【精品】函数信号发生器课程设计报告
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电子技术课程设计实验报告--函数信号发生器函数信号发生器一般用于产生基本的常用信号,如正弦波、三角波、方波等,用于生物、医学、通信、音频和模拟电路调试和测量等。
本文介绍了函数信号发生器的结构和特性,以及利用函数信号发生器实验的操作步骤,对这一实验作了详细介绍。
一、结构和特点函数信号发生器是一款多用途的信号发生器,它是由数字电子芯片和模拟元件组成的,具有输出波形数量多、偏差小、功耗低等特点,它的性能特性好,能产生不同波形信号,灵活多变,具有稳定可靠的输出。
二、实验步骤1、打开万用表,将探头连接输出接口,将万用表切换到 AC 档,设置 200mV 档,同时将频率表中频率调节到 10kHz;2、连接信号发生器,打开电源开关,调节波形类型选择按钮使之处于正弦波,将频率表中频率调节到 10kHz;3、调节占空比调节按钮,可将其调节到饱和状态,观察波形并绘图;4、将频率表中频率再次调节到 10kHz,占空比按钮设置为50%,在衰减平调中调节输出信号,观察波形并绘图;5、按此类推,可实现其他波形的输出,可视性观察波形变化,以此可以了解整体系统性质。
三、实验结果实验中,我用函数信号发生器分别调节了正弦波和相应占空比的三角波和方波,用万用表观察波形的变化,为验证系统的性能,我用万用表测量各调试波形的参数,如电压大小、频率和占空比,结果如下:1、测试的正弦波的频率为:10kHz;占空比为:50%;电压大小为:150mV;在本次实验中,我们通过调节函数信号发生器,成功地验证函数信号发生器能够输出基本的常用信号,如正弦波、三角波、方波等,并通过万用表对其调节参数进行测试,得出的结果与理论设计的基本一致,可以表明函数信号发生器的稳定性、可靠性良好,这证实了函数信号发生器的功能设计正确性及其使用的可行性。
信号发生器课程设计报告HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】目录一、课题名称 (2)二、内容摘要 (2)三、设计目的 (2)四、设计内容及要求 (2)五、系统方案设计 (3)六、电路设计及原理分析 (4)七、电路仿真结果 (7)八、硬件设计及焊接测试 (8)九、故障的原因分析及解决方案 (11)十、课程设计总结及心得体会 (12)一、课题名称:函数信号发生器的设计二、内容摘要:函数信号发生器作为一种常用的信号源,是现代测试领域内应用最为广泛的通用仪器之一。
在研制、生产、测试和维修各种电子元件、部件以及整机设备时,都要有信号源,由它产生不同频率不同波形的电压、电流信号并加到被测器件或设备上,用其他仪器观察、测量被测仪器的输出响应,以分析确定它们的性能参数。
信号发生器是电子测量领域中最基本、应用最广泛的一类电子仪器。
它可以产生多种波形信号,如正弦波,三角波,方波等,因而此次课程设计旨在运用模拟电子技术知识来制作一个能同时输出正弦波、方波、三角波的信号发生器。
三、设计目的:1、进一步掌握模拟电子技术知识的理论知识,培养工程设计能力和综合分析能力、解决问题的能力。
2、基本掌握常用电子电路的一般设计方法,提高电子电路的设计和实验能力。
3、学会运用Multisim仿真软件对所做出来的理论设计进行仿真测试,并能进一步解决出现的基本问题,不断完善设计。
4、掌握常用元器件的识别和测试,熟悉万用表等常用仪表,了解电路调试的基本方法,提高实际电路的分析操作能力。
5、在仿真结果的基础上,实现实际电路。
四、设计内容及要求:1、要求完成原理设计并通过Multisim软件仿真部分(1)RC桥式正弦波产生电路,频率分别为300Hz、1KHz、10KHz、500KHz,输出幅值300mV~5V可调、负载1KΩ。
(2)占空比可调的矩形波电路,频率3KHz,占空比可调范围10%~90%,输出幅值3V、负载1KΩ。
函数信号发生器设计报告目录一、设计要求 .......................................................................................... - 2 -二、设计的作用、目的 .......................................................................... - 2 -三、性能指标 .......................................................................................... - 2 -四、设计方案的选择及论证 .................................................................. - 3 -五、函数发生器的具体方案 .................................................................. - 4 -1. 总的原理框图及总方案 ................................................................. - 4 -2.各组成部分的工作原理 ................................................................... - 5 -2.1 方波发生电路 .......................................................................... - 5 -2.2三角波发生电路 .................................................................... - 6 -2.3正弦波发生电路 .................................................................. - 7 -2.4方波---三角波转换电路的工作原理 ................................ - 10 -2.5三角波—正弦波转换电路工作原理 .................................. - 13 -3. 总电路图 ....................................................................................... - 15 -六、实验结果分析 ................................................................................ - 16 -七、实验总结 ........................................................................................ - 17 -八、参考资料 ........................................................................................ - 18 -九、附录:元器件列表 ........................................................................ - 19 -函数信号发生器设计报告一、设计要求1. 用集成运放组成正弦波、方波和三角波发生器。
目录一、概述 (2)二、技术性能指标 (2)2.1设计内容及技术要求 (2)2.2设计目的 (3)2.3设计要求 (3)三、方案的选择 (3)3.1方案一 (4)3.2方案二 (5)3.3最终方案 (6)四、单元电路设计 (6)4.1矩形波产生电路 (6)4.2三角波产生电路 (9)4.3正弦波产生电路 (11)五、总电路图 (15)六、波形仿真结果 (16)6.1矩形波仿真结果 (16)6.2三角波仿真结果 (17)6.3正弦波仿真结果 (18)6.4三种波形同时仿真结果 (19)七、PCB版制作与调试 (19)结论 (21)总结与体会 (22)致谢 (22)附录1 元件清单 (23)附录2 参考文献 (24)函数信号发生器设计报告一、概述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。
各种波形曲线均可以用三角函数方程式来表示。
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。
例如在通信、广播、电视系统中,都需要射频(高频)发射,这里的射频波就是载波,把音频(低频)、视频信号或脉冲信号运载出去,就需要能够产生高频的振荡器。
在工业、农业、生物医学等领域内,如高频感应加热、熔炼、淬火、超声诊断、核磁共振成像等,都需要功率或大或小、频率或高或低的振荡器。
二、技术性能指标2.1设计内容及技术要求设计并制作一个信号发生器,具体要求如下:1、能够输出正弦波、方波、三角波;2、输出信号频率范围为1——10Hz,10——100Hz;3、输出信号幅值:方波Up-p=24V,三角波Up-p=0——20V,正弦波U>1V;4、波形特征:方波Tr<10s(100Hz,最大输出时),三角波失真系数THD<2%,正弦波失真系数THD<5%;5、电源:±13V直流电源供电;按照以上技术完成要求设计出电路,绘制电路图,对设计的电路用Multisim进行必要的仿真,用PROTEL软件进行制板、焊接,然后对制作的电路完成调试,撰写设计报告测,通过答辩。
淮海工学院课程设计报告书课程名称:电子技术课程设计题目:函数信号发生器学院:电子工程学院学期: 2012-2013-2 专业班级:通信工程111 姓名:彭孟瑶学号: 2011120688函数信号发生器1.引言在人们认识自然、改造自然的过程中,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、快速的被测电路提供所需要的已知信号(各种波形),然后用其它仪表测量感兴趣的参数。
可见信号源在各种实验应用和实验测试处理中,它不是测量仪器,而是根据使用者的要求,作为激励源,仿真各种测试信号,提供给被测电路,以满足测量需要。
波形发生器就是信号源的一种,能够给被测电路提供所需要的波形,传统的波形发生器多采用模拟电子技术,由分立元件或模拟集成电路构成,其电路结构复杂,不能根据实际需要灵活扩展。
随着微电子技术的发展,运用单片机技术,通过巧妙的软件设计和简易的硬件电路,产生数字式的正弦波、方波、三角波、锯齿等幅值可调的信号。
与现有各类型波形发生器比较而言,产生的数字信号干扰小,输出稳定,可靠性高,特别是操作简单方便。
2.设计要求设计一个能够输出正弦波、三角波和矩形波的信号源电路,电路形式自行选择。
输出信号的频率可通过开关进行设定,具体要求如下:输出信号的频率范围为1000~2000Hz,步进为50Hz。
要求输出信号无明显失真,特别是正弦波信号。
图1函数信号发生器方框图3.函数信号发生器的方案3.1 方案一由555定时器组成的多谐振荡器产生方波,然后由积分电路将方波转化为三角波,最后用低通滤波器将方波转化为正弦波。
图2 方波、三角波、正弦波、信号发生器的原理框图但这样的输出将造成负载的输出正弦波波形变形,因为负载的变动将拉动波形的崎变。
3.2方案二先通过RC正弦波振荡电路产生正弦波,再通过电压比较器产生方波,最后通过积分电路形成三角波。
图3 正弦波、方波、三角波信号发生器的原理框图此电路具有良好的正弦波和方波信号。
课程设计与实训报告——课程设计题目:设计和制作一函数信号发生器一、设计方案的选择1、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。
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①。
但是对于三角波的产生则有一定的麻烦,因为题目要求有1000倍的频率覆盖系数,显然对于1000倍的频率变化会有积分时间dt的1000倍变化从而导致输出电压振幅的1000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。
2、方案二利用ICL8038芯片构成8038集成函数发生器。
8038集成函数发生器是一种多用途的波形发生器,可以用来产生正弦波、方波、三角波和锯齿波,其振荡频率可通过外加的直流电压进行调节,所以是压控集成信号产生器。
由于外接电容C的充、放电电流由两个电流源控制,所以电容C两端电压u的变化与时间成线形关系,从而可以获得理想的三角波输出。
c8038电路中含有正弦波变换器,故可以直接将三角波变成正弦波输出。
另外还可以将三角波通过触发器变成方波输出。
该方案的特点是十分明显的:⑴线性良好、稳定性好;⑵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;⑶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;⑷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。
二、函数发生器设计思路由ICL8038引脚图和功能表可以知道,使用ICL8038制作函数发生器,只需在外围搭建简单的电路,并且电路的组成不同可以实现不同的功能,如在4、5号脚上用分压式连接一个滑动变阻器,就可以实现对方波的脉宽、占空比的调节。
同样在7、8号脚上连接可变电阻就可以调节正弦波的频率,在1、12号脚上连接可变电阻可以对正弦波失真进行调节。
ICL8038供电电压,如采用单电源供电时,V+—GND的电压范围+10-+30V;采用双电源供电时,V+ —V-的电压可在±5-±15V内选取。
函数信号发生器实验报告函数信号发生器实验报告引言函数信号发生器是一种广泛应用于电子实验室中的仪器设备,用于产生各种形式的电信号。
本实验旨在通过对函数信号发生器的使用和实验验证,进一步了解信号发生器的原理和应用。
一、实验目的本实验的主要目的是:1. 熟悉函数信号发生器的基本操作;2. 掌握函数信号发生器产生不同形式信号的方法;3. 通过实验验证信号发生器的输出特性。
二、实验原理函数信号发生器是一种能够产生各种形式信号的仪器,其基本原理是通过内部电路将直流电压转换为不同形式的交流信号。
常见的信号形式包括正弦波、方波、三角波等。
三、实验步骤1. 打开函数信号发生器的电源,并将输出连接到示波器的输入端。
2. 调节函数信号发生器的频率、幅度和偏置等参数,观察示波器上的波形变化。
3. 逐步调节函数信号发生器的参数,产生不同形式的信号,并记录下相应的参数设置和观察结果。
4. 将函数信号发生器的输出连接到其他电路中,观察信号在不同电路中的响应情况。
四、实验结果与分析在实验过程中,我们通过调节函数信号发生器的频率、幅度和偏置等参数,成功产生了正弦波、方波和三角波等不同形式的信号。
通过示波器观察到的波形,我们可以看出不同形式的信号在频率和振幅上的差异。
在进一步的实验中,我们将函数信号发生器的输出连接到其他电路中,例如放大电路和滤波电路。
观察到信号在不同电路中的响应情况,我们可以了解到信号发生器在实际应用中的作用和效果。
五、实验总结通过本次实验,我们对函数信号发生器的基本操作和原理有了更深入的了解。
我们学会了如何通过调节函数信号发生器的参数来产生不同形式的信号,并通过连接到其他电路中观察信号的响应情况。
在实验过程中,我们也遇到了一些问题和困难,例如在调节参数时需要注意避免过大的幅度和频率,以免对电路和仪器造成损坏。
此外,我们还需要注意信号发生器的精度和稳定性,以保证实验结果的准确性。
通过本次实验,我们进一步认识到函数信号发生器在电子实验中的重要性和广泛应用。
郑州科技学院模拟电子技术课程设计题目函数信号发生器姓名孙增光专业班级13级电气工程及其自动化4班学号201347105院(系)电气工程学院指导教师周喜完成时间 2015 年 6 月 12 日目录1课程设计的目的 (1)2课程设计的任务与要求 (2)3设计方案与论证 (3)3.1方波、三角波及正弦波的设计 (4)3.2计算机仿真测试 (4)4设计原理及功能说明 (5)5单元电路的设计(计算与说明) (5)6硬件的制作与调试 (5)7总结 (10)参考文献 (15)附录1:总体电路原理图 (18)附录2:元器件清单 (19)1课程设计目的1:进一步巩固熟悉简易函数发生器的电路结构及电路原理并了解波形的转变方式。
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。
2课程设计的任务与要求设计任务:设计一个电路实现方波-三角波-正弦波函数发生器主要技术指标:1)设计、组装、调试函数发生器2)输出波形:正弦波、方波、三角波等3)频率范围:10~100Hz,1000HZ~10KHz4) 输出电压:方波Up-p=6V,三角波Up-p=6V,正弦波U>1V;波形特征:方波tr<10s(1kHz,最大输出时),三角波失真系数THD<2%,正弦波失真系数THD<5%。
软件仿真部分元器件不限,只需元件库有即可,但需要注意合理选取。
3 设计方案与论证3.1 方波、三角波及正弦波的设计图1所示产生方波-三角波电路。
工作原理如下:若a点断开,运算放大器A1与R1、R2及R3、Rp1组成电压比较器图1 方波-三角波产生电路运放A2与R4、RP2、C2及R5组成反相积分器,积分器输入方波时,输出是一个上升速率与下降速率相等的三角波,其波形如图2所示。
图2 方波-三角波波形三角波→正弦波的变换主要由差分放大器来完成。
差分放大器具有工作点稳定,输入阻抗高、抗干扰能力强等优点。
目录1设计的目的及任务1.1 课程设计的目的1.2 课程设计的任务与要求2函数信号发生器的总方案及原理图2.1 电路设计原理框图2.2 电路设计方案设计3 各部分电路设计及选择3.1 方波发生电路的工作原理3.2 方波、三角波发生电路的选择3.3三角波---正弦波转换电路的选择3.4总电路图4 电路仿真与调试4.1 方波---三角波发生电路、三角波---正弦波转换电路的仿真与调试 4.2方波---三角波发生电路、三角波---正弦波转换电路的实验结果5 PCB制版6 设计总结7仪器仪表明细清单8 参考文献1.课程设计的目的和设计的任务1.1 设计目的1.掌握用集成运算放大器构成正弦波、方波和三角波函数发生器的设计方法。
2.学会安装、调试与仿真由分立器件、调试与仿真由分立器件与集成电路组成的多级电子电路小系统。
2.2设计任务与要求:设计一台波形信号发生器,具体要求如下:1.输出波形:方波、三角波、正弦波。
2.频率围:在1 Hz-10Hz,10 Hz -100 Hz,100 Hz -1000 Hz等三个波段。
3.频率控制方式:通过改变RC时间常数手控信号频率。
4.输出电压:方波UP-P≤24V,三角波UP-P=8V,正弦波UP-P>1V。
5.合理的设计硬件电路,说明工作原理及设计过程,画出相关的电路原理图。
6.选用常用的电器元件(说明电器元件选择过程和依据)。
7.画出设计的原理电路图,作出电路的仿真。
8.提交课程设计报告书一份,A3图纸两,完成相应答辩。
2.函数发生器总方案及原理框图图1-1 整体原理框图2.2 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。
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。
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。
.
【电路原理图】:
图3 函数发生电路
图4 电源电路。
函数信号发生器设计报告1.设计目的(1)进一步熟悉和掌握模拟电子电路的设计方法和步骤;(2)进一步理解函数信号发射器的结构、组成及原理,将理论和实践相结合。
2.设计任务(1)已知条件:产生正弦波、方波和三角波,输出频率、幅值可调。
(2)指标要求:输出频率300Hz--10KHz可调,输出幅值30mV-3V可调,输出阻抗小于100欧3.设计要求(1)完成全电路的理论设计;(2)参数的计算和有关器件的选择;(3)完成EDA电路搭建及仿真分析:(4)撰写设计报告一份,A3图纸一张。
报告内容包括:总体方案的选择和设计,各单元电路的选择和设计,参数的计算,系统电路的仿真与分析。
4.参考资料(1)高吉祥主编,电子技术基础实验与课程设计,北京:电子工业出版社,20XX(2)谢云主编,现代电子技术实践课程指导,北京:机械工业出版社,20XX(3)李万臣主编,模拟电子技术基础实验与课程设计,北京:电子工业出版社,20XX(4)李立主编,电工学实验指导,北京:高等教育出版社,20XX目录一、总体方案选择 (3)(一)原理介绍 (3)(二)方案选择 (3)二、单元电路的选择与设计 (4)(一)正弦波发生电路的选择与设计 (4)(二)正弦波—方波转换电路的选择与设计 (7)(三)方波--三角波转换电路的选择与设计 (10)(四)总电路图 (13)三电路仿真 (14)(一)软件介绍 (14)(二)仿真得到的正弦波的波形图 (15)(三)仿真得到的正弦波-方波转换电路的输入和输出波形 (16)(四)仿真得到的方波--三角波转换电路的输入和输出波形 (17)四附录 (18)五心得体会及建议 (19)六参考文献 (20)一总体方案选择(一)原理介绍信号发生器是指产生所需参数的的电测试信号的仪器。
按信号波形可以分为正弦信号、函数(波形)信号、脉冲信号和随机信号发生器等四大类。
信号发生器又称为信号源或振荡器,在生产实践和科技领域中有着广泛应用,各种波形曲线均可以用三角函数方程式来表示。
6《电子技术》课程设计报告函数信号发生器课程设计函数信号发生器摘要在现代电子学的各个领域,常常需要高精度且频率可方便调节的信号发生器。
种波形曲线均可以用三角函数方程式来表示。
能够产生多种波形,如三角波、锯齿波、矩形波(含方波)、正弦波的电路称为函数信号发生器,又名信号源或振荡器。
函数信号发生器与正弦波信号发生器相比具有体积小、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, 有三种波形(方波、三角波和正弦波)可供选择,在生产实践,电路实验,设备检测和科技领域中有着广泛的应用。
该函数信号发生器可产生三种波形,方波,三角波,正弦波,具有数字显示输出信号频率和电压幅值功能,其产生频率信号范围1HZ~100kHZ,输出信号幅值范围0~10V,信号产生电路由比较器,积分器,差动放大器构成,频率计部分由时基电路、计数显示电路等构成。
幅值输出部分由峰值检测电路和芯片7107等构成。
关键词信号发生器、比较器、积分器、555芯片、七段数码显示器、ADC芯片技术要求1. 信号频率范围 1Hz~100kHz;2. 输出波形应有:方波、三角波、正弦波;3. 输出信号幅值范围0~10V;4. 具有数字显示输出信号频率和电压幅值功能。
一、系统综述1.1系统设计思路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(如低频信号函数发生器S101全部采用晶体管),也可以是集成器件(如单片集成电路函数信号发生器ICL8038)。
产生方波、正弦波、三角波的方案也有多种,如先产生方波,再根据积分器转换为三角波,最后通过差分放大电路转换为正弦波。
频率计部分由时基电路、计数显示电路等构成,整形好的三角波或正弦波脉冲输入该电路,与时基电路产生的闸门信号对比送入计数器,最后由数码管可显示被测脉冲的频率。
产生的3种波经过一个可调幅电路,由于波形不断变化,不能直接测出其幅值,得通过峰值检测电路测出峰值(稳定的信号幅值保持不变),然后经过数字电压表(由AD转换芯片CC7107和数码管等组成),可以数字显示幅值。
《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。
函数信号发生器设计报告设计报告:函数信号发生器1.引言函数信号发生器是一种可变频率、可变幅度的仪器,用于产生不同形式的信号,如正弦波、方波、三角波等。
在电子设备测试和实验中,函数信号发生器被广泛应用于信号调制、滤波、频谱分析等领域。
本设计报告将介绍一个基于数字信号处理技术的函数信号发生器的设计原理、硬件设计和软件实现。
2.设计原理函数信号发生器的核心原理是利用数字信号处理技术产生不同形式的信号。
首先,通过一个高精度的时钟源产生一个固定频率的时钟信号。
然后,根据用户的设置或选择,通过计算得到一个相应频率的正弦波、方波或三角波等信号。
最后,通过一个数模转换器将数字信号转换为模拟信号输出。
3.硬件设计3.1时钟源为了保证信号的稳定性和精确性,我们采用了一个高精度的晶振作为时钟源,并通过锁相环电路将其锁定在所需的频率上。
3.2数字信号处理器为了实现信号的生成和调节,我们选用了一款性能强大的数字信号处理器(DSP)。
该DSP具有高速运算能力和丰富的算法库,可以实现信号的运算和变换。
3.3数模转换器为了将数字信号转换为模拟信号输出,我们选择了一款高性能的数模转换器。
该数模转换器可以将数字信号转换为模拟信号,并具有较高的分辨率和抗干扰能力。
4.软件实现4.1界面设计4.2程序算法程序算法是实现信号生成和调节的核心部分。
通过对用户设置的信号频率和参数进行处理,根据相应的算法生成相应的信号波形,并通过数模转换器输出。
5.性能评估为了实现高性能的信号生成,我们需要进行性能评估。
通过测试不同频率下信号的稳定性、失真度和抗干扰能力等指标,评估函数信号发生器的性能,并进行相应调整和改进。
6.结论通过基于数字信号处理技术的函数信号发生器的设计和实现,我们可以实现高性能、高精度的信号生成和调节。
这对于电子设备测试和实验具有重要意义,并在实际应用中具有广阔的前景。
函数信号发生器课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解函数信号发生器的原理与功能,掌握其基本组成部分及其作用。
2. 掌握使用函数信号发生器产生常见波形(如正弦波、方波、三角波等)的方法。
3. 学会读取和解释函数信号发生器显示的波形参数,如频率、幅度、相位等。
技能目标:1. 能够独立操作函数信号发生器,进行基本波形的设置与调整。
2. 能够运用函数信号发生器设计简单的信号处理电路,并进行调试。
3. 培养学生动手实践能力,学会使用函数信号发生器解决实际问题的方法。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对电子技术的兴趣,激发他们探索科学原理的精神。
2. 增强学生的团队合作意识,培养他们在实践过程中互帮互助、共同进步的精神。
3. 培养学生严谨、务实的学习态度,使他们认识到实践操作中规范操作的重要性。
课程性质:本课程为电子技术学科的课程设计,以实践操作为主,理论讲解为辅。
学生特点:学生处于高中年级,具有一定的电子技术基础,对实践操作充满兴趣。
教学要求:结合学生特点,注重理论与实践相结合,强调动手实践能力的培养。
通过课程设计,使学生将所学知识应用于实际电路设计中,提高他们的综合运用能力。
同时,关注学生的情感态度价值观的培养,使他们形成积极向上的学习态度。
课程目标的分解与实施将贯穿于整个教学设计和评估过程,以确保学生达到预期学习成果。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下三个方面:1. 函数信号发生器原理及功能:介绍函数信号发生器的基本原理、组成部分、工作方式及其在电子技术中的应用。
- 教材章节:第五章第三节“函数信号发生器”- 内容列举:原理讲解、组成部分、波形种类、应用领域2. 函数信号发生器操作与使用:学习如何操作函数信号发生器,掌握各种波形参数的设置与调整方法。
- 教材章节:第五章第四节“函数信号发生器的使用”- 内容列举:面板介绍、操作步骤、参数设置、波形观察3. 函数信号发生器应用案例:通过实际案例,让学生学会使用函数信号发生器解决实际问题,培养动手实践能力。
【精品】函数信号发生器课程设计报告
函数信号发生器课程设计报告
摘要:本课程设计主要是设计一台函数信号发生器,它在从低频(如Sine)到较高频(如Square)常用波形之间能够进行切换,常用于电子仪器和测量检测中,用来给装置注入一定形态的信号,以辅助检测装置的有效性,稳定性,精度等特性。
该设备采用
STM32F030F4P6单片机,使用1602液晶屏显示函数状态,用HD74HC4040电路分频输出指
定期望频率,使用R-2R电路控制EPWM波形从正弦波到脉冲波,满足多种测试状况下的需求。
本系统实现调整频率的功能,使用户可以设置函数发生器的频率,因此满足用户的不
同要求。
关键词: STM32F030F4P6; 1602液晶屏; HD74HC4040 电路; R-2R 电路; PWM 波形
一、简介
函数信号发生器是一种常用的信号发生器,可以产生多种类型的波形。
包括正弦波、
三角波、方波、脉冲波和梯形波等等,其应用广泛,比如在检测仪表中,可以用来观察测
量仪表的工作状态,以便于分析测量仪表的特性,进而排除故障。
此外,函数信号发生器
通常也可以用在动态信号检测中,对电机、变压器和泵等,进行性能检测和控制应用,也
可用来做为一种测试应用,来控制和验证电子设备性能,在现在的电子技术发展中,函数
信号发生器扮演重要的作用。
二、设计实现
设计本次函数信号发生器主要任务是实现指定期望频率信号的输出,并对多种波形满
足需求。
主要设备相关技术如下:
(一)STM32F030F4P6单片机
STM32F030F4P6单片机,采用ARM 32位内核设计,使用Cortex-M0指令集,配备有SYSTICK时钟,PWM波形输出,I2C接口,满足调整函数信号发生器指定频率和波形的要求。
(二)1602液晶屏
它的主要功能是显示函数发生器的状态,如频率,波形,用户可以通过屏幕上的提示,清楚的了解函数发生器当前的实时状态,使用比较简单。
(三) HD74HC4040 电路
使用 HD74HC4040 电路进行分频输出,可以实时调整输出信号的频率。
(四)R-2R 电路
使用R-2R电路进行PWM调制,可以从正弦波到方波、脉冲波等形态的状态,会通过PWM调制实现相应波形的变换,以满足不同测试的要求。
三、测试
(一)电压的测试
分别测试电源线路的电压和STM32F030F4P6单片机工作电压,以保证系统整体的安全运行。
(二)频率测试
控制系统工作在期望速率下,使用频谱分析仪检测输出信号的频率,确保系统可以调整到指定的波形频率。
(三)波形测试
使用万用表检测输出信号的形态,包括正弦波、三角波、方波和脉冲等,确保系统可以在正确的偏移量下正确的输出不同类型的波形。
四、结论
本次的课程设计完成了函数信号发生器的全部设计,设计的信号发生器可以实现从低频到较高频波形的调制转换,达到测量仪表状态检测,电机等动态信号检测,以及设备性能验证的目的。
整个设计要求符合相关设备的安全规范,设计计算简单,性能可靠,经过测试,输出信号符合要求,系统稳定性高。