCD 码转换闸门电路时序控制选通信号显示电路由文氏电桥产生正弦振荡，通过把比拟器和积分器首首尾相接形成正反应闭环系统得到方波和三角波。

图中为RC桥式正弦波振荡器，RC串、并联电路构成正反应之路，同时兼作选频网络，R1，R2，RW及二极管等原件构成负反应和稳幅环节。

调节电位器RW，可改变负反应深度，以满足震荡的振幅条件和改善波形。

利用两个反向并联二极管D1、D2正向电阻的非线性特性来实现稳幅。

D1、D2采用硅管，才能保证输出波形正、负半周对称。

《综合电子技术》课程设计指导书四位数字显示函数信号发生器的设计和制作杨栋王尧编三江大学电气工程与自动化学院二ΟΟ七年十二月一、设计目的在《模拟电子技术》和《数字电子技术》课程学习和实验的基础上,通过《综合电子技术》课程设计,使学生在电子技术基础知识和设计、调试能力方面达到以下要求:1.进一步加深理解电子线路基本功能单元的工作原理及其电路设计、参数选择方法；2.学会绘制电路原理图、接线图，学会正确安装、调试并排除常见故障；3.熟悉示波器、信号发生器、稳压电源及晶体管毫伏表的正确使用，重点要求学会使用示波器观测信号波形、幅值。

二、设计任务设计一个能输出正弦波、锯齿波、矩形波等信号频率，并能数字显示（四位）频率的多波形函数发生器。

三、技术指标该波形发生器的主要技术指标如下：1.可输出正弦波、锯齿波（含三角波）、矩形波（含方波）等波形；2.输出信号频率范围：1HZ~9999HZ并能四位数码显示。

四、系统框图和各功能单元介绍及要求1. 系统框图：本设计为一具有四位数字显示频率的函数发生器，其系统框图如下：图一系统框图2.各单元电路及要求：1)电源部分设计一组±1.2V～±20V可调直流稳压电源2)信号源部分正弦波信号源：输出正弦电压频率f0=1KHZ、f=10KHZ两档；输出正弦电压V(有效值)0.5V～5V可调；输出直流偏移电压范围:0～±3V；矩形波信号源输出矩形波电压频率: 1KHZ、10KHZ两档；输出矩形波电压幅值: ±5V；输出矩形波电压直流偏移电压范围: 0～±3V；锯齿波信号源锯齿波频率: 1KHZ、10KHZ两档；锯齿波电压幅值: ±4V；可输出正反向锯齿波及三角波；3)秒信号源：产生周期为一秒的方波信号，作为测控时基信号。

4)控制单位：产生一系列顺序脉冲，用作计数，保持，显示和复位控制，使频率计按时序正常工作。

5)偏移放大、整形电路：将输入正弦波、三角波等被测信号变换为方波脉冲序列，以便测量其频率。

第一章绪论函数信号发生器本来是一种超低频仪器，不打为所注意，但近几年来，情况发生了极大的变化。

现在函数发生器，不仅可以产生各种各样的数学波形，而且还具有某些专用仪器的能力，如频率合成、扫描、调制（调幅、调频与调相）。

以上这些功能在台式函数发生器与调控函数发生器与程控函数发生器之间权衡选用，前者常被称作“便携式”，后者通常用于自动测试的设备中。

由于函数发生器性能价格比较很好，应用范围日益扩大。

据报道，函数发生器在国外已成为设计人员在工作台上不可缺少的信号源。

所有先进的函数发生器都具有这样或那样的灵活性，由外部电压选择发生器的频率是它的共同点；另一特点是，滞留偏置可调，可按具体实验要求调节输出信号的直流电平。

波形空度比可调。

因而波形形状可变。

许多函数发生器具有可调的起/止相位鉴别器，相位锁定，以及具有触发输入或门控输出的选择，有的发生器还可以借操作人员把伪隨机噪声加到波形上，以使用于噪声环境，也可以把所有产生的信号相位锁定于外接源的相位上。

第二章总体电路方案设计与选择2.1设计要求1.输出的各种波形工作频率范围0.02Hz～1kHz连续可调。

2.正弦波幅值±10V，失真度小于1.5％。

3.方波幅值±10V。

4.三角波峰峰值20V；各种输出波形幅值均连续可调。

2.2设计的基本方案方案一：由RC桥式电路振荡产生正弦波，再经整形积分产生方波和三角波。

由运算放大器进行设计,如图2-2所示：图2-2函数发生器原理图1采用振荡电路获得正弦波,再由比较器获得方波,最后通过积分电路获得三角波。

方案二：用ICL8038集成函数信号发生器所需信号。

接入外部电路后ICL8038的9、3、2引脚就可分别产生方波、三角波、正弦波，频率调节部分通过其它的引脚接外电路来完成 .然后从ICL8038出来经过选择开关选择所需波形进入LM31D8进行放大和幅度调节，最后从LM31D8出来的波即为频率和幅度可调的方波，三角波和正弦波。

函数信号发生器设计方案函数信号发生器的设计与制作目录一.设计任务概述二.方案论证与比较三.系统工作原理与分析四.函数信号发生器各组成部分的工作原理五.元器件清单六．总结七.参考文献函数信号发生器的设计与制一．设计任务概述（1）该发生器能自动产生正弦波、三角波、方波。

（2）函数发生器以集成运放和晶体管为核心进行设计（3）指标：输出波形：正弦波、三角波、方波频率范围：1Hz~10Hz，10Hz~100Hz输出电压：方波VP-P≤24V，三角波VP-P=8V，正弦波VP-P＞1V；二、方案论证与比较2.1·系统功能分析本设计的核心问题是信号的控制问题，其中包括信号频率、信号种类以及信号强度的控制。

在设计的过程中，我们综合考虑了以下三种实现方案：2.2·方案论证方案一∶采用传统的直接频率合成器。

这种方法能实现快速频率变换，具有低相位噪声以及所有方法中最高的工作频率。

但由于采用大量的倍频、分频、混频和滤波环节，导致直接频率合成器的结构复杂、体积庞大、成本高，而且容易产生过多的杂散分量，难以达到较高的频谱纯度。

方案二∶采用锁相环式频率合成器。

利用锁相环，将压控振荡器（VCO）的输出频率锁定在所需要频率上。

这种频率合成器具有很好的窄带跟踪特性，可以很好地选择所需要频率信号，抑制杂散分量，并且避免了量的滤波器，有利于集成化和小型化。

但由于锁相环本身是一个惰性环节，锁定时间较长，故频率转换时间较长。

而且，由模拟方法合成的正弦波的参数，如幅度、频率相信都很难控制。

方案三：采用8038单片压控函数发生器，8038可同时产生正弦波、方波和三角波。

改变8038的调制电压，可以实现数控调节，其振荡范围为0.001Hz～300K 方案四：采用分立元件设计出能够产生3种常用实验波形的信号发生器，并确定了各元件的参数，通过调整和模拟输出，该电路可产生频率低于1-10Hz的3种信号输出，具有原理简单、结构清晰、费用低廉的优点。

函数信号发生器的设计、与装配实习一．设计制作要求：掌握方波一三角波一正弦波函数发生器的设计方法与测试技术。

学会由分立器件与集成电路组成的多级电子电路小系统的布线方法。

掌握安装、焊接与调试电路的技能。

掌握在装配过程中可能发生的故障进行维修的基本方法。

二．方波一三角波一正弦波函数发生器设计要求函数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。

其电路中使用的器件可以是分立器件，也可以是集成电路(如单片集成电路函数发生器ICL8038)。

本次电子工艺实习，主要介绍由集成运算放大器与晶体管差分放大器组成的方波一三角波一正弦波函数信号发生器的设计与制作方法。

产生正弦波、方波、三角波的方案有多种：1：如先产生正弦波，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。

2：先产生三角波一方波，再将三角波变成正弦波或将方波变成正弦波。

33：本次电路设计，则采用的图1函数发生器组成框图是先产生方波一三角波，再将三角波变换成正弦波的电路设计方法。

此钟方法的电路组成框图。

如图1所示：可见，它主要由：电压比较器、积分器和差分放大器等三部分构成。

为了使大家能较快地进入设计与制做状态，节省时间，在此，重新复习电压比较器、积分器和差分放大器的基本构成和工作原理：所谓比较器，是一种用来比较输入信号v1和参考电压V，并判REF断出其中哪个大，在输出端显示出比较结果的电路。

在《电子技术基础》一书的9.4—非正弦波信号产生电路的9.4.1中，专门讲述了： A：单门限电压比较器、B：过零比较器 C：迟滞比较器的电路结构和工作原理。

一、单门限电压比较器所谓单门限电压比较器，是指比较器的输入端只有一个门限电压。

如果比较器的输入信号从运放的同相端输入，则称为：同相输入单门限电压比较器。

如果比较器的输入信号从运放的反相端输入，则称为：反相输入单门限电压比较器它们的基本电路结构相同，如图2a所示，不同的是输入信号的接法。

函数信号发生器的设计与制作[摘要]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。

[关键词] 波形信号 Multisim Protuse测控Function signal generator design and productionfengfeifei（Shaanxi University of Technology shaanxi hanzhong 723000）Abstract：In electronic engineering, communication engineering, automatic control, telemetry control, measuring instrument and meter and computer technology field, often needs to be used various signal waveform generator. Along with the rapid development of integrated circuits, with integrated circuit can easily constitute various signal waveform generator. With integrated circuit realized signal waveform generator compared with other signal waveform generator, the waveform quality, amplitude and frequency stability and performance indicators, had the very big enhancement.Key words：wave signal Multisim Protuse observe and control引言函数（波形）信号发生器能产生某些特定的周期性时间函数波形（正弦波、方波、三角波、锯齿波和脉冲波等）信号，频率范围可从几个微赫到几十兆赫。

南京铁道职业技术学院课程项目报告课程名称电子产品设计与制作项目名称函数信号发生器设计与制作作者学号团队成员指导老师二级学院通信信号学院院系电子电气系专业电子信息工程技术班级电子信息13012015年6月报告中文摘要函数信号发生器设计与制作摘要随着集成制造技术的不断发展，多功能信号发生器已被制作成专用集成电路。

函数信号发生器就是一种常见的信号源，广泛的应用于电子电路、自动控制系统和数学实验等领域。

因此函数信号发生器是我们在学习、科学研究等方面不可或缺的工具。

利用集成电路LM358制作的函数信号发生器设计要求输出200Hz～50kHz的正弦波、方波和三角波三种波形，分两波段连续可调；输出电压范围（0～10）Vp-p。

利用Protel 99 SE绘制出电路图，在PCB板上进行布线印制出电路板，并将元器件焊接到电路板做出实物板，对实物板进行调试。

通过老师的指导和我们不断的学习和研究完成了预想的功能。

关键词集成片、函数信号发生器、三种波形目次1引言 (5)2 项目制作 (5)2.1项目要求 (5)2.2正弦波产生电路的设计 (6)2.3方波产生电路的设计 (9)2.4三角波产生电路的设计 (10)2.5输出电路的设计 (11)2.6直流稳压电源的设计 (12)2.7项目原理图 (12)3主要元器件介绍 (13)3.1 LM358集成电路 (13)3.2 TL074集成电路 (14)3.3 三端稳压集成电路 (14)3.4发光二极管 (15)3.5电阻器 (15)3.6电容器 (16)3.7二极管 (16)3.8变压器 (16)4印刷电路板设计与制作过程 (17)4.1制作菲林图片 (17)4.2曝光 (17)4.3显影 (17)4.4蚀刻 (18)4.5脱膜 (18)4.6 打孔 (19)5项目PCB图 (19)6项目ppc图 (20)7焊装和调试过程 (20)8收获与体会 (20)结论 (20)致谢 (21)参考文献 (21)1 引言在人们认识自然、改造自然自然的过程中，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、快速的提供被测电路所需要的已知信号（各种波形），然后用其他仪表测量感兴趣的参数。

函数发生器的设计
函数发生器是一种能产生多个信号波形的电子设备，其波形可以用于信号发生、信号显示和信号调试等多种应用。

通常，函数发生器的设计应考虑以下几个方面：
1. 波形种类和频率变化范围：函数发生器应能产生不同种类的波形，如正弦波、方波、三角波等，并能支持多种频率变化范围，以满足不同实验、调试和应用的需求。

2. 输出幅度和稳定性：函数发生器输出的电信号应保持稳定，能给出正负幅度调节，并在不同输出负载下能够稳定输出。

3. 精度和分辨率：函数发生器的输出应有高精度和高分辨率，以确保输出信号的精确性和准确性。

4. 控制方式和界面设计：函数发生器应提供多种控制方式，如按钮、旋钮、数字组合等，并提供易于理解和操作的界面设计，以方便用户使用和控制。

5. 外围接口和扩展性：函数发生器应支持标准的外围接口，如USB、RS232等，以方便与其他设备相连，并具有扩展性，可以与其他设备连接，扩展其功能。

6. 其他功能：函数发生器可以设置多组参数组合存储，可以设置延时和触发等功能，以满足不同实验和应用的需求。

函数信号发生器的设计与制作实验任务与要求①要求所设计的函数信号发生器能产生方波、三角波、正弦波②要求该函数信号发生器能够实现频率可调实验目的：1: 进一步巩固简熟悉易信号发生器的电路结构及电路原理并了解波形的转变方法；2：学会用简单的元器件及芯片制作简单的函数信号发生器，锻炼动手能力；3：学会调试电路并根据结果分析影响实验结果的各种可能的因素实验方案采用555组成的多谐振荡器可以在接通电源后自行产生矩形波再通过积分电路将矩形波转变为三角波再经积分网络转变为正弦波555定时器芯片工作原理,功能及应用555定时器是一种数字电路与模拟电路相结合的中规模集成电路。

该电路使用灵活、方便，只需外接少量的阻容元件就可以构成单稳态触发器和多谐振荡器等，因而广泛用于信号的产生、变换、控制与检测。

一、555定时器555定时器产品有TTL型和CMOS型两类。

TTL型产品型号的最后三位都是555，CMOS 型产品的最后四位都是7555，它们的逻辑功能和外部引线排列完全相同。

555定时器的电路如图9-28所示。

它由三个阻值为5k?的电阻组成的分压器、两个电压比较器C1和C2、基本RS触发器、放电晶体管T、与非门和反相器组成。

555定时器原理图分压器为两个电压比较器C1、C2提供参考电压。

如5端悬空（也可对地接上0.01uF 左右的滤波电容），则比较器C1的参考电压为2 Vcc 3 ，加在同相端；C2的参考电压为Vcc3 ，加在反相端。

u11是比较器C1的信号输入端，称为阈值输入端；u12是比较器C2的信号输入端，称为触发输入端。

￣RD 是直接复位输入端。

当￣RD 为低电平时，基本RS 触发器被置0，晶体管T 导通，输出端u0为低电平。

u11和u12分别为6端和2端的输入电压。

当u11>2 Vcc 3 ，u12>Vcc3 时，C1输出为低电平，C2输出为高电平，，基本RS 触发器被置0，晶体管T 导通，输出端u0为低电平。

信号发生器电路的设计制作
一、信号发生器简介
信号发生器是一种重要的仪器，它能够发出各种形式的各种频率的信号，用来测试和诊断各种电子系统或设备的性能。

它是一种电子设备，由
信号源、振荡器、放大器、滤波器和调节装置等部件组成。

根据调节方式
可以分为手动调节和自动调节信号发生器，根据输出信号的形式可以分为
正弦波发生器、方波发生器、三角波发生器、矩形波发生器和复合波发生
器等。

二、电路设计
1．方波发生器电路
方波发生器电路采用的是一种常见的方波发生器电路，它的基本结构
是一个多端子调节运算放大器，其中还包括一个延迟网络，可以调整方波
的形状和占空比。

它包括一个双反馈状态放大器IC1，通过低通滤波器C2、R1和R2，用来调节方波的低频速率、占空比和峰值。

该电路的方波形式
分为高平和低平，方波频率主要取决于C1和R3的值。

2．正弦波发生器电路
正弦波发生器电路主要由振荡器、低通滤波器、无源元件、放大器等
元件组成。

在低通滤波器中，C1、C2、R1和R2用于调节输出信号的频率，其中R2的电容和电阻之间的比值决定了信号的波形。

在放大器阶段，R3
与C2共同作用，可以调节输出信号的幅度。

函数发生器的设计及制作首先，信号波形的选取。

函数发生器通常可以生成多种类型的波形，包括正弦波、方波、三角波、锯齿波等。

选择哪种波形要根据具体应用来确定。

例如，正弦波适用于声音处理和音频信号发生器，方波适用于数字电路测试等。

根据需要选择合适的集成电路来实现具体的波形生成。

其次，频率范围的设计。

函数发生器一般需要提供广泛的频率范围，以满足不同应用的需求。

频率范围的选择应考虑使用的具体场景，如声音处理常用的范围为20Hz至20kHz，但对于RF测试则需要更宽的频率范围。

设计时可以选择使用锁相环（PLL）技术来实现频率的稳定和调节。

然后，幅度调节的设计。

函数发生器通常应具备调节信号幅度的功能，以适应不同电路的要求。

幅度调节一般通过电压控制放大器（Voltage Controlled Amplifier, VCA）来实现。

这里需要注意的是，在不同波形下，幅度调节的方式可能会有所不同，需要根据具体的波形类型来设计调节电路。

最后，稳定性的考虑。

函数发生器需要具备较高的稳定性，以保证输出信号的准确性和可靠性。

稳定性可以通过选择高精度的参考电压源和稳压器来实现。

另外，使用高性能的时钟发生器和低噪声放大器也可以提高函数发生器的稳定性。

在实际制作函数发生器时，可采用集成电路、电阻、电容、晶振、时钟发生器、运放等一系列电子元件来搭建电路。

首先，根据具体的设计需求，选择合适的集成电路来实现波形的生成、频率调节和幅度调节等功能。

然后，根据电路图和原理图进行电路的布局和焊接。

注意电路连接的准确性和稳定性，避免过于复杂的布线。

最后，进行电源和地线的连接，并添加合适的外壳和面板。

在制作过程中，还需进行电路的调试和性能测试，确保函数发生器的正常工作和稳定性。

在函数发生器的制作过程中，还可以根据具体需求添加一些附加功能，如频率计、相位调节等。

这些功能的添加会增加电路的复杂度，需要更高的专业知识和技能。

因此，在制作函数发生器之前，应进行充分的设计和规划，并确保所需的材料和设备齐全。

《模拟电子技术》简易函数信号发生器的设计与制作1、整机设计1.1 设计任务及要求结合所学的模拟电子技术知识，需要设计一个简易的函数信号发生器，要求能产生方波和三角波信号，并且其频率可以调节，并自行设计电路所需电源电路。

1.2 整机实现的基本原理及框图1.函数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。

其电路中使用的器件可以是分立器件，也可以是集成电路。

本课题需要完成一个能产生方波、三角波的简易函数信号发生器。

产生方波、三角波的方案有很多种，本课题采用运放构成电压比较器出方波信号，采用积分器将方波变为三角波输出，其原理框图如图1所示。

2、直流电源电路一般由“降压——整流——滤波——稳压”这四个环节构成。

基本组成框图如图2所示。

2、硬件电路设计在硬件电路的设计过程中，需要首先知道简易信号发生器的原理，在其基本原理与结构框图中，知道需要比较器与积分器的电路，所以在设计过程中需要实现用积分器将方波变为三角波。

根据在课堂所学的积分器放大电路设计出所需的积分器电路与比较器电路。

根据设计的电路图在洞洞板上进行布局，最后根据各个元器件之间的联系进行焊接。

器件选择（1）变压器将220V交流电压变成整流电路所需要的电压u1。

本次我们选用了双15V变压器（2）整流电路将交流电压u1转换成单方向脉动的直流u2，有半波整流、全波整流，可以利用整流二极管构成整流桥堆来实现。

建议用二极管搭建全波整流电路实现。

本次使用了IN5399二极管（4个）。

（3）滤波电路将脉动直流电压u2滤除纹波，变成纹波较小的u3，有RC滤波电路、LC滤波电路等。

建议采用大电容滤波。

本次使用了2200uF/25V电容(2个)。

（4）稳压器常用集成稳压器有固定式三端稳压器和可调式三端稳压器。

下面是其中一些典型应用及选择原则。

固定式三端稳压器的常见产品有：78XX 系列稳压器输出固定的正电压，如7805输出为+5V；79XX系列稳压器输出固定的负电压，如7905输出为-5V。