简易函数信号发生器的设计报告

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；

课程设计(论文)

题 目 简易正弦信号发生器设计

学院名称 电气工程学院

指导教师

职 称

班 级

学 号

学生姓名

2016年 10 月 10 日

i

南 华 大 学

课程设计（论文）任务书

学 院： 电气工程学院

题 目： 简易正弦信号发生器设计

起 止 时 间：2016年9月10日 至 2016年10月10日

学 生 姓 名：

专 业 班 级：

指 导 教 师：

教研室主 任：

院 长：

2016 年 10 月 10 日

ii 1．课程设计的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）：

(1)技术要求：

1. 采用分立元件或者集成元件模块完成简易正弦信号发生器原理图设计

2. 完成原理图仿真(可选用Multisim)

3. 完成实物制作

(2)工作要求：

①查阅参考文献，利用高频电子线路基本理论，分析系统工作原理，设计系统方框图；

②掌握计算机辅助设计方法，利用Multisim等软件进行仿真设计，具备独立设计能力；

③掌握电子电路安装调试技术，选择合适的元器件搭接实际电路，掌握电路的测试和故障排除方法，提高分析问题和解决问题的能力。

2．对课程设计成果的要求〔包括图表（或实物）等硬件要求〕：

设计系统方框图，对系统方框图进行仿真，分析实验结果。撰写设计说明书，书写格式规范，语言流畅简洁，文字不得少于3000字。要求图表清晰，分析通彻，有理有据。

3．主要参考文献：

[1] 黄智伟．全国大学生电子设计竞赛技能训练[M]．北京：北京航空航天大学出版社，2007.

毕业设计（论文）开题报告

题目 函数信号发生器

专 业 名 称 电子信息工程

班 级 学 号 *********

学 生 姓 名 蔡伟攀

指 导 教 师 邓洪峰

填 表 日 期 2015 年 3 月 25 日

说 明

开题报告应结合自己课题而作，一般包括：课题依据及课题的意义、国内外研究概况及发展趋势（含文献综述）、研究内容及实验方案、目标、主要特色及工作进度、参考文献等内容。以下填写内容各专业可根据具体情况适当修改。但每个专业填写内容应保持一致。一、选题的依据及意义

1.选题依据

信号发生器（signal generator）又称信号源或振荡器，是输出供给量，产生频率、幅度、波形等主要参数都可调的信号，用于测量的信号发生器指的是能够产生不同频率、不同幅度的规则或不规则的信号源，在电子系统的测量、实验、校准和维护中的得到广泛的应用。能够产生多种波形，如三角波、锯齿波、矩形波（含方波）、正弦波甚至任意波形，各种波形曲线均可用三角函数方程式表示。如在制作和调试音频功率放大器时，就需要人为的输入一个标准音频信号，才能测量功率放大器的输出，得到功率放大器的相关参数，此时要用到的这个标准音频信号就是由信号发生器提供的，可见信号发生器的应用很广。信号发生器其作用是：测量网络的幅频特性、相频特性；测量网络的瞬态响应；测量接收机；测量元件参数等。

信号源可以分为通用和专用两种，通用信号源包括:正弦信号源、脉冲信号源、函数信号源、高频信号源、噪声信号源；专用信号源包括：电视信号源、编码脉冲信号源。信号发生器根据输出波形可以分为：正弦信号发生器、函数信号发生器、脉冲信号发生器和噪声信号发生器。

（1)正弦信号发生器

主要用于测量电路和系统的频率特性、非线性失真、增益及灵敏度等。按照其不同性能和用途还可以分为低频（20Hz~10MHz）信号发生器、高频（100kHz~300MHz）信号发生器、微波信号发生器、扫频和程控发生信号发生器、频率合成式信号发生器等。

简易信号发生器设计制作

一、训练目的

（1）掌握正弦波、三角波、矩形波和方波发生电路的工作原理；

（2）学会正弦波、三角波、矩形波和方波发生电路的设计方法；

（3）进一步熟悉电子线路的安装、调试、测试方法。

二、工作原理

正弦波、三角板、矩形波是电子电路中常用的测试信号，如测试放大器的增益、通频带等均要用到正弦信号作为测试信号。下面分别介绍产生这三种信号电路结构和工作原理。

1．正弦信号发生器

正弦信号的产生电路形式比较多，频率较低时常用文氏电桥振荡器，图7-1为实用文氏电桥振荡电路。图中R1、R2、R3、RW2构成负反馈支路，二极管D1、D2构成稳幅电路，C2、R11（或R12或R13）、C1、R21（或R22或R23）串并联电路构成正反馈支路，并兼作选频网络。调节电位器RW2可以改变负反馈的深度，以满足振荡的振幅条件和改善波形。二极管D1、D2要求温度稳定性好，特性匹配以确保输出信号正负半周对称，R4接入用以消除二极管的非线性影响，改善波形失真。如K1接电阻R11、K2接R21，并且R11= R21=R，C1= C2=C，则电路的振荡频率为：

12fRC （7-1）

起振的幅值条件：

11fvRAR （7-2）

图7-1 正弦信号发生器

通过调整RW2可以改变电路放大倍数，能使电路起振并且失真最小。该电路可通过开关K1、K2选择不同的电阻以得到不同频率的信号输出。

2．方波和矩形波发生器 Rf 方波发生电路如图7-2，其基本原理是在滞回比较器的基础上增加了由R4和C1构成的积分电路，输出电压通过该积分电路送人到比较器的反相输入端。其中R3 、DZ1和DZ2构成双向限幅电路，这样就构成了方波发生器电路，其工作原理如下：

假设在接通电源瞬间，输出电压ov为ZV(稳压二极管DZ1、DZ2额定工作时的稳压值)，这时比较器同相端的输入电压为