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函数信号发⽣器使⽤说明（超级详细）函数信号发⽣器使⽤说明1－1 SG1651A函数信号发⽣器使⽤说明⼀、概述本仪器是⼀台具有⾼度稳定性、多功能等特点的函数信号发⽣器。
能直接产⽣正弦波、三⾓波、⽅波、斜波、脉冲波，波形对称可调并具有反向输出，直流电平可连续调节。
TTL可与主信号做同步输出。
还具有VCF输⼊控制功能。
频率计可做内部频率显⽰，也可外测1Hz~10.0MHz的信号频率，电压⽤LED显⽰。
⼆、使⽤说明2.1⾯板标志说明及功能见表1和图1图1DC1641数字函数信号发⽣器使⽤说明⼀、概述DC1641使⽤LCD显⽰、微处理器（CPU）控制的函数信号发⽣器，是⼀种⼩型的、由集成电路、单⽚机与半导体管构成的便携式通⽤函数信号发⽣器，其函数信号有正弦波、三⾓波、⽅波、锯齿波、脉冲五种不同的波形。
信号频率可调范围从0.1Hz~2MHz，分七个档级，频率段、频率值、波形选择均由LCD显⽰。
信号的最⼤幅度可达20Vp-p。
脉冲的占空⽐系数由10%~90%连续可调，五种信号均可加±10V的直流偏置电压。
并具有TTL电平的同步信号输出，脉冲信号反向及输出幅度衰减等多种功能。
除此以外，能外接计数输⼊，作频率计数器使⽤，其频率范围从10Hz~10MHz（50、100MHz[根据⽤户需要]）。
计数频率等功能信息均由LCD显⽰，发光⼆极管指⽰计数闸门、占空⽐、直流偏置、电源。
读数直观、⽅便、准确。
⼆、技术要求2.1函数发⽣器产⽣正弦波、三⾓波、⽅波、锯齿波和脉冲波。
2.1.1函数信号频率范围和精度a、频率范围由0.1Hz~2MHz分七个频率档级LCD显⽰，各档级之间有很宽的覆盖度，如下所⽰：频率档级频率范围（Hz）1 0.1~210 1~20100 10~2001K 100~2K10K 1K ~20K100K 10K ~200K1M 100K ~2M频率显⽰⽅式：LCD显⽰，发光⼆极管指⽰闸门、占空⽐、直流偏置、电源。
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，用于产生不同频率、振幅和波形的电信号。
它通常用于测试和测量电路，以及在各种科学实验中进行信号发生。
函数信号发生器的工作原理可以简单概括如下：
1. 振荡电路：函数信号发生器中的核心组件是振荡电路。
振荡电路是一个自激振荡器，可以产生连续的电信号。
它通常包括一个放大器、一个反馈网络和一个振荡源。
2. 频率调节：函数信号发生器允许用户通过调节旋钮或数字控制来选择所需的频率。
频率调节是通过控制振荡电路中的反馈网络来实现的。
调节频率时，振荡电路的反馈网络会对振荡源提供反馈信号，使振荡源产生所需频率的振荡信号。
3. 振幅调节：函数信号发生器还允许用户调节输出信号的振幅。
振幅调节是通过控制振荡电路中的放大器来实现的。
调节振幅时，放大器会增大或缩小输入信号的幅度，从而改变输出信号的振幅。
4. 波形选择：函数信号发生器通常可以提供多种不同的波形选择，如正弦波、方波、锯齿波等。
不同的波形选择是通过控制振荡电路中的振荡源和反馈网络来实现的。
不同的振荡源和反馈网络可以产生不同形状的波形。
5. 输出接口：函数信号发生器通常具有多种输出接口，如
BNC接口、XLR接口等。
这些接口允许将信号传输到需要测
试或实验的电路或设备中。
总之，函数信号发生器的工作原理是基于振荡电路的运行，通过调节振荡源、反馈网络和放大器来产生不同频率、振幅和波形的电信号。
XX UNIVERSITY GONGQING COLLEGE毕业论文（设计）BURT INDUSTRY THEORY（201*--201*年）中文题目: 函数信号发生器英文题目：Function signal generator 学院：系别：专业班级：学生姓名：学号：指导教师：二○一 *年 ** 月函数信号发生器摘要在电子工程、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、函数（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。
能够产生多种波形的信号发生器，如产生三角波、锯齿波、矩形波（含方波）、正弦波的信号发生器称为函数信号发生器在电子工程、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。
信号发生器所产生的信号在电路中常常用来代替前端电路的实际信号，为后端电路提供一个理想信号。
由于信号源信号的特征参数均可人为设定，所以可以方便地模拟各种情况下不同特性的信号，对于产品研发和电路实验特别有用。
在电路测试中，我们可以通过测量、对比输入和输出信号，来判断信号处理电路的功能和特性是否达到设计要求。
例如，用信号发生器产生一个频率为1kHz的正弦波信号,输入到一个被测的信号处理电路（功能为正弦波输入、方波输出），在被测电路输出端可以用示波器检验是否有符合设计要求的方波输出。
![4[1]函数信号发生器设计](https://uimg.taocdn.com/b6c78bdf3b3567ec112d8a15.webp)
函数信号发生器的使用函数信号发生器是一种用于产生各种类型信号的电子设备。
它可以产生正弦波、方波、三角波等各种波形，可以调节频率、幅度、相位等参数，广泛应用于电子、通信、测量等领域。
本文将介绍函数信号发生器的基本原理、使用方法以及注意事项。
一、函数信号发生器的基本原理函数信号发生器是由振荡器、放大器、滤波器等电路组成的。
其中振荡器是最核心的部分，它产生原始的信号波形。
振荡器的基本原理是利用反馈电路实现自激振荡。
反馈电路将一部分输出信号送回到输入端，形成正反馈，使得振荡器产生周期性的振荡。
振荡器的频率由反馈电路和外部电路共同决定。
函数信号发生器的放大器和滤波器主要是为了增强信号的幅度和滤除杂波。
放大器将振荡器产生的信号放大到足够的幅度，以便于后续的处理和使用。
滤波器则可以滤除信号中的高频成分和噪声，使得信号更加稳定和准确。
二、函数信号发生器的使用方法函数信号发生器的使用方法比较简单，主要是设置频率、幅度、相位等参数，选择波形类型，连接到被测电路中。
下面将详细介绍函数信号发生器的使用步骤。
1. 首先，将函数信号发生器接通电源，打开电源开关。
2. 选择所需要的波形类型，可以是正弦波、方波、三角波等。
3. 设置信号的频率。
一般情况下，函数信号发生器的频率范围比较广，可以设置从几赫兹到几百兆赫的频率。
频率的设置可以通过旋钮、按键或者数字输入方式完成。
4. 设置信号的幅度。
幅度是指信号的电压大小，一般可以设置为几毫伏到几十伏不等。
幅度的设置也可以通过旋钮、按键或者数字输入方式完成。
5. 设置信号的相位。
相位是指信号的时间延迟或提前量，一般可以设置为0度到360度不等。
相位的设置也可以通过旋钮、按键或者数字输入方式完成。
6. 连接函数信号发生器到被测电路中。
连接方式可以使用万用表、示波器等测试仪器，也可以直接连接到被测电路的输入端。
7. 调节信号的参数，观察被测电路的响应情况。
如果需要调节信号参数，可以反复进行上述步骤。
目 录第一章概述 1 第二章主要特征 1 第三章技术指标 2一、函数信号发生器 2二、计数器 5三、其它 6 第四章面板说明7一、显示说明7二、前面板说明8三、后面板说明13 第五章使用说明14一、测试前的准备工作14二、函数信号输出使用说明 14三、计数器使用说明 32 第六章遥控操作使用说明34 第七章B路信号说明 52 第八章功率放大模块说明 57第九章注意事项与检修58 第十章附录USB接口驱动安装59 第十一章仪器整套设备及附件63南京盛普仪器科技有限公司 1本仪器是一台精密的测试仪器，具有输出函数信号、调频、调幅、FSK 、PSK 、猝发、频率扫描等信号的功能。
此外，本仪器还具有测频和计数的功能。
本仪器是电子工程师、电子实验室、生产线及教学、科研的理想测试设备。
1、采用直接数字合成技术（DDS ）。
2、主波形输出频率为1µHz ~ 20MHz 。
3、小信号输出幅度可达1mV 。
4、脉冲波占空比分辨率高达千分之一。
5、数字调频、调幅分辨率高、准确。
6、猝发模式具有相位连续调节功能。
7、频率扫描输出可任意设置起点、终点频率。
8、相位调节分辨率达0.1度。
9、调幅调制度1% ~ 100% 可任意设置。
10、输出波形达30余种。
11、具有频率测量和计数的功能。
12、机箱造型美观大方，按键操作舒适灵活。
13、具有第二路输出，可控制和第一路信号的相位差。
概述 12主要特征南京盛普仪器科技有限公司 2一、函数发生器1、波形特性主波形：正弦波、方波波形幅度分辨率：12 bits 采样速率：200Msa/s正弦波谐波失真：-50dBc （频率≤ 5MHz ） -45dBc （频率≤ 10MHz ） -40dBc （频率>10MHz ）正弦波失真度： ≤0.2%（频率：20Hz ~ 100kHz ）方波升降时间： ≤ 25ns （SPF05A ≤ 28ns ）注:正弦波谐波失真、正弦波失真度、方波升降时间测试条件：输出幅度2Vp-p （高阻），环境温度25℃±5℃储存波形：正弦波，方波，脉冲波，三角波，锯齿波，阶梯波等26种波形，TTL 波形（仅F20A ，输出频率同主波形） 波形长度：4096点波形幅度分辨率：12 bits脉冲波占空系数：1.0% ~ 99.0%（频率≤10kHz ），10% ~ 90%（频率10kHz ~ 100kHz ）脉冲波升降时间： ≤1uS直流输出误差：≤±10%+10mV （输出电压值范围10mV~10V ） TTL 波形输出：（F05A 、F10A ）输出频率：同主波形输出幅度：低电平 < 0.5 V 高电平 > 2.5 V 输出阻抗：600 Ω2、频率特性频率范围：主波形：1µHz ~ 5MHz （SPF05A 型） 1µHz ~ 10MHz （SPF10A 型） 1µHz ~ 20MHz（SPF20A 型）储存波形： 1µHz ~ 100kHz3技术指标分辨率：1µHz频率误差：≤±5×10-4 频率稳定度：优于±5×10-53、幅度特性幅度范围：1mV ~ 20Vp-p（高阻），0.5mV ~ 10Vp-p（50Ω）最高分辨率：2µVp-p （高阻），1µVp-p（50Ω）幅度误差：≤±2%+1mV (频率1KHz正弦波)幅度稳定度：±1 % /3小时平坦度：±5%（频率≤5MHz正弦波）, ±10% （频率>5MHz 正弦波）±5%（频率≤50 kHz其它波形）, ±20% （频率>50 kHz 其它波形）输出阻抗：50Ω幅度单位：Vp-p，mVp-p，Vrms，mVrms，dBm4、偏移特性直流偏移（高阻）：±（10V-Vpk ac），（偏移绝对值≤2×幅度峰峰值）最高分辨率：2µV（高阻），1µV（50Ω）偏移误差：≤±10% +20mV （高阻）5、调幅特性载波信号：波形为正弦波，频率范围同主波形调制方式：内或外调制信号：内部5种波形（正弦、方波、三角、升锯齿、降锯齿）或外输入信号调制信号频率：1Hz ~ 20kHz（内部）100Hz ~ 10kHz（外部）失真度：≤1% (调制信号频率1KHz正弦波)调制深度：1% ~ 100%相对调制误差：≤±5% +0.5 (调制信号频率1KHz正弦波)外输入信号幅度：3Vp-p（-1.5V~ +1.5V）6、调频特性载波信号：波形为正弦波，频率范围同主波形调制方式：内或外（外为选件）调制信号：内部5种波形（正弦、方波、三角、升锯齿、降锯齿））或外输入信号调制信号频率：1Hz ~ 10kHz（内部）100Hz ~ 10kHz（外部）南京盛普仪器科技有限公司 3频偏：内调频最大频偏为载波频率的50%，同时满足频偏加上载波频率不大于最高工作频率+100 kHz 失真度：≤1% (调制信号频率1KHz正弦波) 相对调制误差：≤±5%设置值±50Hz (调制信号频率1KHz正弦波)外输入信号幅度：3Vp-p（-1.5V~ +1.5V）FSK：频率1和频率2任意设定控制方式：内或外（外控：TTL电平，低电平F1；高电平F2）交替速率：0.1ms ~ 800s7、调相特性基本信号：波形为正弦波，频率范围同主波形PSK：相位1（P1）和相位2（P2）范围：0.1 ~ 360.0°分辨率：0.1°交替时间间隔：0.1ms ~ 800s控制方式：内或外（外控TTL电平，低电平P2，高电平P1）8、猝发基本信号：波形为正弦，频率范围同主波形猝发计数：1 ~ 30000个周期猝发信号交替时间间隔：0.1ms ~ 800s控制方式：内（自动）/外（单次手动按键触发、外输入TTL脉冲上升沿触发）9、频率扫描特性信号波形：正弦波扫描频率范围：扫描起始点频率：主波形频率范围扫描终止点频率主波形频率范围。
函数信号发生器工作原理函数信号发生器是一种可以产生不同形式的波形信号的电子设备。
它通常用于测试电路或设备的响应，及验证系统的可靠性和性能。
本文将介绍函数信号发生器的工作原理及其基本组成。
1、函数信号发生器的基本原理函数信号发生器使用内部电路产生信号波形，这些波形可以是正弦波、方波、三角波等，也可以是随时间变化的任意模拟波形信号，称为任意波形（Arbitrary Waveform）。
任意波形信号可以通过数字信号处理器（DSP）和相应的算法产生，可以控制其幅值、频率、相位、周期等参数，与旋钮手动调节产生的波形相比，任意波形信号更具有可重复性和精度。
任意波形成为了近年来函数信号发生器的重要特点之一。
函数信号发生器的工作原理基于模拟电路和数字技术的结合。
如下图所示，函数信号发生器的主要部件包括信号发生器主控板、波形发生控制板、数字信号处理器（DSP）和高精度数字模拟转换器（DAC）等。
其中波形发生控制板控制信号发生器主控板的输出电压幅值、频率、相位等参数，主控板再将这些参数转换成数字信号通过DSP和DAC产生电压波形输出到信号输出端。
2、函数信号发生器的基本组成（1）信号发生器主控板信号发生器主控板是函数信号发生器的核心控制板，它负责启动、控制和调节函数信号发生器的各种功能。
主控板内包含高速时钟电路、微控制器、输出放大器等部件，通过接收波形控制板发来的指令从而产生需要的波形输出并控制其电压幅值、频率、相位等参数。
（2）波形发生控制板波形发生控制板负责产生波形控制信号，这些信号包括电压幅值、频率、相位等参数。
它和信号发生器主控板通过数字接口连接，主控板根据波形控制板的指令产生相应的波形信号输出。
（3）数字信号处理器（DSP）数字信号处理器（DSP）是函数信号发生器中的重要部件，它用于实现任意波形信号的产生和输出。
DSP通过高精度滤波器将输入的数字信号处理成需要的波形信号，再将这些信号通过DAC转换成模拟信号输出到信号输出端。
函数信号发生器摘要：信号发生器用来产生频率为20Hz～200kHz的正弦信号（低频）。
除具有电压输出外，有的还有功率输出。
所以用途十分广泛，可用于测试或检修各种电子仪器设备中的低频放大器的频率特性、增益、通频带，也可用作高频信号发生器的外调制信号源。
另外，在校准电子电压表时，它可提供交流信号电压。
函数信号发生器具有体积小、功耗少、价格低等优点。
最主要的是函数信号发生器的输出波形较为灵活，在生产实践和科技领域中有着广泛的应用。
关键字：函数信号发生器；分类；工作原理前言近这些年来，计算机技术进入了前所未有的快速发展时期。
而特别是高集成电路作为一个子系统的应用，发展更是迅速，已成为新一代电子设备不可缺少的核心部件，其在现实生活中的运用也是非常普遍。
在科学研究、工程教育及生产实践中，如工业过程控制、教学实验、机械振动试验、动态分析、材料试验、生物医学等领域，常常需要用到低频信号发生器。
在日常维修、教学和科研中，函数信号发生器也是不可缺少的工具。
而在我们生活中，以及一些科学研究中，锯齿波和正弦波、矩形波信号也是常用的基本测试信号。
譬如在示波器、电视机等仪器中，为了使电子按照一定规律运动，以利用荧光屏显示图像，常用到锯齿波产生器作为时基电路。
函数发生器作为一种通用的电子仪器，在生产、科研、测控、通讯等领域都得到了广泛的应用。
但市面上能看到的电子仪器在频率精度、带宽、波形种类及程控方面都已不能满足许多方面实际应用的需求。
加之各类功能的半导体集成芯片的快速生产，都使我们研制一种高精度、宽频带，能产生多种波形并具有程控等多功能函数发生器成为可能。
1 函数信号发生器的分类和组成部分函数信号发生器是能产生多种波形的信号发生器，如产生正弦波、三角波、方波、锯齿波、阶梯波和调频、调幅等调制波形。
一般至少要求产生三角波、方波和正弦波。
产生各种信号波形的方法很多，其电路主要由振荡器、波形变换器和输出电路三个部分组成。
如图1。
电子电路模拟综合实验实验报告2011年4月3日函数信号发生器的设计与调测摘要使用运放组成的积分电路产生一定频率和周期的三角波、方波（提高要求中通过改变积分电路两段的积分常数从而产生锯齿波电压，同时改变方波的占空比），将三角波信号接入下级差动放大电路（电流镜提供工作电流），利用三极管线性区及饱和区的放大特性产生正弦波电压并输出。
关键词三角波-正弦波运放积分电路差动放大电路镜像电流源实验内容1、基本要求：a)设计制作一个可输出正弦波、三角波和方波信号的函数信号发生器。
1）输出频率能在1-10KHz范围内连续可调，无明显失真；2）方波输出电压Uopp=12V，上升、下降沿小于10us，占空比可调范围30%-70%；3）三角波Uopp=8V；4）正弦波Uopp>1V。
b)设计该电路的电源电路（不要求实际搭建），用PROTEL软件绘制完整的电路原理图（SCH）2、提高要求：a)三种输出波形的峰峰值Uopp均可在1V-10V范围内连续可调。
b)三种输出波形的输出阻抗小于100欧。
c)用PROTEL软件绘制完整的印制电路板图（PCB）。
实验原理1，方波三角波产生电路如图所示为方波-三角波产生电路，由于采用了运放组成的积分电路，可得到比较理想的方波和三角波。
该电路振荡频率和幅度便于调节，输出方波幅度的大小由稳压管VDW1，VDW2的稳压值决定。
改变R1和Rf的比值可调节Uo2m的大小。
电路与原件的确定：①根据所需振荡频率的高低和对方波前后沿陡度的要求，选择电压转换速率合适的运放。
②根据所需输出方波幅度的要求，选择稳压值合适的稳压管的型号和限流电阻Ro的大小。
③根据输出三角波的幅度要求，确定R1与Rf的大小R1=Uo2m*Rf/（Uz+Ud）2，电流镜偏震差动放大器的设计差动放大器具有很高的共模抑制比，被广泛地应用于集成电路中，常作为输入级或中间放大级。
⑴确定静态工作点电流Ic1.Ic2和Ic3静态时，差动放大器不加输入信号，对于电流镜Re3=Re4=ReIr=Ic4+Ib3+Ib4=Ic4+2Ib4=Ic4+2Ic4/β=Ic4=Ic3上式表明恒定电流Ic3主要有电源电压和电阻R，Re4决定，与晶体管的参数无关。
实验1示波器函数信号发生器的原理及使用(实验指导书)实验1 示波器、函数信号发生器的原理及使用示波器是用于显示信号波形的仪器，除了可以直接观测电压随时间变化的波形外，还可测量频率和相位差等参数，也可定性观察信号的动态过程。
它能够测量电学量，也可通过不同的传感器将各种非电量，如速度、压力、应力、振动、浓度等物理量，变换成电学量来间接地进行观察和测量。
函数信号发生器能够用来产生正弦波、三角波、方波等各种电信号，并且能够设置和调整信号的频率、周期、幅值等重要参数。
【实验目的】1. 了解示波器、函数信号发生器的工作原理。
2. 学习调节函数信号发生器产生波形及正确设置参数的方法。
3. 学习用示波器观察测量信号波形的电压参数和时间参数。
4. 通过李萨如图形学习用示波器观察两个信号之间的关系。
【实验仪器】1. 示波器DS5042型，1台。
2. 函数信号发生器DG1022型，1台。
3. 电缆线（BNC型插头），2条。
【实验原理】1. 函数信号发生器产生的波形参数（1）正弦电压波形参数正弦波的数学描述为u（t）=U0+Umsin(2πft+ )，其中：U0：正弦电压的直流分量，单位V。
Um：正弦电压的幅值，又称正弦波交流分量的最大峰值，相应的-Um为交流分量的最小峰值，用Vpp=2 Um来表示正弦电压信号的峰峰值，Um/2为交流分量的有效值或均方根值，单位V。
f：为正弦电压的频率，单位Hz，相应的记ω=2πf为正弦信号的角频率，单位rad/s，正弦电压信号的周期T=1/f。
：正弦电压信号的相位角。
（2）余弦电压波形参数利用正弦函数和余弦函数之间的关系可知，当相位角=90时，sin(2πft+90)=cos(2πft)。
（3）操作函数信号发生器产生正余弦信号从“确定信号所在通道的CH1/CH2按键”入手确定正/余弦波形应在函数信号发生器的哪一个通道设置并输出，通过“产生正弦波（可对正余弦信号的相应参数进行设置，在设置的菜单内，还可以在菜单内按下相应的“同相的功能键，建立函数信号发生器CH1、CH2两通道产生的正弦波形之间的相位同步关系。
《模拟电子技术》课程设计函数信号发生器姓名：学号：系别：专业：年级：指导教师：年月日函数信号发生器摘要利用集成电路LM324设计并实现所需技术参数的各种波形发生电路。
根据电压比较器可以产生方波，方波再继续经过基本积分电路可产生三角波，三角波经过低通滤波可以产生正弦波。
经测试，所设计波形发生电路产生的波形与要求大致相符。
关键词：波形发生器；集成运放；RC充放电回路；滞回比较器；积分电路目录中文摘要 ............................................................. 错误!未定义书签。
1.系统设计 (4)1.1设计指标 (4)1.2方案论证与比较 (4)2.单元电路设计 (5)2.1方波的设计 (5)2.2三角波的设计 (8)2.3正弦波的设计 (7)3．参数选择 (11)3.1方波电路的元件参数选择 (11)4．结果分析 (11)5．工作总结 (12)6．附录 (12)1.系统设计1.1设计指标1.1.1 电源特性参数 ①输入：双电源 12V②输出：正弦波pp V >1V ，方波pp V ≈12 V ，三角波pp V ≈5V ，幅度连续可调，线性失真小。
1.1.2工作频率工作频率范围：10 HZ ～100HZ ,100 HZ ～1000HZ1.2方案论证与比较1.2.1 方案1：采用集成运放电路设计方案产生要求的波形主要是应用集成运放LM324，其芯片的内部结构是由4个集成运放所组成的,通过RC 文氏电桥可产生正弦波，通过滞回比较器能调出方波,并再次通过积分电路就可以调试出三角波，此电路方案能实现基本要求和扩展总分的功能，电路较简单，调试方便，是一个优秀的可实现的方案。
1.2.2 方案2：采用集成运放电路设计方案产生要求的波形主要是应用集成运放LM324,其芯片的内部结构是由4个集成运放所组成的, 通过电压比较器可以形成方波,方波经过积分之后可以形成三角波,三角波再经过低通滤波可以形成正弦波,此电路方案能实现基本要求和扩展总分的功能,电路较简单,调试方便,相比第一方案,其操作成功率较低.2.单元电路设计2.1方波的设计2.1.1原理图2.1.2工作原理矩形波发生电压只有两种状态,不是高电平,就是低电平,所以电压比较器是它的重要成分;因为产生振荡,就是要求输出的两种状态自动地相互转换,所以电路中必须引入反馈,因为输出状态应按一定时间间隔交替变化,即产生周期性变化,所以电路中要有延迟环节来确定每种状态维持的时间.图所示的矩形波放生电路,它由反相输入的滞回比较器和RC电路组成.RC回路既作为延迟环节,又作为反馈网络,通过RC充放电实现输出状态的自动转换.设某一时刻输出电压Uo=+Uz,则同相输入端电位Up=+Ut。
函数信号发生器一、项目建议函数信号发生器是工业生产、产品开发、科学研究等领域必备的工具，它产生的锯齿波和正弦波、矩形波、三角波是常用的基本测试信号。
在示波器、电视机等仪器中，为了使电子按照一定规律运动，以利用荧光屏显示图像，常用到锯齿波信号产生器作为时基电路。
例如，要在示波器荧光屏上不失真地观察到被测信号波形，要求在水平偏转线圈上加随时间线性变化的电压——锯齿波电压，使电子束沿水平方向匀速搜索荧光屏。
对于三角波，方波同样有重要的作用，而函数信号发生器是指一般能自动产生方波正弦波三角波以及锯齿波阶梯波等电压波形的电路或仪器。
因此，建议开发一种能产生方波、正弦波、三角波的函数信号发生器。
二、项目可行性研究函数信号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，其电路中使用的器件可以是分离器件，也可以是集成器件，产生方波、正弦波、三角波的方案有多种，如先产生正弦波，根据周期性的非正弦波与正弦波所呈的某种确定的函数关系，再通过整形电路将正弦波转化为方波，经过积分电路后将其变为三角波。
也可以先产生三角波-方波，再将三角波或方波转化为正弦波。
随着电子技术的快速发展，新材料新器件层出不穷，开发新款式函数信号发生器，器件的可选择性大幅增加，例如ICL8038就是一种技术上很成熟的可以产生正弦波、方波、三角波的主芯片。
所以，可选择的方案多种多样，技术上是可行的。
三、项目任务（1）能够输出方波、三角波、正弦波、三种波形，且频率、幅度可调，波形精度±10%。
并将输出信号的频率、幅度显示出来。
（2）频率范围为10Hz～100KHz之间输出电压Vp-p≤24V，三角波Vp-p=8V，正弦波Vp-p>1V;波形特性: tr<10ms,三角波r△<2%,正弦波r-<5%。
（3）频率、幅度的值精度不低于±10% 。
（4）面板设计简洁明了，易于操作。
四、项目方案选择方案一：本方案直接采用ICL8038作为波形发生器。
函数信号发生器的设计实验报告院系：电子工程学院班级：2012211209**：***班内序号：学号：实验目的：设计一个设计制作一个可输出方波、三角波、正弦波信号的函数信号发生器。
1，输出频率能在1—10KHz范围内连续可调，无明显失真；2，方波输出电压Uopp = 12V,上升、下降沿小于10us（误差<20%）；3，三角波Uopp = 8V（误差<20%）；4，正弦波Uopp≥1V。
设计思路：1，原理框图：2，系统的组成框图：分块电路和总体电路的设计：函数发生器是指能自动产生方波、三角波和正弦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，本课题采用由集成运算放大器与晶体差分管放大器共同组成的方波—三角波、三角波—正弦波函数发生器的方法。
本课题中函数信号发生器电路组成如下：第一个电路是由比较器和积分器组成方波—三角波产生电路。
单限比较器输出的方波经积分器得到三角波；第二个电路是由差分放大器组成的三角波—正弦波变换电路。
差分放大器的特点:工作点稳定，输入阻抗高，抗干扰能力较强等。
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的传输特性曲线的非线性。
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。
Ⅰ、方波—三角波产生电路设计方波输出幅度由稳压管的稳压值决定，即限制在（Uz+UD）之间。
方波经积分得到三角波，幅度为Uo2m=±（Uz+UD）方波和三角波的震荡频率相同，为f=1/T=āRf/4R1R2C，式中ā为电位器RW 的滑动比（即滑动头对地电阻与电位器总电阻之比）。
即调节RW可改变振荡频率。
根据两个运放的转换速率的比较，在产生方波的时候选用转换速率快的LM318，这样保证生成的方波上下长短一致，用LM741则会不均匀。
函数信号发生器[1]目录摘要 (3)1方案的选择 (4)1.1问题的提出 (4)1.2基本原理 (4)1.3提出解决问题的方案及选 (5)1.4可行性分析 (10)1.5参数的确定 (10)2.仿真结果及分析 (12)3.心得体会 (13)4.元器件清单 (14)5.参考文献 (14)摘要函数信号发生器是一种能能够产生多种波形,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。
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。
产生正弦波,方波,三角波的方案有多种,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;也可以先产生三角波—方波,再将三角波变成正弦波或将方波变成正弦波。
现在我要设计一个能变换出三角波、正弦波、方波的简易发生器。
在达到课题要求的前提下保证最经济、最方便、最优化的设计策略。
按照设计的方案利用Pspice进行仿真1方案的选择1.1问题的提出设计一个函数发生器使得能够产生方波、三角波、正弦波。
1、主要技术指标频率范围10Hz~100Hz，100Hz~1000Hz，1kHz~10kHz频率控制方式通过改变RC时间常数手控信号频率通过改变控制电压Uc实现压控频率VCF输出电压正弦波Up p≈3 V 幅度连续可调;三角波Upp≈5 V 幅度连续可调;方波Upp≈14 V 幅度连续可调.波形特性方波上升时间小于2s；三角波非线性失真小于1%；正弦波谐波失真小于3%。
2、设计要求（1）根据技术指标要求自选方案设计出原理电路图，分析工作原理，计算元件参数。
（2）列出所有元、器件清单。
（3）利用Pspice进行仿真。
（4）观察并分析结果。
1.2基本原理:1、函数发生器的组成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。
1.3提出解决问题的方案及选取由运算放大器单路及分立元件构成，方波——三角波——正弦波函数发生器电路组成如图1所示，方波由比较器产生,三角波是方波输入积分器而输出的,这就解决了方波与三角波的产生方案.因此方案的关键在于三角波到正弦波的变换。
图1首先介绍方波—三角波发生电路:如图所示为产生电路原理图：电路工作原理如下：若a 点断开，运放与R 1,R2及R3，RP1 组成电压器，R1称为平衡电阻,C1称为加速电容，可加速比较器的翻转；运放的反相端接基准电压，即V-=0, 同相端接输入电压via ；比较器的输出vo1的高电平等于正电源电压+Vcc,低电平等于负电源电压—V EE (︱+V CC ︱=︱-V EE ︱),当比较器V+=V-=0时，比较器翻转，输出vo1从高电平 +Vcc 跳到低电平-V EE ,或者从低电平-V EE 跳到高电平+Vcc 。
设vo1=+Vcc,则 013213)(1322=+++++++=+Via RP R R RP R Vcc RP R R R V (1-1)式中，RP1指电位器的调整值（以下同）。
将上式整理，得比较器翻转的下门限点位 Via-=Vcc RP R R Vcc RP R R 132)(132+-=++- (1-2)若Vo1=-V EE ，则比较器的翻转的上门限点位 Via+=Vcc RP R R Vcc RP R R 132)(132+=-+- (1-3)比较期的门限宽度V H =Via+-Via-=2Vcc RP R R 132+ (1-4)A 点断开后，运放A2与R4,RP2、C2及R5组成反相积分器，其输入信号万恶为方波vo1，则积分器的输出 Vo2=⎰+-dt vo C RP R 12)24(1(1-5)当vo1=+Vcc 时, Vo2=t C RP R Vcct C RP R Vcc 2)24(2)24()(+-=++- (1-6)当vo1=-VEE 时, Vo2=EE ()(42)2(42)2V Vcct t R RP C R RP C --=++ (1-7)可见，当积分器的输入为方波时，输出是一个上升速率和下降速率相等的三角波，其波形关系如图所示A 点闭合，即比较器首尾相连，形成闭环电路，则自动产生方波-三角波。
三角波的幅度Vo2m=Vcc RP R R 132+ (1-8)方波-三角波的频率f=2)24(2413C RP R R RP R ++ (1-9)由式(1-8)及式(1-9)可以得出以下结论 .1.电位器RP2在调整方波-三角波的输出频率时，一般不会影响输出波形幅度。
若要求输出 频率范围较宽，可用C2改变频率的范围，RP2实现频率微调。
2.方波的幅度约等于电源电压+Vcc 。
三角波的输出幅度不超过电源电压+ Vcc 。
电位器RP1可实现幅度微调，但会影响方波-三角波的频率。
下面就来根据方波—正弦波变换形式的不同来确定不同的方案：方案一：用差分放大电路实现三角波到正弦波以及集成运放组成的电路实现函数发生器:波形变换的原理是利用差分放大器的传输特性曲线的非线性，波形变换过程如图2所示。
由图可以看出，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。
图2方案一的完整电路图如图3(下一页)图表3方案二：用二极管折线近似电路以及集成运放组成的电路实现函数发生器用二极管折线近似电路实现三角波——正弦波的变换二极管折线近似电路图4根据二极管折线近似电路实现三角波——正弦波的变换的原理图，可得其输入、输出特性曲线如图4所示。
频率调节部分设计时，可先按三个频率段给定三个电容值：1000pF、0.01Μf、0.1μF然后再计算R的大小。
手控与压控部分线路要求更换方便。
为满足对方波前后沿时间的要求，以及正弦波最高工作频率（10kHz）的要求，在积分器、比较器、正弦波转换器和输出级中应选用Sr值较大的运放（如LF353）。
为保证正弦波有较小的失真度，应正确计算二极管网络的电阻参数，并注意调节输出三角波的幅度和对称度。
输入波形中不能含有直流成分。
方案二的完整电路图如图(5)图(5)方案三：用单片集成函数发生器5G8038图(6)是由μA741和5G8038组成的精密压控震荡器，当8脚与一连续可调的直流电压相连时，输出频率亦连续可调。
当此电压为最小值（近似为0）时。
输出频率最低，当电压为最大值时，输出频率最高；5G8038控制电压有效作用范围是0—3V。
由于5G8038本身的线性度仅在扫描频率范围10：1时为0.2%，更大范围（如1000：1）时线性度随之变坏，所以控制电压经μA741后再送入5G8038的8脚，这样会有效地改善压控线性度（优于1%）。
若4、5脚的外接电阻相等且为R，此时输出频率可由下式决定：f=0.3/RC4设函数发生器最高工作频率为2kHz，定时电容C4可由上式求得。
电路中RP3是用来调整高频端波形的对称性，而RP2是用来调整低频端波形的对称性，调整RP3和RP2可以改善正弦波的失真。
稳压管VDz是为了避免8脚上的负压过大而使5G8038工作失常设置的。
图(6)1.4可行性分析：上面三种方案中，方案一与方案二中三角波——正弦波部分原理虽然不一样，但是他们共同的地方就是有相同的方波—三角波产生电路图。
而方案三采用集成芯片使得电路大大简化，但是由于实验室条件和成本的限制，我首先抛弃的是第三种方案。
其次是对方案一与方案二的比较，方案一中用的是电容和电阻运放和三极管等电器原件，方案二是用的二极管、电阻、三极管、运放等电器原件，所以从简单而且便于购买的前提出发我选择方案一为我最终的设计方案。
1.5参数的确定:1、 从电路的设计过程来看电路分为三部分：①正弦波部分 ②方波部分③三角波部分2、 正弦波部分由于我们选取差分放大电路对三角波——正弦波 进行变换，首先要完成的工作是选定三极管，我现在选择KSP2222A 型的三极管，其静态曲线图像如右图所示。
根据KSP2222A 的静态特性曲线，选取静态 工作区的中心5,0.250.12,20c ce I mA I mA V V ββ====由直流通路有：112CE c C R I V =⨯+⇒12c c R R ==20 k Ω22 6.8B B B V R I R =⨯⇒=B2 k Ω4240.710022p o E p R V I R =+⨯⇒≈Ω 因为静态工作点已经确定，所以静态电流变成已知。
根据KVL 方程可计算出镜像电流源中各个电阻值的大小： 可得432,8E E R R k R k ==Ω=Ω 3、 方波部分与三角波部分参数的确定 根据性能指标可知 由442314()1P P R R R C T R R f⨯+⨯==+,可见f 与c 成正比，若要得到1Hz~10Hz ，C 为10F μ。
10Hz~100Hz,C 为1F μ。
则42p R R +=7.5k Ω~75k Ω，则4R =5.1k Ω 则2p R =2.4k Ω或者2p R =69.9 k Ω ∴2p R 取100 k Ω∵231pR V V R R =+三角方波由输出的三角形幅值与输出方波的幅值分别为5v 和14v ，有231514p R R R =+⇒231p R R R +=514∴2R =10k Ω则1p R ≈47 k Ω，3R =20 k Ω根据方波的上升时间为两毫秒，查询运算放大器的速度，可以选择74141型号的运放。
2.仿真结果及分析:由于有些元器件找不到,还有一些元器件的参数设置后波形出不来,以致得不到我所需要的仿真结果.3.心得体会:这次课程设计是我进入大学以来第一次真正的在实际中用到所学的知识,有句话说:知识到用时方恨少.一点都没错!通过这次课程设计我才知道我学到的是多么的少！这是我这个专业的第二个专业课，尽管书很厚,尽管课时少,但没学到东西的错在自己.这次课程设计也增加了我对学习模电的兴趣，以前只听老师讲，不知道它有什么用，现在知道了，它是“高科技”的基础,在下一个学期里，我将更努力的学心它为自已未来的事业打好基础。
还有一个就是平时我总认为查资料没什么难的，不就是在百度或是Google里输入一些汉字，然后回车吗，但在这次课程设计中，我查资料的水平真是不行，找来找去只能找到一些被别人传来传去的东西，我不能确定那些都是不是对的。
还有，好象大学网站里没什么东西，不知是各个大学不愿把自已的东西拿到网上还是我找不到。
最后一点体会就是武汉理工真是太水了，这个课程设计竟然让我们纸上谈兵,还不让我们进实验室，这几天又要考试，连个自习的地方都没有，寝室又冷，我在自已的电脑前冻了几天才终于把这个弄完了。
那些什么校长啊，教务长啊不知干什么吃的，学校资源这么紧张也同意扩招，我真不知他们是怎样想的。
