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目录1.函数发生器的几种设计方法....................................................................................................2.1基于555的函数发生器设计.....................................................................................................2.2基于ICL8038函数发生器设计.................................................................................................2.3基于单片机的函数发生器设计.................................................................................................2. 函数发生器的设计框图 .........................................................................................................3. 函数发生器工作原理 .............................................................................................................4.1函数发生器原理图 .....................................................................................................................4.2方波—三角波产生电路.............................................................................................................4.3三角波—正弦波转换电路的工作原理.....................................................................................4.电路的参数选择及计算 ...........................................................................................................5.1方波-三角波中电容C1变化 .....................................................................................................5.2三角波—正弦波部分 .................................................................................................................5.3函数发生器的电路图 .................................................................................................................5.电路仿真 .................................................................................................................................6.1方波--三角波发生电路的仿真及实物波形.............................................................................6. 电路的安装与调试.................................................................................................................7.1方波—三角波发生器的装调 .....................................................................................................7.2三角波—正弦波变换电路的装调 .............................................................................................7.实验心得1 函数发生器的几种设计方法1.1 基于555的函数发生器设计通过555定时器进行函数发生器的设计，电路简单，成本低廉。
函数发生器的课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解函数发生器的定义、功能及基本原理；2. 学生能够掌握函数发生器的基本操作，包括波形选择、频率调整、幅度控制等；3. 学生能够运用函数发生器产生常见波形（如正弦波、方波、三角波等），并了解其数学表达式。
技能目标：1. 学生能够独立操作函数发生器，完成波形的设置和调整；2. 学生能够通过观察波形，分析其特点，并利用函数发生器进行简单的信号处理；3. 学生能够结合所学知识，运用函数发生器解决实际问题。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对电子仪器的兴趣，增强对物理实验的探究欲望；2. 学生通过动手实践，培养团队协作和问题解决能力；3. 学生在实验过程中，养成严谨的科学态度和良好的实验习惯。
课程性质：本课程为物理实验课，旨在帮助学生掌握函数发生器的使用，提高实验操作能力。
学生特点：学生处于高中阶段，具备一定的物理知识和实验技能，对新鲜事物充满好奇心。
教学要求：教师应结合学生特点和课程内容，采用启发式教学，引导学生主动参与实验，提高学生的实践能力。
在教学过程中，注重培养学生的科学素养和团队协作精神。
通过本课程的学习，使学生能够将所学知识应用于实际操作中，达到学以致用的目的。
二、教学内容1. 函数发生器的基本原理与结构：介绍函数发生器的定义、工作原理、主要组成部分，以及其在物理实验中的应用。
相关教材章节：第五章第二节《信号发生器的基本原理》2. 函数发生器的操作与使用：详细讲解函数发生器的操作面板、功能键、旋钮等，教授如何进行波形选择、频率调整、幅度控制等基本操作。
相关教材章节：第五章第三节《信号发生器的使用方法》3. 常见波形产生与分析：指导学生利用函数发生器产生正弦波、方波、三角波等常见波形，并通过示波器观察波形特点，分析其数学表达式。
相关教材章节：第五章第四节《常见波形的产生与分析》4. 实验操作与练习：安排学生进行实际操作，完成以下实验任务：a. 利用函数发生器产生指定频率和幅度的正弦波；b. 产生方波和三角波，观察并分析两种波形的特点；c. 探究不同波形在信号处理中的应用。
课程设计报告题目正弦信号发生器课程名称模拟电子技术课程设计院部名称机电工程学院专业电气工程及其自动化班级10电气（2）班学生姓名卢妮妮学号1004202018课程设计地点 C206课程设计学时 1周指导教师朱一纶金陵科技学院教务处制摘要当代电子技术的迅速发展，为人们的文化、物质生活提供了优越的条件，数码摄像机、家庭影院、空调、电子计算机等，都是典型的电子技术应用实例，可谓是琳琅满目、异彩纷呈。
至于电子技术在科技领域的应用，更是起着龙头的作用，例如通信工程、测控技术、空间科学等比比皆是。
而信号发生器在电子技术中发挥着重要的作用。
所谓信号发生器就是不需要外部电路输入信号，自身能够产生某种信号的电路。
许多电子电器中用到了各种形式的信号发生器（振荡器），其中大多数是正弦波振荡器，例如收音机中的本机振荡、录音机中的超音频振荡器、彩色电视机中的副载波压控振荡器，以及各种仪表中的振荡电路应用等。
本设计主要是以RC振荡器为主的正弦信号发生器。
并输出不同频率的正弦信号。
关键词：振荡器、正弦波、矩形波、三角波、频率目录第一章设计任务1.1 设计任务 (5)1.2 设计内容 (5)第二章RC桥式信号发生器2.1 RC桥式信号发生器的基本简介 (6)2.2 RC桥式信号发生器的基本组成 (6)2.3 RC桥式振荡电路的起振条件 (6)2.4 正弦波振荡电路的检验 (7)第三章电路的设计及元件的选择3.1 电路结构的确定 (8)3.2 电路元件的选择 (8)3.3元件参数表 (9)第四章电路的设计4.1 Multisim仿真电路图 (10)第五章Multisim仿真分析5.1 自激电路的起振 (11)5.2 电路的调试与输出波形 (11)5.3 数据的测量与记录 (12)5.4 比较分析 (12)第六章矩形波和三角波产生电路6.1 正弦波-矩形波转换电路 (13)6.2 矩形波-三角波转换电路 (14)6.3 正弦波-矩形波-三角波信号发生器 (15)第七章设计小结 (17)第八章参考文献 (18)第一章设计任务1.1 设计任务设计一个正弦信号发生器。
模拟电子函数发生器课程设计报告本次课程设计的主题为模拟电子函数发生器，旨在让学生深入理解电子函数发生器的原理和应用，同时通过实验操作，培养学生分析解决问题的能力和创新精神。
本文将从课程设计的目标、内容、方法、实验操作以及效果评价等方面进行阐述。
一、课程设计目标1. 理解电子函数发生器的原理和建立模型的方法；2. 掌握基本的模拟电子函数发生器电路设计方法；3. 能够完成模拟电子函数发生器的搭建和调试；4. 能够对模拟电子函数发生器进行性能测试和优化；5. 培养学生分析问题、创新思维和实验实践能力。
二、课程设计内容本次课程设计包括理论教学和实验操作，其中理论教学主要围绕模拟电子函数发生器的原理、特点、应用和建模方法展开；实验操作则包括以下几个步骤：1. 预备知识：学生要了解函数发生器的基本类型和结构，掌握函数发生器的实验操作流程，以及熟悉基本仪器的使用方法。
同时要学习课程设计所需要的电路设计方法和软件操作等相关知识。
2. 设计电路：学生在掌握预备知识后，开始进行电路的设计。
首先需要根据要设计的波形类型进行分析，然后选择相应的电路结构进行设计。
学生需要注意电路分析和计算，同时对电路中的元器件进行选择和配置，满足要求的波形输出。
3. 搭建和调试电路：学生需要在电路板上完成电路的搭建，并配合示波器、函数发生器、万用表等测试仪器进行调试和优化。
在调试的过程中，学生需要对电路的稳定性、波形精度和频率范围等进行检测和优化，直到满足要求为止。
4. 性能测试：学生需要通过实验测试、比较和分析电路的性能。
这一步需要通过波形观察、示波器测试、频谱测试等手段进行，得出电路的性能参数，并与设计要求进行比较分析。
5. 实验报告：学生需要撰写实验报告，介绍模拟电子函数发生器的原理和设计方法，详细说明实验方案、过程和结果，对实验中的问题进行思考和分析，并提出相应的改进方案和建议。
三、课程设计方法本次课程采用“理论教学、实验操作、自主学习和讨论交流”的教学方法。
课程设计函数发生器的设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握函数发生器的基本概念，理解其工作原理；2. 使学生能够运用函数发生器进行常见函数的生成与变换；3. 帮助学生了解函数发生器在现实生活中的应用。
技能目标：1. 培养学生使用函数发生器进行实验操作的能力；2. 提高学生运用函数发生器解决实际问题的能力；3. 培养学生团队协作，进行实验数据分析和处理的能力。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对电子技术及实验操作的热爱，培养学习兴趣；2. 培养学生严谨的科学态度，注重实验数据的准确性和可靠性；3. 培养学生将所学知识应用于实际生活的意识，增强实践能力。
课程性质：本课程为电子技术实验课，结合理论知识，以实践操作为主。
学生特点：学生处于高中阶段，具有一定的电子技术基础，对实验操作感兴趣，但需引导和培养团队协作能力。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，强调实验操作规范，培养学生实际操作能力和团队协作精神。
通过本课程的学习，使学生在掌握函数发生器相关知识的基础上，提高实践应用能力。
二、教学内容1. 函数发生器的基本原理与结构：介绍函数发生器的功能、分类、工作原理及主要组成部分；- 相关教材章节：第五章第二节“函数发生器的基本原理”2. 函数发生器的操作与使用：讲解函数发生器的操作方法、功能键使用、波形设置等；- 相关教材章节：第五章第三节“函数发生器的操作与应用”3. 常见函数的生成与变换：通过实际操作，让学生掌握正弦波、方波、三角波等常见函数的生成与变换；- 相关教材章节：第五章第四节“函数发生器生成常见函数”4. 函数发生器的实际应用：分析函数发生器在电子技术领域及现实生活中的应用案例；- 相关教材章节：第五章第五节“函数发生器的应用实例”5. 实验操作与数据分析：组织学生进行实验操作，指导学生正确记录和分析数据，培养团队协作能力；- 相关教材章节：第五章实验“函数发生器的使用与数据分析”教学内容安排与进度：第一课时：函数发生器的基本原理与结构；第二课时：函数发生器的操作与使用；第三课时：常见函数的生成与变换；第四课时：函数发生器的实际应用；第五课时：实验操作与数据分析。
一、实训背景函数发生器是模拟电子技术中的重要组成部分，它可以将输入信号转换为所需的波形输出。
在通信、音频、视频等领域有着广泛的应用。
本次实训旨在通过设计和制作一个简易的函数发生器，加深对模拟电子技术中相关原理和电路设计的理解，提高动手实践能力。
二、实训目的1. 理解函数发生器的基本原理和电路结构；2. 掌握常见波形（正弦波、三角波、方波）的产生方法；3. 熟悉电路元件参数的选择和调试；4. 提高动手实践能力，培养团队协作精神。
三、实训内容1. 理论学习首先，我们学习了函数发生器的基本原理，了解了正弦波、三角波、方波的产生方法。
正弦波的产生可以通过RC振荡电路实现，三角波和方波的产生可以通过RC积分电路和RC微分电路结合实现。
2. 电路设计根据实训要求，我们选择设计一个简易的函数发生器，可以产生正弦波、三角波和方波。
电路设计如下：（1）正弦波发生器：采用RC振荡电路，通过调整电路元件参数，使电路产生稳定的正弦波。
（2）三角波发生器：采用RC积分电路和RC微分电路结合，通过调整电路元件参数，使电路产生稳定的三角波。
（3）方波发生器：采用RC积分电路和RC微分电路结合，通过调整电路元件参数，使电路产生稳定的方波。
3. 电路制作与调试根据电路设计，我们按照以下步骤进行电路制作与调试：（1）按照电路图焊接电路元件，注意焊接质量。
（2）连接信号输入和输出端口，将信号输入到电路中。
（3）观察波形输出，根据实际情况调整电路元件参数，使输出波形达到预期效果。
（4）测试不同频率和幅度下的波形输出，验证电路的稳定性和可靠性。
四、实训结果与分析1. 正弦波发生器：通过调整电路元件参数，成功产生稳定的正弦波。
输出波形幅度适中，频率可调。
2. 三角波发生器：通过调整电路元件参数，成功产生稳定的三角波。
输出波形幅度适中，频率可调。
3. 方波发生器：通过调整电路元件参数，成功产生稳定的方波。
输出波形幅度适中，频率可调。
在实训过程中，我们发现以下问题：（1）电路元件参数的选择对波形输出有较大影响，需要根据实际情况进行调整。
模拟电子技术设计报告20111210 窦瑱妍北京电子科技学院课程设计报告( 2013 -- 2014年度第一学期)名称：模拟电子技术课程设计题目：函数发生器的设计与制作小组成员：20111210 窦瑱妍20111212 宋雅风20111234 于雅婧成绩：日期：2013年11月1日目录一、电子技术课程设计的目的与要求 (3)1.1课程设计目的 (3)1.2课程设计内容与要求 (3)二、课程设计名称及设计要求 (3)2.1课程设计名称 (3)2.2课程设计要求 (3)三、系统框图及简要说明 (4)3.1系统框图 (4)3.2简要说明 (4)四、方案选择与论证 (4)五、单元电路设计 (4)六、总体电路 (6)七、实验过程 (7)八、心得体会 (7)附录I：总原理图 (8)附录II：multisim仿真图 (10)附录III：元器件清单： (11)附录IV：参考文献 (11)一、电子技术课程设计的目的与要求1．课程设计目的课程设计作为模拟电子技术课程的重要组成部分，目的是使学生进一步理解课程内容，基本掌握电子系统设计和调试的方法，增加集成电路应用知识，培养学生实际动手能力以及分析、解决问题的能力。
按照本专业培养方案要求，在学完专业基础课模拟电子技术课程后，应进行课程设计，其目的是使学生更好地巩固和加深对基础知识的理解，学会设计小型电子系统的方法，独立完成系统设计及调试，增强学生理论联系实际的能力，提高学生电路分析和设计能力。
通过实践教学引导学生在理论指导下有所创新，为专业课的学习和日后工程实践奠定基础。
1．课程设计内容与要求（1）教学基本要求要求学生能够查阅有关资料，独立完成选题设计，掌握电子系统设计方法；完成系统的组装及调试工作；在课程设计中要注重培养工程质量意识，按要求写出课程设计报告。
（2）能力培养要求✧通过查阅手册和有关文献资料培养学生独立分析和解决实际问题的能力。
✧通过实际电路方案的分析比较、设计计算、元件选取、安装调试等环节，掌握简单实用电路的分析方法和工程设计方法。
电子科技大学
《模拟电路基础》应用设计报告
设计题目：函数发生器
学生姓名：学号：
教师姓名：日期：
一、设计任务
设计一个正弦波信号发生器
设计一个方波信号发生器
设计一个能同时输出正弦波、方波和三角波的函数发生器
指标：
频率：1kHz
幅度：正弦波大于10Vpp；方波10Vpp；三角波6Vpp。
二、电路原理
函数发生器一般是指能自动产生正弦波、方波、三角波的电压波形的电路或者仪器。
电路形式可以采用由运放及分离元件构成；也可以采用单片集成函数发生器。
根据用途不同，有产生三种或多种波形的函数发生器。
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。
我们需要制作的是能够发出三种不同波形的函数发生器，为了制作我们所需要的函数发生器，得到我们所需要的波形，我们的设计方案如下：
图1 函数发生器设计框图
由三个电路组成，分别实现三种波形的产生
表1 各组成电路功能和原理
电路RC正弦振荡电路方波信号发生器三角波信号发生器实现的功能产生正弦信号产生方波信号产生三角波信号原理差分放大电路比较器积分器
1.RC正弦震荡电路
4个组成部分：放大电路、选频网络、正反馈网络、稳幅网络。
参数选择：kHz。
f1
选择C=nF
~
1,以产生1kHz的频率,根据C可以确定R，调节R或C可
nF10
以改变振荡频率。
选择R1和R2，调节R1使电路振荡，同时波形失真小，输出电压大小满足要求。
图2 RC正弦震荡电路
2.方波信号发生器
三部分组成：滞回比较器、RC电路、稳压管，各部分实现功能如下表：
表2 方波发生器各组成部分功能
组成部分滞回比较器RC电路稳压管
功能引入正反馈，产
生振荡，具有抗
干扰能力。
作为延迟环节和反馈网
络，通过对电容的充放电
实现两种状态的转换。
输出需要的方波
电压。
参数选择：
振荡周期
可选择：C=
根据C及R1和R2的比值可以确定R3，调节R3或C可以改变振荡率。
选择合适的稳压管和R4，调节R3使电路振荡到所需频率。
图3 方波信号发生器
3.三角波信号发生器
方波信号利用反相积分电路变换为三角波
输入为方波时，输出为三角波 参数选择：
可选择：C=
根据C 及输入输出信号的比值可以确定R,R 可采用固定电阻与半固定电 阻相串联的形式。
图4 三角波信号发生器
())(1
~1
101221t u t t u RC
u t t u dt u RC
u I o I I o +-•-
=-=⎰则为常量，在若4T
RC U U Z R •
=三角波幅度F
F μμ1.0~01.0
4.总体电路图
图5 总体电路图
三、电路仿真和结果
1.选择的器件及其参数
选用的元器件型号和数量(表3)
表3 选用的元器件型号和数量
元件型号数量集成运算放大器MC4558CU 3个二极管一般二极管1N4001G 2个稳压二极管1N4733A 2个
电容1.5nF 2个0.01uF 1个0.012uF 1个500kΩ1个
电阻100kΩ3个55kΩ1个40kΩ2个20kΩ1个13.7kΩ1个1kΩ2个
2.电路仿真
将上述电路按照设计框图和总电路图连接，并选择上表合适的元件参数。
得到图6：
图6 仿真电路图
通过调节开关可从示波器中分别得到正弦波，方波和三角波三种波形，可从下方四通道示波器同时得到三个波形：
（1）输出正弦信号
将开关调到位置1，可得到正弦信号，如图：
图7 开关位置1
图8 输出正弦波形
由图像可知，该正弦信号频率周期为1ms，所以频率为1kHz,同时，输出电压峰-峰值Vpp>10V。
（2）输出方波信号
将开关调到位置2，可得到方波信号，如图：
图9 开关位置2
图10 输出方波波形
由图像可知，该方波信号频率周期为1ms，所以频率为1kHz。
同时，输出电压峰-峰值Vpp>10V。
（3）输出三角波信号
将开关调到位置3，可得到三角波信号，如图：
图11 开关位置3
图12 输出三角波波形
由图像可知，该三角波信号频率周期为1ms，所以频率为1kHz。
同时，输出电压峰-峰值Vpp约为6V。
(4)同时输出三种波形
将三种波形输出端连在四通道示波器中的三个通道上，可同时输出三种波形，如图：
图13 四通道示波器输出波形图
经过上述测试所得到的结果可以看出，这个函数发生器的制作符合课程设计的要求，即：
（1）设计一个正弦波信号发生器
设计一个方波信号发生器
设计一个能同时输出正弦波、方波和三角波的函数发生器
（2）指标：
频率：1kHz
幅度：正弦波大于10Vpp；方波10Vpp；三角波6Vpp。
所以，本次仿真设计成功。
四、电路加工及测试（可选）
1.焊接过程注意事项
（1）焊接时，应该遵循先焊小元件，如电阻和二极管等；后焊大元件，如电容。
(2)焊接时间不宜过长，特别是在焊接MC4558CU和各二极管的时候，防止高温改变元件参数。
(3)对于三角波电路，为了防止低频增益过大，可以增加如图的Rf。
在振
荡频率较高（数千赫兹以上）时，由于运放工作速率的影响，电路会产生开关延迟，使电路的振荡周期大于设计值，此时可以在积分电容上串联补偿电阻R1。
2.阐明所用的测试仪、测试方法
用到的测试仪器有直流稳压电源，示波器和四通道示波器。
测量时，通过改变开关位置，通过示波器分别输出三种波的波形。
将三种波形输出端连在四通道示波器中的三个通道上，可同时输出三种波形。
五、问题解答
1.RC正弦振荡电路中
（1）使用10μF、1 μF的电容能否振荡出所需的正弦信号？
答：不可以，10μF、1 μF的电容太大，会使输出波形的频率变低，从而不能达到输出频率为1kHz的标准。
（2）验证二极管D1、D2在电路中的作用？
答：含有二极管和不含有二极管时的输出波形如下图：
图14 含有二极管时的输出
图15 不含二极管时的输出
所以，加入两个二极管的作用是限制输出幅度和改善输出波形
（3）固定R1，分析R2的大小对振荡幅度、波形失真的影响？
答：R1减小时，输出波形幅度减小，减小到一定程度时，波形开始失真；R1增大时，输出幅度增大，增大到一定程度时发生失真。
2.方波发生器
（1）R4如何选择？
答：在本次设计的电路中R8在1k Ω到10k Ω之间最合适，超过或者太小均会有较大程度的失真。
（2）振荡
频率主要受那些因素影响？ 答；由公式
可知，震荡频率主要受到电阻R7,R9和C3的影响。
（3）信号波形质量与那些参数有关？
⎪⎪⎭⎫ ⎝
⎛+=21321ln 2R R C R T
答：波形质量与R9与C3的乘积有关，当两者乘积和电路周期相近时，不容易发生失真，输出信号的波形质量较高。
3.函数发生器
（1）Rf、R1有何作用，大小如何选择？
答：Rf与R1比值不同，输出幅值不同。
所以Rf和R1应该根据输出波形所需幅值进行选择。
（2）如何调节输出信号幅度？
答：如上题，可通过调节Rf和R1比值进而调节输出幅度，也可通过改变电路中反馈电阻的阻值来改变输出信号幅度。
（3）信号波形质量与那些参数有关？
答：输出信号的质量和信号源的建立时间还有时间基准有关，即输出信号的质
R C有关。
量和电容放电的时间τ=
L
六、总结
在我们进行电子电路设计的时候，需要测试电路中的一些重要的数据，这里我们就需要使用函数发生器，通过函数发生器，产生一些电子信号，输入我的电路中，使我们设计的电路正常工作。
因此函数发生器在我们日常进行电子设计时，用处十分广泛。
本次课程设计需要我们制作的是一个函数发生器，是其可以输出三种常用波形，通过本次设计，对函数发生器的工作原理有了更好的理解，也对运算放大电路的使用有了进一步的认识，通过查阅资料，翻看教科书以及查看课件，做出了上面的函数发生器电路，并在仿真上进行测试，而且获得成功，达到了设计制定的标准，可以稳定的输出我们需要的波形。
但是也有不足，真正的函数发生器可以对输出电压和输出频率进行调节，而本次所设计的电路并没有以上功能，所以还可以对电路进行优化，如把一些决定输出幅度的电阻或者电容做成可调节的电阻和电容。
这样就可以对输出幅度和输出频率进行调节，这样
的函数发生器才更适合我们用其进行电子技术实验。
