函数信号发生器工作原理

课程设计任务书

（一）设计目的

1、掌握信号发生器的设计方法和测试技术。

2、了解单片函数发生器IC8038的工作原理和应用。

3、学会安装和调试分立元件与集成电路组成的多级电子电路小系统。

（二）设计技术指标与要求

1、设计要求

（1）电路能输出正弦波、方波和三角波等三种波形；

（2）输出信号的频率要求可调；

（3）拟定测试方案和设计步骤；

（4）根据性能指标，计算元件参数，选好元件，设计电路并画出电路图；

（5）在面包板上或万能板或PCB板上安装电路；

（6）测量输出信号的幅度和频率；

（7）撰写设计报告。

2、技术指标

频率范围：100Hz~1KHz 1KHz~10KHz；

输出电压：方波VP-P≤24V，三角波VP-P=6V，正弦波VP-P=1V；方波tr小于1uS。

（三）设计提示

1、方案提示：

（1）设计方案可先产生正弦波，然后通过整形电路将正弦波变成方波，再由积分电路将方波变成三角波；也可先产生三角波-方波，再将三角波变成正弦波。

（2）也可用单片集成芯片IC8038实现，采用这种方案时要求幅度可调。

2、设计用仪器设备：

示波器，交流毫伏表，数字万用表，低频信号发生器，实验面包板或万能板，智能电工实验台。

3、设计用主要器件：

（1）双运放NE5532（或747） 1只（或741 2只）、差分管3DG100 4个、电阻电容若干；

（2）IC8038、数字电位器、电阻电容若干。

4、参考书：

《电子线路设计·实验·测试》 谢自美主编 华中科技大学出版社

《模拟电子技术基础》 康华光主编 高等教育出版社

《模拟电子技术》胡宴如主编 高等教育出版社

（四）设计报告要求

1、选定设计方案；

2、拟出设计步骤，画出设计电路，分析并计算主要元件参数值；

3、列出测试数据表格；

4、调试总结，并写出设计报告。

（五）设计总结与思考

1、总结信号发生器的设计和测试方法；

【精品】电路实验报告 函数信号发生器

一、实验目的

1.理解函数信号发生器的基本原理；

2.掌握函数信号发生器的使用方法；

二、实验仪器

函数信号发生器、万用表、示波器、电阻箱等。

三、实验原理

函数信号发生器是一种可以产生各种不同波形的电子仪器，它由信号源、调制放大器、波形出口、控制电路等几个部件组成。在使用中可以通过调节控制电路中的各个参数来控制信号波形的频率、幅度、相位等参数。

四、实验内容

1.使用函数信号发生器产生各种不同波形的信号，并记录下所产生的波形、频率、幅度等参数。

2.利用万用表对所产生的波形进行测量，并记录下相关参数。

3.使用示波器观察所产生的波形，并记录下所观察到的波形形态，判断所产生的波形是否符合要求。

4.使用电阻箱对信号幅度进行调整，调整后再次进行相应的测量、观察和记录。

五、实验步骤

1.将函数信号发生器插入电源插座，并开启电源开关。

5.对信号幅度进行调整，如需调整信号幅度，可以使用电阻箱对信号幅度进行调整。

六、实验数据及处理

下表列出了实验中所产生的部分波形及其相关参数。

| 波形形态 | 频率 | 幅度 |

|----------------|---------|-----------|

| 正弦波 | 1KHz | 1Vpp | | 正弦波 | 5KHz | 500mVpp|

| 方波 | 2KHz | 2Vpp |

| 三角波 | 1KHz | 1Vpp |

七、实验结果分析

根据实验数据分析，可以得出以下结论：

函数信号发生器工作原理

函数信号发生器是一种电子设备，能够产生不同形式的电信号，用于测试、实验和调试电子设备。其工作原理是通过将一个基准信号经过一系列的处理和调整，生成所需的输出信号。

基准信号通常是一个稳定的振荡信号，通过一个精密的振荡器产生。这个振荡器可以是一个晶振或者多级放大器，其频率和幅度都是可调的。

振荡器输出的信号经过放大器进行放大，以增加信号的幅度。放大器通常是一个可控增益放大器，通过调节控制电压来改变输出信号的幅度。

放大后的信号通过一个波形调节电路，来生成不同形式的输出信号。这个波形调节电路可以是一个函数发生器芯片，它可以根据输入的控制电压来产生不同的波形，比如正弦波、方波、矩形波、三角波等。

经过波形调节后的信号，再经过一个滤波器进行滤波，以去除掉不需要的高频杂散分量。滤波器通常采用电容、电感等元件组成的RC电路或者LC电路。

最后，滤波后的信号再经过一个输出放大器，以增加信号的输出功率。输出放大器通常是一个功率放大器，可以将信号的功率增大到合适的水平，以满足各种测试、实验和调试的需求。

通过以上的处理和调整，函数信号发生器可以产生不同形式、不同频率、不同幅度的电信号，用于各种电子设备的测试、实验和调试。

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。本次课程设计使用的AT89S51 单片机构成的发生器可产生锯齿波、三角波、正弦波等多种波形，波形的周期可以用程序改变，并可根据需要选择单极性输出或双极性输出，具有线路简单、结构紧凑等优点。在本设计的基础上，加上按钮控制和LED显示器，则可通过按钮设定所需要的波形频率，并在LED上显示频率、幅值电压，波形可用示波器显示。

二、系统设计

波形发生器原理方框图如下所示。波形的产生是通过AT89S51 执行某一波形发生程序，向D/A转换器的输入端按一定的规律发生数据，从而在D/A转换电路的输出端得到相应的电压波形。在AT89S51的P2口接5个按扭,通过软件编程来选择各种波形、幅值电压和频率，另有3个P2口管脚接TEC6122芯片，以驱动数码管显示电压幅值和频率，每种波形对应一个按钮。此方案的有点是电路原理比较简单，实现起来比较容易。缺点是，采样频率由单片机内部产生故使整个系统的频率降低。

1、波形发生器技术指标

1）波形：方波、正弦波、锯齿波；

2）幅值电压：1V、2V、3V、4V、5V；

3）频率：10HZ、20HZ、50HZ、100HZ、200HZ、500HZ、1KHZ；

2、操作设计

1）上电后，系统初始化，数码显示6个‘－’，等待输入设置命令。

2）按钮分别控制“幅值”、“频率”、“方波”、“正弦波”、“锯齿波”。

3）“幅值“键初始值是1V，随后再次按下依次增长1V，到达5V后在按就回到1V。

4）“频率“键初始值是10HZ，随后在按下依次为20HZ、50HZ、100HZ、200HZ、500HZ、1000HZ循环。

三、硬件设计

本系统由单片机、显示接口电路，波形转换（D/A）电路和电源等四部分构成。电路图2附在后

1、单片机电路

功能：形成扫描码，键值识别、键处理、参数设置；形成显示段码；产生定时中断；形成波形的数字编码，并输出到D/A接口电路和显示驱动电路。