函数信号发生器模拟电路课程设计

模拟电路课程设计——函数信号发生器一、设计任务和要求1 在给定的±12V直流电源电压条件下，使用运算放大器设计并制作一个函数信号发生器。

2 信号频率：1kHz～10kHz3 输出电压：方波：Vp-p≤24V三角波：Vp-p≤6V正弦波： Vp-p>1V4 方波：上升和下降时间：≤10ms5 三角波失真度：≤2%6 正弦波失真度：≤5%二、设计方案论证1．信号产生电路〖方案一〗由文氏电桥产生正弦振荡，然后通过比较器得到方波，方波积分可得三角波。

三角波这一方案为一开环电路，结构简单，产生的正弦波和方波的波形失真较小。

但是对于三角波的产生则有一定的麻烦，因为题目要求有10倍的频率覆盖系数，然而对于积分器的输入输出关系为：显然对于10倍的频率变化会有积分时间dt的10倍变化从而导致输出电压振幅的10倍变化。

而这是电路所不希望的。

幅度稳定性难以达到要求。

而且通过仿真实验会发现积分器极易产生失调。

〖方案二〗由积分器和比较器同时产生三角波和方波。

其中比较器起电子开关的作用，将恒定的正、负极性的方波三角波电位交替地反馈积分器去积分而得到三角波。

该电路的优点是十分明显的：1 线性良好、稳定性好；2 频率易调，在几个数量级的频带范围内，可以方便地连续地改变频率，而且频率改变时，幅度恒定不变；3 不存在如文氏电桥那样的过渡过程，接通电源后会立即产生稳定的波形；4 三角波和方波在半周期内是时间的线性函数，易于变换其他波形。

综合上述分析，我们采用了第二种方案来产生信号。

下面将分析讨论对生成的三角波和方波变换为正弦波的方法。

2．信号变换电路三角波变为正弦波的方法有多种，但总的看来可以分为两类：一种是通过滤波器进行“频域”处理，另一种则是通过非线性元件或电路作折线近似变换“时域”处理。

具体有以下几种方案：〖方案一〗采用米勒积分法。

设三角波的峰值为，三角波的傅立叶级数展开：通过线性积分后：显见滤波式的优点是不太受输入三角波电平变动的影响，其缺点是输出正弦波幅度会随频率一起变化（随频率的升高而衰减），这对于我们要求的10倍的频率覆盖系数是不合适的。

《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。

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。

山东农业大学信息学院课程设计课程名称：模拟电子技术基础课程设计题目名称：函数信号发生器姓名：学号：20104616班级：3班专业：电子信息科学与技术设计时间：2011-2012-1学期15、16周教师评分：2011 年12 月10 日目录1设计的目的及任务 (1)1.1 课程设计的目的 (1)1.2 课程设计的任务与要求 (1)2 电路设计总方案及各部分电路工作原理 (1)2.1 电路设计总体方案 (1)2.2 正弦波发生电路的工作原理 (1)2.3 正弦波---方波工作原理 (2)2.4 方波---三角波工作原理 (2)2.5 方波---尖顶波工作原理 (3)2.6 三角波---正弦波工作原理 (3)3 电路仿真及结果 (4)3.1 仿真电路图及参数选择 (4)3.2 仿真结果及分析 (4)4收获与体会 (7)5 仪器仪表明细清单 (7)参考文献 (8)（一）设计的目的及任务1、课程设计的目的：产生各种要求的函数信号，并加深对其运算处理的理解。

2、课程设计的任务和要求：设计一函数信号发生器，能输出正弦波（两个）、方波和三角波、尖顶脉冲波共五种波形，且频率可调，振幅固定。

实现步骤：正弦波→方波→三角波→正弦波↘尖顶波（二）电路设计总方案及各部分电路工作原理1、电路设计原理框图：初步设计思想：正弦波的产生可以用RC桥式振荡电路来产生；用过零比较器来实现对正弦波变成方波的转换；再用对方波的积分运算电路来实现对方波变成三角波的转换，同时，用对方波的微分运算电路来实现方波变成尖顶波的转换；最后再用低通滤波器来实现对三角波变成正弦波的转换。

系统组成框图，如图（1）所示图（1）2、正弦波发生电路的工作原理正弦波发生电路的电路图，如图（2）所示图（2）原理：图（2）是一个RC串并联的桥式振荡电路。

正弦波振荡的平衡条件为AF=1，因为当f=f0时，F=1/3,所以，A=3,因此只要为RC串并联选频网络匹配一个电压放大倍数等于3的放大电路就可以构成正弦波振荡电路。

《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，毫伏表设计步骤和要求：（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，调整和修改元件参数值，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 课程设计的任务和要求 (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电路的安装和调试 (14)5.1 方波---三角波发生电路的安装和调试 (14)5.2 三角波---正弦波转换电路的安装和调试 (14)5.3 总电路的安装和调试 (14)5.4 电路安装和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。

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。

模拟电子课程设计报告题目：函数信号发生器班级：学号:姓名:指导老师：时间：2011.12.26—2011.12.30目录1概述1.1目的1.2技术指标2电路，原理与仿真2.1方波发生器电路与原理2.2三角波发生器电路与原理2.3方波—三角波变换器电路与原理2.4总电路2.5仿真结果3总结3.1设计方法3.2心得体会3.3参考文献1概述1.1目的电子技术课程设计是学习了“电子技术”课程，完成了相关模拟，数字基础实验，进行了电子元器件基本技能训练后，完成的一项综合性的实践活动。

通过课程设计，一方面可以巩固所学的电子技术理论知识；另一方面，既锻炼了学生思维的广阔性，也培养了创新能力和实际动手能力2.2技术指标①输出为方波和三角波两种波形，用开关切换输出②均为双极性③输出为方波时，输出电压峰值为0-1V可调，输出信号频率为100Hz-1KHz可调④输出为三角波时，输出电压峰值为0-1V可调，输出信号频率为100Hz-1KHz 可调2电路，原理与仿真2.1方波发生器电路与原理50%在滞回比较器电路的基础上,靠正反馈和RC 充放电回路组成矩形波发生电路,由于滞回比较器的输出只有两种可能的状态，高电平或低电平，两种不同的输出电平对RC 电路进行充电和放电，于是电容上的电压降升高或降低，而电容的电压又作为滞回比较器的输入电压，控制其输出端状态发生跳变，从而使RC 电路由充电过程变成放电过程或相反，如此循环往复，周而复始，最后在滞回比较器的输出端即可得到一个高低电平变化周期性交替的方波信号． 2.2三角波发生器电路与原理在产生方波之后，利用此波形输入到一个积分电路便可输出一个三角波。

由于三角波信号是电容的充放电过程形成的指数形式，所以线性度较差，为了能得到线性度较好的三角波，可以将运放和几个电阻，电容构成积分电路。

2.3方波—三角波变换器电路与原理运算发大器U1与R1、R2及R3、RP1组成电压比较器，运放U2与R4、RP2、C2及R5组成反相积分器，其输入信号为方波Uo1,则积分器的输出电压Uo2为214221()O OU U dtR RP C-=+⎰当1O CCU V=+时，2422422()()()CC CCOV VU t tR RP C R RP C-+-==++当1O EEU V=-时，2422422()()()CCEEOVVU t tR RP C R RP C--==++比较器与积分器首尾相连，形成闭环电路，则自动产生方波-三角波。

模拟电子技术课程设计报告简易函数信号发生器姓名：李**，马**班级：**********学号：********************日期：2016.12.28简易信号发生器设计摘要：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。

现在我们通过对函数信号发生器的原理以及构成设计一个能变换出三角波、正弦波、方波的简易发生器。

我们通过对电路的分析，参数的确定选择出一种最适合本课题的方案。

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。

按照设计的方案选择具体的原件，焊接出具体的实物图，并在实验室对焊接好的实物图进行调试，观察效果并与课题要求的性能指标作对比。

最后分析出现误差的原因以及影响因素。

关键字：方案确定、参数计算、调试、误差分析。

一．设计目的：设计构成正弦波、三角波、方波函数信号发生器二．函数发生器总方案：函数发生器的总方案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8038)。

为进一步掌握电路的基本理论及实验调试技术，本课题采用由集成运算放大器与RC振荡电路的方式形成正弦波—方波—三角波函数发生器的设计方法。

产生正弦波、方波、三角波的方案有多种，如首先产生正弦波，然后通过比较器，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—方波，再将三角波变成正弦波或将方波变成正弦波等等。

本课题采用先产生正弦波—方波—三角波，再调整方波的占空比进而实现产生锯齿波的电路设计方法，本课题中函数发生器电路组成框图如下所示：由比较器和积分器组成方波—三角波产转换电路，比较器输出的方波经积分器得到三角波，三角波到锯齿波的变换电路主要由调节占空比来完成。

模拟电子技术基础课程设计报告
设计题目：函数信号发生器
专业年级：
小组成员：
完成时间：
【设计要求】：
不失真地输出正弦波、方波、三角波三种波形，峰峰值都大于6V,频率可连续调节，范围在1KHZ到100KHZ,带负载（100Ω到1KΩ）能力较强。

【设计方案及论证】：
方案一：正弦波采用RC桥式振荡电路，此电路产生的波的频率较低，但基本能满足要求；后接一个比较器输出方波；最后加一个积分电路输出三角波。

所以输出波的顺序是正弦波、方波、三角波：
图
1 波形发生实现框图
方案二：采用单片集成芯片MAX038来设计函数信号发生器。

该信号芯片的主要技术指标：
频率范围：0.1Hz～20MHz
输出信号幅度：2V（峰峰值）
输出波形：正弦波、三角波和矩形波
占空比调节范围：方波占空比可在10%～90%范围内调节
MAX038精度高且频率调节方便，并且能够产生多种波形，是性价比较高的信号发生芯片。

比较方案一和方案二，方案一电路主要由电阻、可变电阻、电容、二极管等组成，成本低，实验室能够比较容易实现，方案二虽然精度高但成本也高，而且需要程序控制，综上所述所以采用方案一。

图2 电源电路实现框图
直流电源的输入为电网电压220V 50Hz交流电，通过变压器降压至电器要求的交流电压，再经整流电路利用二极管的单向导电性将交流电变为单向的脉动直流，再经滤波电路利用电抗性储能元件电容器或电感将脉动直流电压变为平滑的直流电压，最后再经稳压电路稳压使整流滤波后的直流电压在负载电流变化时保持基本不变。

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【电路原理图】：
图3 函数发生电路
图4 电源电路。