简单正弦信号发生器设计实验报告

简易函数信号发生器设计报告一、引言信号发生器作为一种测试设备，在工程领域具有重要的应用价值。

它可以产生不同的信号波形，用于测试和调试电子设备。

本设计报告将介绍一个简易的函数信号发生器的设计方案。

二、设计目标本次设计的目标是：设计一个能够产生正弦波、方波和三角波的函数信号发生器，且具有可调节频率和幅度的功能。

同时，为了简化设计和降低成本，我们选择使用数字模拟转换（DAC）芯片来实现信号的输出。

三、设计原理1.信号产生原理正弦波、方波和三角波是常见的函数波形，它们可以通过一系列周期性的振荡信号来产生。

在本设计中，我们选择使用集成电路芯片NE555来产生可调节的方波和三角波，并通过滤波电路将其转换为正弦波。

2.幅度调节原理为了实现信号的幅度调节功能，我们需要使用一个可变电阻，将其与输出信号的放大电路相连。

通过调节可变电阻的阻值，可以改变放大电路的放大倍数，从而改变信号的幅度。

3.频率调节原理为了实现信号的频率调节功能，我们选择使用一个可变电容和一个可变电阻，将其与NE555芯片的外部电路相连。

通过调节可变电容和可变电阻的阻值，可以改变NE555芯片的工作频率，从而改变信号的频率。

四、设计方案1.正弦波产生方案通过NE555芯片产生可调节的方波信号，并通过一个电容和一个电阻的RC滤波电路，将方波转换为正弦波信号。

2.方波产生方案直接使用NE555芯片产生可调节的方波信号即可。

3.三角波产生方案通过两个NE555芯片，一个产生可调节的方波信号，另一个使用一个电容和一个电阻的RC滤波电路，将方波转换为三角波信号。

五、电路图设计设计的电路图如下所示：[在此插入电路图]六、实现效果与测试通过实际搭建电路，并连接相应的调节电位器，我们成功地实现了信号的幅度和频率调节功能。

在不同的调节范围内，我们可以得到稳定、满足要求的正弦波、方波和三角波信号。

七、总结通过本次设计，我们成功地实现了一个简易的函数信号发生器，具有可调节频率和幅度的功能。

实验一 正弦信号发生器本实验指导演示了一个简单的正弦信号发生器在QuartusII 上的实现。

通过这个实验，旨在演示利用QuartusII 开发数字电路的基本流程和QuartusII 软件的相关操作，并借此介绍QuartusII 的软件界面。

通过此实验开始逐步了解SOPC 的硬件开发平台；开始学习系统设计的全过程，重点掌握：模块配置、时序仿真和编译综合等主要环节。

我们还针对NiosII 的实验板，实现了本实验所示硬件模块的相关配置工作以及下载和实现。

实验条件：ALTERA DE Ⅱ开发实验平台QuartusII 6.0一、设计原理下图所示为正弦信号发生器的结构，共由4个部分组成：顶层文件singt.vhd 在FPGA 中实现两个部分：1、6位计数器产生地址信号；2、存储正弦信号（6bits 地址线，8bits 数据线）的ROM ，由LPM_ROM 模块实现，LPM_ROM 模块底层由FPGA 的EAB 、ESB 或M4K 来实现。

地址发生器的时钟频率CLK 假设为f0，这里我们设定的地址发生器为6bit ，则周期为26＝64，所以一个正弦周期内可以采样64个点，DAC 后的输出频率f 为：64/0f f =我们可以如下生成sin 数据以用于查找表，双、单极性Sin(x)数据波形可如下：x = round （（sin （linspace （0,2*pi,64））+1）*127.5）； VHDL 顶层设计 singt.vhd6位计数器（地址发生器） Sin 数据存储ROM 8位DAC所要得到的单极性信号波形。

二、实验步骤1、工程创建1.1 建立工程进入QuartusII开发软件，选择File，点击New Project Wizard。

弹出工程向导对话框，选择Next1.2 输入存放工程及其相关设计文件的文件夹：指定“工程名”和工程对应的“顶层设计实体名”。

这里我们将工程名和顶层设计实体名都取作“lab1”，再点击Next。

信号发生器设计与实现实验报告实验报告：信号发生器的设计与实现一、引言信号发生器是一种能够产生各种类型的电信号的仪器，广泛应用于电子测量、通信系统调试、音频设备测试等领域。

本实验旨在设计并实现一个简单的信号发生器，以产生多种类型的电信号，并对其进行相应的测试和分析。

二、设计与实现1. 设计思路信号发生器的设计主要包括以下几个方面的考虑：信号类型的选择、频率范围的确定、输出幅度的调节以及相关控制电路的设计。

在信号类型的选择上，常见的信号类型有正弦波、方波、三角波等。

根据实际需求，本实验选择了正弦波和方波两种信号类型进行设计。

频率范围的确定需要考虑实际应用中最低和最高频率的要求。

在本实验中，我们选择了10Hz到10kHz的频率范围。

输出幅度的调节可以通过控制信号发生器的增益来实现。

本实验采用了可调电阻来控制输出信号的幅度。

相关控制电路的设计包括频率选择电路、幅度调节电路等。

这些电路的设计需要根据信号发生器的具体要求进行选择和设计。

2. 电路设计2.1 正弦波发生电路正弦波发生电路的设计采用了著名的Wien桥电路。

这个电路能够通过调节电容和电阻的比例来产生不同频率的正弦波信号。

2.2 方波发生电路方波发生电路的设计采用了555定时器作为主要的控制元件。

通过控制555的触发电平和放电电平，可以产生不同频率的方波信号。

3. 系统实现根据上述设计思路和电路设计，我们完成了信号发生器的系统实现。

通过逐步调试和优化，确保了系统的正常运行和性能的稳定。

三、实验结果与分析1. 正弦波信号测试通过将信号发生器接入示波器，我们成功地产生了频率为1kHz的正弦波信号。

通过示波器的显示，我们可以清晰地观察到正弦波的周期、幅度和波形等特征。

2. 方波信号测试通过将信号发生器接入示波器，我们成功地产生了频率为5kHz的方波信号。

通过示波器的显示，我们可以清晰地观察到方波的上升时间、下降时间和占空比等特征。

四、实验总结通过本次实验，我们设计并实现了一个简单的信号发生器，能够产生正弦波和方波两种类型的信号。

基于DAC的正弦信号发生器一．实验原理把一个周期内的正弦信号抽样256份，基于2的8次方等于256.利用DAC芯片将数字信号转换为模拟信号，再输出到示波器上显示。

因为时钟是固定的50M的，所以示波器输出的波形是固定的193.2KHz，因为50M除以256（256个点）大约等于193.2。

二、主要部分原理1、头文件，其主要有两模块构成。

AHDL语言代码如下：Dao是输出的模拟信号2、提取抽样值部分的模块：module sine256(addr,q);input [7:0]addr;output [7:0]q;reg [7:0]q;always @(addr) begincase(addr)0 :q<=8'D127; 1 :q<=8'D130; 2 :q<=8'D133; 3 :q<=8'D136;4 :q<=8'D139;5 :q<=8'D143;6 :q<=8'D146;7 :q<=8'D149;8 :q<=8'D152; 9 :q<=8'D155; 10 :q<=8'D158; 11 :q<=8'D161;12 :q<=8'D164; 13 :q<=8'D167; 14 :q<=8'D170; 15 :q<=8'D173;16 :q<=8'D176; 17 :q<=8'D178; 18 :q<=8'D181; 19 :q<=8'D184;20 :q<=8'D187; 21 :q<=8'D190; 22 :q<=8'D192; 23 :q<=8'D195;………………………………………………………………………………………………………………….216 :q<=8'D21; 217 :q<=8'D23; 218 :q<=8'D25; 219 :q<=8'D27;220 :q<=8'D29; 221 :q<=8'D31; 222 :q<=8'D33; 223 :q<=8'D35;224 :q<=8'D37; 225 :q<=8'D39; 226 :q<=8'D42; 227 :q<=8'D44;228 :q<=8'D46; 229 :q<=8'D49; 230 :q<=8'D51; 231 :q<=8'D54;232 :q<=8'D56; 233 :q<=8'D59; 234 :q<=8'D62; 235 :q<=8'D64;236 :q<=8'D67; 237 :q<=8'D70; 238 :q<=8'D73; 239 :q<=8'D76;240 :q<=8'D78; 241 :q<=8'D81; 242 :q<=8'D84; 243 :q<=8'D87;244 :q<=8'D90; 245 :q<=8'D93; 246 :q<=8'D96; 247 :q<=8'D99;248 :q<=8'D102; 249 :q<=8'D105; 250 :q<=8'D108; 251 :q<=8'D111;252 :q<=8'D115; 253 :q<=8'D118; 254 :q<=8'D121; 255 :q<=8'D124; endcaseendendmodule因为DAC芯片的输入值不能为负数，所以代码全部向上移，使正弦信号的最低点恰好为0。

简易函数信号发生器的设计报告设计报告：简易函数信号发生器一、引言函数信号发生器是一种可以产生各种类型函数信号的设备。

在实际的电子实验中，函数信号发生器广泛应用于工程实践和科研领域，可以用于信号测试、测量、调试以及模拟等方面。

本文将着重介绍一种设计简易函数信号发生器的原理和方法。

二、设计目标本设计的目标是实现一个简易的函数信号发生器，能够产生包括正弦波、方波和三角波在内的基本函数信号，并能够调节频率和幅度。

同时，为了提高使用方便性，我们还计划增加一个显示屏，实时显示当前产生的信号波形。

三、设计原理1.信号源函数信号发生器的核心是信号发生电路，由振荡器和输出放大器组成。

振荡器产生所需的函数信号波形，输出放大器负责放大振荡器产生的信号。

2.振荡器为了实现多种函数波形的产生，可以采用集成电路作为振荡器。

例如，使用集成运算放大器构成的和差振荡器可以产生正弦波，使用施密特触发器可以产生方波，使用三角波发生器可以产生三角波。

根据实际需要，设计采用一种或多种振荡器来实现不同类型的函数信号。

3.输出放大器输出放大器负责将振荡器产生的信号放大到适当的电平以输出。

放大器的设计需要考虑到信号的频率范围和幅度调节的灵活性。

4.频率控制为了能够调节信号的频率，可以采用可变电容二极管或可变电阻等元件来实现。

通过调节这些元件的参数，可以改变振荡器中的RC时间常数或LC谐振电路的频率，从而实现频率的调节。

5.幅度控制为了能够调节信号的幅度，可以采用可变电阻作为放大电路的输入阻抗，通过调节电阻阻值来改变信号的幅度。

同时，也可以通过增加放大倍数或使用可变增益放大器来实现幅度的控制。

四、设计步骤1.确定电路结构和信号发生器的类型。

根据功能和性能需求，选择合适的振荡器和放大器电路，并将其组合在一起。

2.根据所选振荡器电路进行参数计算和元件的选择。

例如，根据需要的频率范围选择适合的振荡器电路和元件，并计算所需元件的数值。

3.设计输出放大器电路。

南阳理工学院计算机与信息工程学院软硬件专业大实验总结报告题目：正弦波信号发生器设计与分析*名：***学号：************专业：通信工程学院：计算机与信息工程学院指导教师：***起止日期： 11.11.14—12.01.06南阳理工学院计算机与信息工程学院软硬件专业大实验任务书实践题目正弦波信号发生器设计与分析学生姓名通信工程班级2010060802 学号104060820058指导教师徐春雨职称讲师实践地点通信工程试验中心实践日期2011年11月14日起至2012年1月6日选题的目的：精确地输出正弦波、调幅波、调频波、PSK、ASK等信号及保证信号的高可靠性，设计出一种新型的正弦信号发生器。

以可编程逻辑器件CPLD和单片机A T89S52为基础，采用数字频率合成DDS技术实现频率合成功能，结合高速D/A器件AD9713使得输出频率维持在1 k~10 MHz范围内，步进为100 Hz，通过对CPLD采用相应的数字控制算法实现调频FM，调幅AM和键控PSK、ASK数字调制功能。

技术要求：（1）正弦波输出频率范围 1 kHz～10 MHz。

（2）具有频率设置功能，频率步进100 Hz。

（3）输出信号频率稳定度优于10-4。

（4）输出电压幅度在50 Ω负载电阻上的电压峰-峰值V opp≥1 V。

（5）失真度用示波器观察时无明显失真。

进度安排：2011年11月14日——2011年11月27日可行性研究、需求分析2011年11月28日——2011年12月11日总体设计2011年12月12日——2011年12月25日详细设计2011年12月26日——2012年01月01日系统调试、测试2012年01月02日——2012年01月06日撰写实训报告主要参考资料：[1]樊昌信曹丽娜通信原理国防工业出版社（第六版）2010[2]陈怀琛等.MATLAB及在电子信息课程中的应用.北京:电子工业出版社,2003。

桂林电子科技大学EDA技术及应用实验报告（实验八）实验名称：正弦波信号发生器生命与环境科学学院生物医学工程作者：学号：实验日期：2012年10月22日一、实验目的1、进一步熟悉quartustwo及其LPM_ROM与FPGA硬件资源的使用方法。

2、掌握逻辑分析仪的使用方法。

二、实验内容采用原理图输入的方法，在quartus two 上完成正弦信号发生器的设计，包括仿真和使用逻辑分析仪对其进行分析。

三、实验原理图如图所示，为正弦波发生器的模块化结构，该信号发生器由计数器或地址发生器和正弦波信号数据ROM组成。

结构图中，地址发生器由7位计数器担任，正弦数据ROM有7位地址线，8位数据线，含128个8位数据（一个周期）。

地址发生器的时钟clk的输入频率f0与每周期的波形数据点数（在此选择128点），以及输出的频率f的关系是：f=f0/128，正弦信号数据的采样率是128，即clk频率为正弦信号频率的128倍。

硬件实现：首先设计一个ROM，用来存放正弦函数的幅度数据；用一个计数器来指定ROM地址的增加，输出相应的幅度值。

这样在连续的时间内显示的就是一个完整的正弦波形。

ROM和计数器都可以通过quartus 自带的IP模块生成。

四、实验步骤新建工程->新建Block Diagram/Schematic File->绘制原理图，其中count为7位计数器（地址发生器），como为正弦波存储ROM。

->新建memory initializtion file,输进需要在ROM 中存储的数据。

保存文件，命名为sin.mif.其中存储的数据为：五、实验仿真六、逻辑分析仪的使用新建逻辑分析仪文件，设置端口选择时钟触发信号：选择激励信号：选择需要观察的信号：保存，编译，下载到硬件。

点击，运行逻辑分析仪，即可以得到分析结果。

七、硬件验证用示波器接上信号输出端，观察信号。

八、实验结果1、逻辑分析仪上显示正弦波。

制作一个正弦信号发生器的设计
一、正弦信号发生器的概念
正弦信号发生器是一种可以产生所需频率的正弦波信号的设备，可以
帮助开发者测量和分析频率特性，也可以用于相关系统的诊断。

正弦信号
发生器可以产生指定频率的正弦波形，以满足不同系统的需求。

它也可以
通过波形对比法进行精确的波形测量，用于分析电子系统特性。

（1）电路设计
正弦信号发生器的电路设计主要有两种：一种是基于模拟电路的设计，另一种是基于数字电路的设计。

（1）模拟电路
模拟电路设计采用的是电路模块，主要有振荡器、滤波器、缓冲器和
调制电路。

（a）振荡器
振荡器主要由振荡电路和调整元件组成，振荡器的作用是形成振荡的
正弦波，以满足信号发生器产生不同频率的要求。

（b）滤波器
滤波器的作用是滤除振荡器产生的额外噪声，以得到纯净的正弦信号。

（c）缓冲器
缓冲器的主要作用是将振荡器的正弦波输出，缓冲器的作用是减少信
号失真，使正弦波更加完美。

（d）调制电路
调制电路的作用是对信号发生器产生的正弦波进行调制，使其能够输出更加稳定的信号频率。

（2）数字电路
采用数字电路设计的正弦信号发生器。

信号发生器设计一、设计任务设计一信号发生器，能产生方波、三角波和正弦波并进行仿真。

二、设计要求基本性能指标：(1)频率范围100Hz~1kHz；(2)输出电压：方波U p-p≤24V，三角波U=6V，正弦波U p-p>1V。

p-p扩展性能指标：频率范围分段设置10Hz~100Hz, 100Hz~1kHz，1kHz~10kHz；波形特性方波t r<30u s（1kHz，最大输出时）用仪器测量上升时间，三角波r△<2%，正弦波r<5%。

（计算参数）～三、设计方案信号发生器设计方案有多种，图1是先产生方波、三角波，再将三角波转换为正弦波的组成框图。

图1 信号发生器组成框图主要原理是：由迟滞比较器和积分器构成方波——三角波产生电路，三角波在经过差分放大器变换为正弦波。

方波——三角波产生基本电路和差分放大器电路分别如图2和图4所示。

图2所示，是由滞回比较器和积分器首尾相接形成的正反馈闭环系统，则比较器A1输出的方波经积分器A2积分可得到三角波，三角波又触发比较器自动翻转形成方波，这样即可构成三角波、方波发生器。

其工作原理如图3所示。

图2 方波和三角波产生电路图3 比较器传输特性和波形利用差分放大器的特点和传输特性，可以将频率较低的三角波变换为正弦波。

（差模传输特性）其基本工作原理如图5所示。

为了使输出波形更接近正弦波，设计时需注应接近晶体意：差分放大器的传输特性曲线越对称、线性区越窄越好；三角波的幅值Vm管的截止电压值。

图4 三角波→正弦波变换电路图5 三角波→正弦波变换关系在图4中，RP1调节三角波的幅度，RP2调整电路的对称性，并联电阻RE2用来减小差分放大器的线性区。

C1、C2、C3为隔直电容，C4为滤波电容，以滤除谐波分量，改善输出波形。

取Ic2上面的电流（看输出）波形发生器的性能指标：①输出波形种类：基本波形为正弦波、方波和三角波。

②频率范围：输出信号的频率范围一般分为若干波段，根据需要，可设置n个波段范围。

电子设计报告正弦信号发生器设计小组成员院系名称专业名称班级二○一四年 7 月 17 日正弦信号发生器设计内容提要：本次设计是基于FPGA与DSP设计与制作的一个正弦信号发生器，结合了EDA 技术与直接数字频率合成（DDS）技术。

EDA技术是现代电子设计技术的核心，DDS技术是最为先进的频率合成技术，具有频率分辨率高、频率切换速度快、相位连续、输出相位噪声低等许多优点。

我们利用EDA技术，简历正弦信号DDS产生的模型，编写源程序，产生输出频率1Hz-10MHz的正弦波。

在设计中，我们使用FPGA开发板构造直接数字频率合成器（DDS）产生正弦信号，再通过DSP来控制产生的正弦信号的频率。

经过DDS输出的正弦信号通过低通滤波器与宽带放大器之后就可以输出频率与幅度均达到要求的正弦信号。

通过查阅资料，提出了符合FPGA的正弦信号发生器设计方案并且通过QUARTUS II软件进行设计实现，DDS由相位累加器和正弦ROM查找表两个功能块组成,其中ROM查找表由宏功能模块LPM_ROM来实现。

在了解了EDA技术的相关知识与DDS技术的工作原理、电路结构，及设计的思路和实现方法的基础上。

经过仿真测试，设计可以达到技术要求。

关键词：FPGA 直接数字频率合成（DDS）正弦信号 DSP目录1. 方案设计与论证 (1)1.1 正弦信号输出方案设计与论证 (1)1.2 宽带放大器方案设计与论证 (1)2. 硬件电路设计 (2)2.1宽带放大器设计 (2)2.2 DA转换电路设计 (4)2.3低通通滤波器设计 (4)3. 软件设计 (4)3.1有关直接数字频率合成器（DDS） (4)3.2 软件总体框图 (5)4. 参考文献 (6)正弦信号发生器设计报告1.方案设计与论证1.1 正弦信号输出方案设计与论证方案一：采用分立元件模拟直接合成来产生正弦波，这种方法的优点是转换速度快，频率分辨率高，缺点是转换的量程要靠手动来实现，体积大难以集成，而且可靠性和准确度都比较低，很难得到提高。