课程设计（论文）题目：多种波形发生器
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目录
第1章多种波形发生器设计方案论证 (1)
多种波形发生器的应用意义 (1)
多种波形发生器设计的要求及技术指标 (1)
设计方案论证 (2)
总体设计方案框图及分析 (3)
第2章多种波形发生器各单元电路设计 (4)
直流稳压电源电路设计 (4)
方波-三角波电路设计 (6)
三角波-正弦波电路设计 (8)
第3章多种波形发生器整体电路设计 (9)
整体电路图及工作原理 (9)
电路参数计算 (10)
整机电路性能分析 (12)
第4章设计总结 (12)
参考文献 (12)
附录：器件清单 (13)
第1章多种波形发生器设计方案论证
多种波形发生器的应用意义
多种波形发生器可以说室电子领域最为实际，最为基础，最为广泛的器材，这次设计的发生器需要发出正弦波、方波、三角波。函数发生器作为一种常用的信号源，是现代信号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，都需要有信号源，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，因而广泛应用于通信、雷达、导航、宇航等领域。所以各种波形发生器的设计是一个与实际应用最密切，最重要的任务
多种波形发生器设计的要求及技术指标
（一）设计要求：
1 .分析设计要求，明确性能指标。必须仔细分析课题要求、性能、指标及应用环境等，广开思路，构思出各种总体方案，绘制结构框图。
2 .确定合理的总体方案。对各种方案进行比较，以电路的先进性、结构的繁简、成本的高低及制作的难易等方面作综合比较，并考虑器件的来源，敲定可行方案。
3 .设计各单元电路。总体方案化整为零，分解成若干子系统或单元电路，逐个设计。
4.组成系统。在一定幅面的图纸上合理布局，通常是按信号的流向，采用左进右出的规律摆放各电路，并标出必要的说明。
（二）功能要求：
1.输出的各种波形工作频率范围～1kHz连续可调。
2.正弦波幅值±10V，失真度小于％。
3.方波幅值±10V。
4.三角波峰峰值20V；各种输出波形幅值均连续可调。
设计方案论证
（一）波形产生电路方案构思与论证：
方案1：可以用正弦振荡器产生正弦波输出，然后通过整形电路将正弦波变换成方波，再用积分电路将方波变换成三角波输出。
图方案1原理框图
该方案结构简单，具有较好的正弦波和方波信号，要通过积分器电路产生同步的三角波，存在一定的困难。原因是积分电路的积分常数通常是不变的，而随着方波信号
频率的改变，积分电路输出三角波幅度将同时改变。若要保持三角波输出幅度不变，则须同时改变积分时间常数的大小。
方案2：可以先用比较器产生方波输出，方波经积分电路可得到三角波输出，利用折线近似法三角波变换为正弦波输出。
图方案2原理框图
该电路方波——三角波产生电路视为一体，因为比较器A1与积分器A2组成正反馈闭电路。集成运放构成电压比较器，输出方波信号，运放构成积分器，将方波变换成三角波输出。三角波——正弦波电路的转换可以通过折线法来实现，而且实际效果要优于理论。
方案3：随着集成制造技术的不断发展，信号发生器已被制造成集成专用集成电路。利用单片函数发生器5G8038、集成振荡 555 等。可灵活地组成各种波形产生电路。考虑到该方案的器件来源，舍弃该方案。因此，考虑题目选择了方案2
（二）直流稳压电源原理方框图
比较放大单元采用分立三极管组成的差动放大器或者集成运算放大器，可提高电路的稳定性。
总体设计方案框图及分析
经过比较，以电路的先进性、结构的繁简、成本的高低及制作的难易等方面作综合比较，并考虑器件的来源，最终选择方案2。
总体设计方案框图：
图总体设计方案框图及分析
该电路方波——三角波产生电路视为一体，因为比较器A1与积分器A2组成正反馈闭电路。集成运放构成电压比较器，输出方波信号，运放构成积分器，将方波变换成三角波输出。本电路的不足可以通过分多个频率波段选多个电容的方法来弥补。三角波——正弦波电路的转换可以通过折线法来实现，而且实际效果要优于理论。
第2章多种波形发生器各单元电路设计
直流稳压电源电路设计
直流稳压电源是提供直流电压的电源设备,由电源变压器,整流,滤波,和稳压电路四部分组成,图示为由分立元件组成的串联型稳压电源的电路图,其整流部分为单相桥式整流电路,滤波部分为电容滤波电路,稳压部分为串联稳压电路. 对输入电压的要求,输入电压的选取原则是,在最坏的条件下仍能保证调整管处于放大状态,不能饱和. 对调整管的要求,晶体管的额定电流Icm 应大于输出电流.晶体管的耐压应高于输入电压,晶体管的最大允许耗散功率应大于调整管集电极最大功率.
（1）．电源变压器：
将电网交流电压变为整流电路所需的交流电压，一般次级电压u2较小。
（2）．整流电路：
将变压器次级交流电压u2变成单向的直流电压u3，它包含直流成份和许多谐波分量。
（3）．滤波电路：
滤除脉动电压u3中的谐波分量，输出比较平滑的直流电压u4。该电压往往随电网电压和负载电流的变化而变化。
（4）．稳压电路：
它能在电网电压和负载电流的变化时，保持输出直流电压的稳定。它是直流稳压电源的重要组成部分，决定着直流电源的重要性能指标。
直流稳压电源如下图所示，则 ().24202.12.1,2.11.12V V V V V V I I =?==-= 电路中T1、R1、Dz1为稳压电源的启动电路，当输入电压为一定时，且高于Dz2的稳定电压Vz2时，稳压管两端电压Vz2使T1导通，整个电路进入正常工作状态。
输出电压的最大电压和最小电压分别为
V V V R R R R R V V V V R R R R V Z P P O Z P O 96600
9004431863009004431min 1max =?=+++==?=++=
因此，输出电压的调节范围为9至18V ，符合本实验要求。
图 直流稳压电源图
方波-三角波电路设计
如下图所示，电路能自动产生方波—三角波。电路工作原理如下：若a 点断开，整个电路成开环态。运算放大器A1与R1，R2及R3，Rp1组成电压比较器，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的高电平近似等于平电源电压+Vcc ，低电平近似等于负电源电压-Vee ，当比较器的V+=V-=0时，比较器翻转，输出Uo1从高电平+Vcc 跳到低电平-Vee ，或从低电平-Vee 跳到高电平+Vcc 。设Vo1=+Vcc ，其中Rp1指电位器的调整值。将式子整理可得比较器翻转的下门限电位Via-，同样的，Vo1=-Vee 时得比较器的上门限电位Via+。计算公式如下所示：
图方波-三角波工作原理图
所以，比较器的门限宽度Vh 为
a 点断开后，运放A2与R4，RP2，C2及R5组成反相积分器，其输入信号为方波Vo1，则积分器的输出
当Vo1=+Vcc 时和Vo1=-Vee 时Vo2分别为如下值：
可见，当积分器输入为方波时，输入的是一个上升速率与下降速率相等的三角波。 a 点闭合，即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。三角波的幅度
方波-三角波的频率
由上两式可得以下结论：
（1）电位器Rp2在调整方波-三角波的输出频率时，不会影响输出的幅度。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）方波的输出幅值应近似等于电源电压+Vcc 。三角波的输出幅值应不超过电源电压+Vcc 。电位器Rp1可实现幅度微调，但会影响方波-三角波的频率。 三角波-正弦波电路设计
三角波-正弦波的变换电路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，抗干扰能力较强等优点。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传输特性曲线的非线性。其中Rp1调节三角波的幅度，Rp2调整电路的对称性，其并联电阻RE2用来减小差分放大器的线性区。电容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。
利用差分对管的饱和与截止特性进行变换。分析表明差分放大器的传输特性曲线ic1的表达式为Vt
vid e Io ie ic /111-+?=?= 如果Vid 为三角波，设表达式
式中，Vm 为三角波幅度；T 为三角波周期。将它代入ic1得：
用计算机进行计算出来的曲线近似于正弦波，则差分放大器的输出电压近似于正弦波，为使输出波形更接近正弦波，要求：
1. 传输特性曲线尽可能的对称，线性区尽可能的窄。
2. 三角波的幅值Vm 应接近晶体管的截止电压值。
3.
图 三角波-正弦波工作原理图
第3章 多种波形发生器整体电路设计
整体电路图及工作原理
工作原理：串联型稳压电源为运算放大器提供10v 稳定电压。运算放大器A1与R1、R2及R3、Rp1组成电压比较器，比较器翻转，输出Vo1从高电平+Vcc 跳到低电平-Vcc ，或从低电平-Vcc 跳到高电平+Vcc ，产生方波。
运放A2与R4、Rp2、C 及R5组成反相积分器，其输入信号为方波Vo1，则积分器的输出()?
+-=dt Vo C RP R Vo 122412。由分析可得：积分器的输入为方波时，输出的是一个上升速率与下降速率相等的三角波。三角波经过差分放大器完成了三角波——正弦波的转换。由于电子器件非理想性，使各段折线交界处产生了钝化效果，实际效果优于理论分析.
图 整体电路图
电路参数计算
（一）方波—三角波转换电路的参数选择：
1.比较器A1与积分器A2的元件参数计算：
Vcc RP R R m Vo 1
322+=即 取R2=10k 欧，则R3+Rp1=10k 欧，取R3=5k 欧，Rp1为5k 欧的电位器。
取平衡电阻R1=R2∥（R3+Rp1）≈5k 欧。由此方波和三角波的幅值均为±10V 。
2.由输出频率表达式得：
()2242413C RP R R RP R f ++=
即 本实验选有4个频率波段：～1Hz ，1Hz ～10Hz ，10Hz ～100Hz ，100Hz ～1KHz
各波段所选电容不同。
（1）当≤f≤1Hz时，
取C1=100uF，R4+Rp2=125k欧～欧，取R4=欧取Rp2=150k欧的电位器
（2）当1Hz≤f≤10Hz时，
取C1′=10uF，R4+Rp2=125k欧～欧，取R4=欧取Rp2=150k欧的电位器
（3）当10Hz≤f≤100Hz时，
取C2′=1uF，R4+Rp2=125k欧～欧，取R4=欧取Rp2=150k欧的电位器
（4）当100Hz≤f≤1kHz时，
取C2=，R4+Rp2=125k欧～欧，取R4=欧取Rp2=150k欧的电位器
以此实现频率波段的转换，R4及Rp2的取值不变。取平衡电阻R5=10k欧。（二）三角波—正弦波变换电路的参数选择：
隔直电容C3，C4，C5要取得较大，因为输出频率很低，取C3=C4=C5=470uF，滤波电容C6视输出的波形而定，若含高次谐波成分较多，则C6一般为几十皮法至。Re2=100欧与RP4=100欧相并联，以减小差分放大器的线性区。差分放大器的静态工作点可通过观测传输特性曲线，调整RP4及R*来确定。经过适当的调节后可使正弦波的失真度小于％。
整机电路性能分析
1、方波的上升时间t，主要受运算放大器转换速率的限制。如果输出频率较高，可R3与Rp1两端并接入加速电容C＇，一般取C＇为几十皮法。用示波器测量t。
2、在产生方波——三角波的电路中，由于比较器A1与积分器A2组成正反馈闭电路，同时输出，这两个电路可同时安装。在安装电位器Rp1与Rp2之前，要先将其调整到设计值。
3、在三角波——正弦波电路中，由于产生正弦波是三角波折线法得到的，输出电压要小于10v，在输出端可以加一个简单的放大装置，以达课题要求。
4、调试稳压电源的负载特性，稳压电源的好坏可通过测量空载与满载时输出电压有没有显着变化来鉴定。在空载时将输出电压调整为10v，接上负载，观察输出电压是否下跌，跌幅越小，稳压电源稳压特性越高，如果下跌电压大于1v，要考虑增大C1的容量，加大电源变压器的容量。
第4章设计总结
经过近一周的时间，基本完成了本次的课程设计。在这个过程中我遇到了很多困难。在这短短的一周内，从遇到困难到克服困难我增涨了许多知识也学到了很多东西。我的实践能力增强了许多，许多以前不会，不懂的知识通过课设有了完善，而且在理论上也有了更深的认识。在课程设计中我充分的应用了课本的基础知识，把所学的知识应用到实践中，补充了一些知识的不足。在设计的过程中遇到的问题，能通过图书馆查找资料，扩展了知识面，提高了自我学习的能力。尤其是对波形方面的知识的学习。也通过此次课设，对所学知识有了更深的理解，也提高了解决实际问题的能力，活学活用。
参考文献：
[1] 康华光.电子技术基础，第五版，北京：高等教育出版社出版，2006：498-500。
[2] 黑田彻.晶体管电路设计与制作，北京：科学出版社，2007：228-236。
[3]张伯尧，应用电子学，浙江大学出版社出版。
[4] 黄益源，林俊昌，电子线路基础，汕头大学出版社1996。
[5] 叶淬主，电工电子技术实验教程，化学工业出版社，2003。
[6] 韩广兴.电子元器件与实用电路基础，电子工业出版社，2005。
附录：器件清单
课程设计任务书 学生姓名: 专业班级: 指导教师: 工作单位: 题目: 正弦波－三角波－方波函数发生器 初始条件: 具备模拟电子电路的理论知识; 具备模拟电路基本电路的设计能力; 具备模拟电路的基本调试手段; 自选相关电子器件; 能够使用实验室仪器调试。 要求完成的主要任务: ( 包括课程设计工作量及其技术要求, 以及说明书撰写等具体要求) 1、频率范围三段: 10～100Hz, 100 Hz～1KHz, 1 KHz～10 KHz; 2、正弦波Uopp≈3V, 三角波Uopp≈5V, 方波Uopp≈14V; 3、幅度连续可调, 线性失真小; 4、安装调试并完成符合学校要求的设计说明书 时间安排: 一周, 其中3天硬件设计, 2天硬件调试 指导教师签名: 年月日 系主任( 或责任教师) 签名: 年月日
目录 1.综述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1 1.1信号发生器概论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1 1.2 Multisim简介．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2 1.3集成运放lm324简介．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3 2.方案设计与论证．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4 2.1方案一．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4 2.2方案二．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4 2.3方案三．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5 3.单元电路设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6
《电子技术Ⅱ课程设计》 报告 姓名雷锋 学号 52305105121520 院系自动控制与机械工程学院 班级核电一班 指导教师王老师黄老师 2014年 6月
目录 一、设计的目的 (1) 二、设计任务和要求 (1) 三、课程设计内容 (1) 1. Multisim仿真软件的学习 (1) 四、基础性电路的Multisim仿真 (2) 1.题目一：半导体器件的Multisim仿真 (2) 2.题目二：单管放大电路的Multisim仿真 (7) 3.题目三：差分放大电路的Multisim仿真 (11) 4.题目四：两级反馈放大电路的Multisim仿真 (14) 5.题目五：集成运算放大电路的Multisim仿真 (21) 6.题目六：波形发生电路的Multisim仿真 (23) 五.综合性能电路的设计和仿真 (26) 1.题目二：功率放大器的设计 (26) 六、总结 (29) 七、参考文献 (29)
一、设计的目的 该课程设计是在完成《电子技术2》的理论教学实践，掌握电子电路计算机辅助分析与设计的基本知识和基本方法，培养综合知识应用能力和实践能力，为今后从事本专业相关工程技术打下基础。 二、设计任务和要求 本次课程设计的任务是在教师的指导下，学习Multisim仿真软件的使用方法，分析和设计完成基础性的电路设计和仿真及综合性电路设计和仿真。 要求： 1、巩固和加深对《电子课程2》课程知识的理解； 2、会根据课题需要选学参考书籍、查阅手册和文献资料； 3、掌握仿真软件Multisim的使用方法； 4、掌握简单模拟电路的设计、仿真方法； 5、按课程设计任务书的要求撰写课程设计报告，课程设计报告能正确反映设计和仿真 结果。 三、课程设计内容 1. Multisim仿真软件的学习 Multisim7是一个优秀的电工技术仿真软件，既可以完成电路设计和版图绘制，也可以创建工作平台进行仿真实验。Multisim7软件功能完善，操作界面友好，分析数据准确，易学易用，灵活简便，因此，在教学、科研和工程技术等领域得到广泛地应用。
函数信号发生器的设 计与制作 目录 一.设计任务概述 二.方案论证与比较 三.系统工作原理与分析 四.函数信号发生器各组成部分的工作原理 五.元器件清单 六．总结 七.参考文献
函数信号发生器的设计与制 一．设计任务概述 （1）该发生器能自动产生正弦波、三角波、方波。 （2）函数发生器以集成运放和晶体管为核心进行设计 （3）指标： 输出波形：正弦波、三角波、方波 频率范围：1Hz~10Hz，10Hz~100Hz 输出电压：方波VP-P≤24V，三角波VP-P=8V，正弦波VP-P＞1V； 二、方案论证与比较 2.1·系统功能分析 本设计的核心问题是信号的控制问题，其中包括信号频率、信号种类以及信号强度的控制。在设计的过程中，我们综合考虑了以下三种实现方案： 2.2·方案论证 方案一∶采用传统的直接频率合成器。这种方法能实现快速频率变换，具有低相位噪声以及所有方法中最高的工作频率。但由于采用大量的倍频、分频、混频和滤波环节，导致直接频率合成器的结构复杂、体积庞大、成本高，而且容易产生过多的杂散分量，难以达到较高的频谱纯度。 方案二∶采用锁相环式频率合成器。利用锁相环，将压控振荡器（VCO）的输出频率锁定在所需要频率上。这种频率合成器具有很好的窄带跟踪特性，可以很好地选择所需要频率信号，抑制杂散分量，并且避免了量的滤波器，有利于集成化和小型化。但由于锁相环本身是一个惰性环节，锁定时间较长，故频率转换时间较长。而且，由模拟方法合成的正弦波的参数，如幅度、频率相信都很难控制。 方案三：采用8038单片压控函数发生器，8038可同时产生正弦波、方波和三角波。改变8038的调制电压，可以实现数控调节，其振荡范围为0.001Hz～300K 方案四：采用分立元件设计出能够产生3种常用实验波形的信号发生器，并确定了各元件的参数，通过调整和模拟输出，该电路可产生频率低于1-10Hz的3种信号输出，具有原理简单、结构清晰、费用低廉的优点。该电路已经用于实际电路的实验操作。 三、系统工作原理与分析 采用由集成运算放大器与场效应管共同组成的方波—三角波—正弦波函数发生器的设计方法，先通过比较器产生方波，再通过积分器产生三角波，最后通过场效应管正弦波转换电路形成正弦波，波形转换原理图如下：
模拟电子技术课程设计报告设计课题：OTL音频功率放大器 专业班级：电子信息工程专业0701班学生姓名： 指导教师： 设计时间：2009-6-25
目录 引言 (3) 一．设计任务与要求 (3) 1.1 设计任务 (3) 1.2 设计要求 (3) 二. OTL音频功放满足的具体性能指标 (3) 三．方案设计与论证 (3) 四．原理图元器件清单及原理简述 (4) 4.1 总原理图 (4) 4.2 元器件清单 (4) 4.3 电路原理简述 (4) 五．安装与调试 (5) 5.1 元件的安装 (5) 5.2 元件的调试 (5) 六．性能测试与分析 (6) 6.1 波形测试 (6) 6.2 主要参数的测试与计算 (6) 七. 个人心得体会 (7) 八．参考文献 (7)
题目OTL音频功率放大器 设计者蔡白洁张振山 指导教师李艳萍 引言 OTL(Output transformerless )电路是一种没有输出变压器的功率放大电路。过去大功率的功率放大器多采用变压器耦合方式，以解决阻抗变换问题，使电路得到最佳负载值。但是，这种电路有体积大、笨重、频率特性不好等缺点，目前已较少使用。OTL电路不再用输出变压器，而采用输出电容与负载连接的互补对称功率放大电路，使电路轻便、适于电路的集成化，只要输出电容的容量足够大，电路的频率特性也能保证，是目前常见的一种功率放大电路。 它的特点是：采用互补对称电路(NPN、PNP参数一致，互补对称，均为射随组态，串联，中间两管子的射极作为输出)，有输出电容，单电源供电，电路轻便可靠。两组串联的输出中点”可理解为采用互补对称电路(NPN、PNP参数一致，互补对称，均为射随组态，串联，中间两管子的射极作为输出)。 1 设计任务与要求 1.1设计任务： 1．学习基本理论在实践中综合运用的初步经验，掌握模拟电路设计的基本方法、设计步骤，培养综合设计与调试能力。 2．培养实践技能，提高分析和解决实际问题的能力。 3．掌握OTL音频功率放大器的设计方法，基本工作原理和性能指标测试方法。 4. 通过一个OTL功率放大器的设计、安装和调试，进一步加深对互补对称功率放大电路的理解，增强实际动手能力。 1.2 设计要求： 1.设计时要综合考虑实用，经济并满足性能指标的要求，合理选用元器件。 2.广泛查阅相关的资料，不懂的地方积极向老师同学请教，讨论。认真独立的完成课题的设计。 3.按时完成课程设计并提交设计报告。 2 OTL音频功放满足的具体性能指标 1．设音频信号为vi=10mV, 频率f＝1KHz。 2．额定输出功率Po≥2W。 3．负载阻抗RL=8Ω。 4．失真度γ≤3%。 3 方案设计与论证 要求设计一个由二极管，三极管，电容，电阻等元件组合而成的OTL音频功率放大器。其中，二极管T1构成前置放大级，对输入信号进行倒相放大，二极管T2，T3的参数一致，互补对称，且均为共集电极接法，保证了输出电阻低，负载能力强的优点，作用是对输入的信号进行功率放大。 在明确了电路接线的基础上，在电路板上进行仿真模拟，并按照课本上相关的知识对该功放的主要参数计算。电路在12V的直流电压下工作，在负载为8Ω
山东农业大学信息学院 课程设计（论文） 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： 班级： 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 6 日
目录 1设计的目的及任务 (1) 1.1 课程设计的目的 (2) 1.2 课程设计的任务与要求 (2) 2 电路设计总方案及各部分电路工作原理 (2) 2.1 电路设计总体方案 (2) 2.2 正弦波发生电路的工作原理 (3) 2.3 正弦波---方波工作原理 (4) 2.4 方波---三角波工作原理 (6) 2.5 三角波---正弦波工作原理 (7) 3 电路仿真及结果 (10) 3.1 仿真电路图及参数选择 (10) 3.2 仿真结果及分析 (10) 4收获与体会 (10) 5 仪器仪表明细清单 (11) 参考文献 (12)
1.设计的目的及其任务 1.1课程设计的目的 1.通过这次课程设计可以更好的掌握集成运算放大器构成正弦 波，方波和三角波等函数信号的设计方法。 2.可以学会安装，调试与仿真等集成电路组成的多级电子电路小 系统。 3.可以更好的掌握课本上所学的知识，培养自己对所学专业的热 爱。 1.2课程设计的任务与要求 1.能输出特定频率的正弦波，方波和三角波。 扩展项：频率可调，脉冲波，锯齿波。 2. 实现步骤： 正弦波→方波→三角波→正弦波 3、工具：multisim 4. 频率范围：固定频率1kHZ，或者设计的为频率可调电路。 5、提交形式：以课程论文（打印）的形式提交。 6. 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。 7. 选择常用的电路元件。 8. 画出设计的电路原理图，做出电路的仿真。 2．电路设计总方案及各部分电路工作原理 2.1电路设计原理框图
什么是函数信号发生器，函数信号发生器的作用，函数信号发生器的工作原 理 什么是函数信号发生器？函数信号发生器是一种能提供各种频率、波形和输出电平电信号的设备。在测量各种电信系统或电信设备的振幅特性、频率特性、传输特性及其它电参数时，以及测量元器件的特性与参数时，用作测试的信号源或激励源。 函数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。 函数信号发生器的工作原理：函数信号发生器是一种能提供各种频率、波形和输出电平电信号的设备。在测量各种电信系统或电信设备的振幅特性、频率特性、传输特性及其它电参数时，以及测量元器件的特性与参数时，用作测试的信号源或激励源。它能够产生多种波形，如三角波、锯齿波、矩形波、正弦波，所以在生产实践和科技领域中有着广泛的应用。 函数信号发生器系统主要由主振级、主振输出调节电位器、电压放大器、输出衰减器、功率放大器、阻抗变换器和指示电压表构成。当输入端输入小信号正弦波时，该信号分两路传输，一路完成整流倍压功能，提供工作电源;另一路进入一个反相器的输入端，完成信号放大功能。该放大信号经后级的门电路处理，变换成方波后经输出，输出端为可调电阻。 函数信号发生器产生的各种波形曲线均可以用三角函数方程式来表示，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，都需要射频发射，这里的射频波就是载波，把音频、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。
函数信号发生器的设计、和装配实习 一．设计制作要求： 掌握方波一三角波一正弦波函数发生器的设计方法和测试技术。学会由分立器件和集成电路组成的多级电子电路小系统的布线方法。掌握安装、焊接和调试电路的技能。掌握在装配过程中可能发生的故障进行维修的基本方法。 二．方波一三角波一正弦波函数发生器设计要求 函数发生器能自动产生正弦波、三角波、方波及锯齿波、阶梯波等电压波形。其电路中使用的器件可以是分立器件，也可以是集成电路(如单片集成电路函数发生器ICL8038)。本次电子工艺实习，主要介绍由集成运算放大器和晶体管差分放大器组成的方波一三角波一正弦波函数信号发生器的设计和制作方法。 产生正弦波、方波、三角波的方案有多 种： 1：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。 2：先产生三角波一方波，再将三 角波变成正弦波或将方波变成正弦波。 3 3：本次电路设计，则采用的图1函数发生器组成框图 是先产生方波一三角波，再将三角波变换成正弦波的电路设计方法。此钟方法的电路组成框图。如图1所示：可见，它主要由：电压比较器、积分器和差分放大器等三部分构成。 为了使大家能较快地进入设计和制做状态，节省时间，在此，重新复习电压比较器、积分器和差分放大器的基本构成和工作原理： ，并判所谓比较器，是一种用来比较输入信号v1和参考电压V REF 断出其中哪个大，在输出端显示出比较结果的电路。 在《电子技术基础》一书的9.4—非正弦波信号产生电路的9.4.1中，专门讲述了： A：单门限电压比较器、B：过零比较器 C：迟滞比较器的电路结构和工作原理。 一、单门限电压比较器 所谓单门限电压比较器，是指比较器的输入端只有一个门限电压。
课程设计任务书 学生姓名：专业班级：通信 指导教师：工作单位：信息工程学院 题目: 函数发生器设计 初始条件： 示波器，万用表，直流稳压源，毫伏表，NE5532 要求完成的主要任务: 一任务：利用集成运算放大器和晶体管差分放大器等设计一个方波－三角波－正弦波函数发生器。 二要求： 设计制作一个方波－三角波－正选波发生器，频率范围10～100 Hz，100 Hz～1 KHz，1KHz～10 KHz；正弦波Upp≈3v，三角波Upp≈5v，方波Upp≈14v，幅度连续可调，线性失真小。 时间安排： 十八周：查找收集相关资料 十九周：初步定下实验方案，进行理论计算，用Multisim仿真 二十周：购买元器件，焊电路，写报告 指导教师签名：年月日 系主任（或责任教师）签名：年月日
目录 摘要 (3) Abstract (4) 1 函数发生器电路的设计 (5) 1.1方案选择 (5) 1.2器件选择 (6) 1.3单元电路的设计 (7) 1.3.1 方波发生电路的工作原理 (7) 1.3.2方波---三角波转换电路的工作原理 (9) 1.3.3三角波---正弦波转换电路的工作原理 (11) 1.4电路的参数选择及计算 (13) 1.5 总电路 (14) 2 仿真结果及分析 (15) 3电路的安装与调试 (17) 3.1焊接调试中的问题 (17) 3.2性能指标测量与误差分析 (17) 3.3实物图 (18) 4 收获与体会 (19) 5元器件清单 (21)
摘要 函数信号发生器是一种能够产生多种波形，如三角波、锯齿波、矩形波（含方波）、正弦波的电路。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。通过对函数波形发生器的原理以及构成分析，可设计一个能变换出三角波、正弦波、方波的函数波形发生器。其电路中使用的器件可以是分立器件（如低频函数信号发生器S101全部采用晶体管），也可以是集成电路（如单片集成电路函数发生器ICL8038）。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换成三角波；也可以先产生方波--三角波，再将三角波变换成正弦波。 本设计中依靠自激振荡产生正弦波，利用施密特触发器原理组成多谐振荡器方波方波，将方波积分产生三角波。该电路能实现正弦波、三角波的幅值、频率可调，方波频率、占空比可调。
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~的信号频率，电压用LED显示。 二、使用说明 面板标志说明及功能见表1和图1 图1 表1 序 面板标志名称作用号 1电源电源开关按下开关，电源接通，电源指示灯亮 2 1、输出波形选择 波形波形选择 2、与1 3、19配合使用可得到正负相锯齿波和脉
DC1641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~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 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~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 ~2 10 1~20 100 10~200
桂林电子科技大学信息科技学院《模拟电子技术》实训报告 学号 姓名 指导教师： 2011 年12 月30 日
实训题目： 音频功率放大器 1 整机设计 1.1 设计要求 1.1.1 设计任务 功率放大器的主要功能是将不同的输入信号进行一定的功率放大，用以推动负载喇叭发声。为了使输出的音频达到较好的性能指标，希望在一定的伏在条件下输出功率尽可能的大，输出信号的非线性失真要小，效率要高，同时还要有高、低音频的调整以满足不同的音源和个人爱好。 1.1.2 性能指标要求 （1）额定输出功率≥3W（f i =1KHz，U i =200mV）； （2）频率响应范围100Hz~20KHz； （3）高、低音频端提升或衰减±3dB。 1.2 整机实现的基本原理及框 1.2.1 基本原理 单声道功率放大器，由于信号源的电压往往都较小，所以在输入端先由1~3级电压放大器（第一级通常是射随器）对音频信号进行电压放大。然后再由音调控制电路对音频信号中的高频低频部分进行提升或衰减补偿以改善最后输出的音质效果。最后通过音量大小的控制输入到功放进行功率放大以推动喇叭发声。ＬＭ１８７５是美国国家半导体公司生产的，单声道功放集成电路。发烧友对其音质评价，均好于功率相当的ＴＤＡ２０３０。其音质颇具胆味。ＬＭ１８７５采用Ｔ０２２０塑封，最高工作电压±３０Ｖ，最高工作电流４Ａ，当±２1供电，负载８Ω，频率１ＫＨＺ时，输出功率可达２５Ｗ。 电压范围：单电压15~60V ,或±30V 静态电流：50mA 输出功率：30W 谐波失真：＜0.015%，当f=1kHz，RL=8Ω，P0=20W时 额定增益：26dB，当f=1kHz时 工作电压：±17V 转换速率：18V/μS (9V/μS) 1.2 整机实现的基本原理及框图
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 -
1、设计题目：音频功率放大电路 2、设计任务目的与要求: 要求：设计并制作用晶体管和集成运算放大器组成的音频功率放大电路，负载为 扬声器，阻抗8.、 指标：频带宽50HA20kHZ输出波形基本不失真；电路输出功率大于8W输入灵敏度为100mV输入阻抗不低于47?。 3、整体电路设计: ⑴方案比较： ①利用运放芯片LM1875和各元器件组成音频功率放大电路，有保护电路，电源分别接+30v 和-30v并且电源功率至少要50w,输出功率30w o ②利用运放芯片TDA2030和各元器件组成音频功率放大电路，有保护电路，电源只需接+19v,另一端接地，负载是阻抗为8」的扬声器，输出功率大于8w0 通过比较，方案①的输出功率有30w,但其输入要求比较苛刻，添加了实验难度。而方案②的要求不高，并能满足设计要求，所以选取方案②来进行设计。 ⑵整体电路框图： 元器件和电源 信 号 输 出 ⑶单元电路设计及元器件选择： ①单元电路设计： 功率放大器按输出级静态工作点的位置可分为甲类、乙类和甲乙类三种；若按照 输出级与负载的耦合方式，甲乙类又可分为电容耦合（OTL耦合）、直接耦合（OCL 电路）和变压器耦合三种。变压器耦合容易实现阻抗匹配，但体积大，较笨重。 又OCL电路电源输入要求较高，所以采用OTL电路。采用单电源的OTL电路不需要变压器中间抽头，但需要在输出端接上大电容，且低频特性不如OCL好。根据 “虚短”、“虚断”的原理，利用电阻的比值，可求得电路所需的放大倍数，其中可加入一个电位器替代反馈电阻，这样就能够实现电路放大倍数的调整。因为功率放大电路是追求在电源电压确定的情况下，输出尽可能大的功率，可以采取OTL电路来实现。为了提高转换功率，我们要对电路进行改善，这主要围绕功率放大电路频率响应的改善和消除非线性失真来改进电路，因此要用到若干个电阻 电容来保护电路。OTL电路会产生交越失真，为了消除这种失真，应当设置合适的静态工作点，使电路中的两只放大管均工作在临界导通或微导通的状态，这可以
电子科技大学 《模拟电路基础》应用设计报告 设计题目：函数发生器 学生姓名：学号： 教师姓名：日期： 一、设计任务 设计一个正弦波信号发生器 设计一个方波信号发生器 设计一个能同时输出正弦波、方波和三角波的函数发生器 指标： 频率：1kHz 幅度：正弦波大于10Vpp；方波10Vpp；三角波6Vpp。 二、电路原理 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。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。我们需要制作的是能够发出三种不同波形的函数发生器，为了制作我们所需要的函数发生器，得到我们所需要的波形，我们的设计方案如下： 图1 函数发生器设计框图
由三个电路组成，分别实现三种波形的产生 表1 各组成电路功能和原理 1.RC正弦震荡电路 4个组成部分：放大电路、选频网络、正反馈网络、稳幅网络。 参数选择：kHz 。 f1 选择C=nF ~ 1,以产生1kHz的频率,根据C可以确定R，调节R或C可 nF10 以改变振荡频率。选择R1和R2，调节R1使电路振荡，同时波形失真小，输出电压大小满足要求。 图2 RC正弦震荡电路
2.方波信号发生器 三部分组成：滞回比较器、RC电路、稳压管，各部分实现功能如下表： 表2 方波发生器各组成部分功能 参数选择： 振荡周期 可选择：C= 根据C及R1和R2的比值可以确定R3，调节R3或C可以改变振荡率。选择合适的稳压管和R4，调节R3使电路振荡到所需频率。 图3 方波信号发生器
EDA设计实验 题目：函数信号发生器 作者： 所在学院：信息科学与工程学院 专业年级： 指导教师： 职称： 2011 年 12 月 11 日
函数信号发生器 摘要：函数信号发生器在生产实践和科技领域有着广泛的应用。本设计是采用了EDA技术设计的函数信号发生器。此函数信号发生器的实现是基于VHDL语言描述各个波形产生模块，然后在QuartusⅡ软件上实现波形的编译，仿真和下载到Cyclone芯片上。整个系统由波形产生模块和波形选择模块两个部分组成。最后经过QuartusⅡ软件仿真，证明此次设计可以输出正弦波、方波、三角波，锯齿波，阶梯波等规定波形，并能根据波形选择模块的设定来选择波形输出。 关键字：函数信号发生器；Cyclone；VHDL；QuartusⅡ 引言： 函数信号发生器即通常所说的信号发生器是一种常用的信号源，广泛应用于通信，雷达，测控，电子对抗以及现代化仪器仪表等领域，是一种为电子测量工作提供符合严格要求的电信号设备是最普通、最基本也是应用最广泛的电子仪器之一，几乎所有电参量的测量都要用到波形发生器。随着现代电子技术的飞速发展，现代电子测量工作对函数信号信号发生器的性能提出了更高的要求，不仅要求能产生正弦波、方波等标准波形，还能根据需要产生任意波性，且操作方便，输出波形质量好，输出频率范围宽，输出频率稳定度、准确度、及分辨率高等。本文基于
EDA设计函数信号发生器，并产生稳定的正弦波、方波、锯齿波、三角波、阶梯波。 正文： 1、Quartus II软件简介 1）Quartus II软件介绍 Quartus II 是Alera公司推出的一款功能强大，兼容性最好的EDA工具软件。该软件界面友好、使用便捷、功能强大，是一个完全集成化的可编程逻辑设计环境，具有开放性、与结构无关、多平台完全集成化丰富的设计库、模块化工具、支持多种硬件描述语言及有多种高级编程语言接口等特点。 Quartus II是Altera公司推出的CPLD/FPGA开发工具，Quartus II提供了完全集成且与电路结构无关的开发包环境，具有数字逻辑设计的全部特性，包括：可利用原理图、结构框图、VerilogHDL、AHDL和VHDL完成电路描述，并将其保存为设计实体文件；芯片平面布局连线编辑；功能强大的逻辑综合工具；完备的电路功能仿真与时序逻辑仿真工具；定时/时序分析与关键路径延时分析；可使用SignalTap II逻辑分析工具进行嵌入式的逻辑分析；支持软件源文件的添加和创建，并将它们链接起来生成编程文件；使用组合编译方式可一次完成整体设计流程；自动定位编译错误；高效的期间编程与验证工具；可读入标准的EDIF网表文件、VHDL网表文件和Verilog网表文件；能生成第
实验1 函数信号发生器的设计与实现 姓名：_ _____ 学号： 班内序号：____ 课题名称：函数信号发生器的设计 摘要：采用运算放大器组成的积分电路产生比较理想的方波-三角波，根 据所需振荡频率和对方波前后沿陡度、方波和三角波幅度的要求，选择运放、稳压管、限流电阻和电容。三角波-正弦波转换电路利用差分放大器传输特性曲线的非线性实现，选取合适的滑动变阻器来调节三角波的幅度和电路的对称性，同时利用隔直电容、滤波电容来改善输出正弦波的波形。 关键词：方波三角波正弦波 一、设计任务要求 1．基本要求：
设计制作一个函数信号发生器电路，该电路能够输出频率可调的正弦波、三角波和方波信号。 (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（误差小于20%），上升、下降沿小于10us。 (3) 三角波Uopp=8V（误差小于20%）。 (4) 正弦波Uopp1V，无明显失真。 2.提高要求： (1) 输出方波占空比可调范围30%-70%。 (2) 自拟（三种输出波形的峰峰值Uopp均可在1V-10V内连续可调）。 二、设计思路和总体结构框图 总体结构框图： 设计思路： 由运放构成的比较器和反相积分器组成方波-三角波发生电路，三角波输入差分放大电路，利用其传输特性曲线的非线性实现三角波-正弦波的转换，从而电路可在三个输出端分别输出方波、三角波和正弦波，达到信号发生器实验的基本要求。 将输出端与地之间接入大阻值电位器，电位器的抽头处作为新的输出端，实现输出信号幅度的连续调节。利用二极管的单向导通性，将方波-三角波中间的电阻改为两个反向二极管一端相连，另一端接入电位器，抽头处输出的结构，实现占空比连续可调，达到信号发生器实验的提高要求。 三、分块电路和总体电路的设计过程 1.方波-三角波产生电路 电路图：
姓名：班级：学号：成绩：教师签字： 实验名称函数信号发生器 1.实验目的 1.掌握电子系统的一般设计方法。 2.掌握模拟IC器件的应用。 3.培养综合应用所学知识来指导实践的能力。 4.掌握常用元器件的识别和测试 5. 熟悉常用仪表，了解电路调试的基本方法 2.总体设计方案或技术路线 2.1 电路设计原理框图 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。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经济、方便、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，观察效果并与最初的设计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。 图2-1 函数发生器电路组成框图 2.2 电路设计方案设计 由比较器和积分器组成方波—三角波产生电路，比较器输出的方波经积分器得到三角波，三角波到正弦波的变换电路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，抗干扰能力较强等优点。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传输特性曲线的非线性。能实现频率可调的指标要求，且能实现一定范围内的幅度调节。但积分电路的时间参数选择需保证电路不出现积分饱和失真。 3.实验电路图 3.1 各部分电路设计 3.1.1 方波发生电路的工作原理 此电路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。Uo通过R3对电容C正向充电，如图中实线箭头所示。反相输入端电位n随时间t的增长而逐渐增高，当t趋于无穷时，Un趋于+Uz；但是，一旦Un=+Ut,再稍增大，Uo从+Uz跃变为-Uz,与此同时Up从+Ut跃变为-Ut。随后，Uo 又通过R3对电容C反向充电，如图中虚线箭头所示。Un随时间逐渐增长而减低，当t 趋于无穷大时，Un趋于-Uz；但是，一旦Un=-Ut,再减小，Uo就从-Uz跃变为+Uz，Up 从-Ut跃变为+Ut，电容又开始正相充电。上述过程周而复始，电路产生了自激振荡。 图3-1 方波发生电路 U-=Uc U+= (R3/ (R3+R4+Rp2)) (+Uz) Ut = (R3/ (R3+R4+Rp2)) (+Uz) Uc (t) =Uc (oo) + [Uc (0)-Uc (oo)] e ^-t/τ Ut+=Uz+ [Ut_-Uz] T=2τ/ln (1+2R3/（R4+Rp2)) 3.1.2 方波---三角波转换电路的工作原理
EE1641C~EE1643C型 函数信号发生器/计数器 使用说明书 共 11 张 2004年 10 月
1 概述 1.1 定义及用途 本仪器是一种精密的测试仪器，因其具有连续信号、扫频信号、函数信号、脉冲信号等多种输出信号，并具有多种调制方式以及外部测频功能，故定名为EE1641C型函数信号发生器/计数器、EE1642C（EE1642C1）型函数信号发生器/计数器、EE1643C型函数信号发生器/计数器。本仪器是电子工程师、电子实验室、生产线及教学、科研需配备的理想设备。 1.2 主要特征 1.2.1 采用大规模单片集成精密函数发生器电路，使得该机具有很高的可靠性及优良性能/价格比。 1.2.2 采用单片微机电路进行整周期频率测量和智能化管理，对于输出信号的频率幅度用户可以直观、准确的了解到（特别是低频时亦是如此）。因此极大的方便了用户。 1.2.3 该机采用了精密电流源电路，使输出信号在整个频带内均具有相当高的精度，同时多种电流源的变换使用，使仪器不仅具有正弦波、三角波、方波等基本波形，更具有锯齿波、脉冲波等多种非对称波形的输出，同时对各种波形均可以实现扫描、FSK调制和调频功能，正弦波可以实现调幅功能。此外，本机还具有单次脉冲输出。 1.2.4 整机采用中大规模集成电路设计，优选设计电路，元件降额使用, 以保证仪器高可靠性，平均无故障工作时间高达数千小时以上。 1.2.5 机箱造型美观大方，电子控制按纽操作起来更舒适，更方便。 2 技术参数 2.1 函数信号发生器技术参数 2.1.1 输出频率 a) EE1641C：0.2Hz～3MHz 按十进制分类共分七档 b) EE1642C：0.2Hz～10MHz 按十进制分类共分八档 c) EE1642C1：0.2Hz～15MHz 按十进制分类共分八档 d) EE1643C：0.2Hz～20MHz 按十进制分类共分八档 每档均以频率微调电位器实行频率调节。 2.1.2 输出信号阻抗 a) 函数输出：50Ω b) TTL同步输出：600Ω 2.1.3 输出信号波形 a) 函数输出（对称或非对称输出）：正弦波、三角波、方波 b) 同步输出：脉冲波 2.1.4 输出信号幅度 a) 函数输出：≥20Vp–p±10%（空载）；（测试条件：fo≤15MHz，0dB衰减） ≥14Vp–p±10%（空载）；（测试条件：15MHz≤fo≤20MHz，0dB衰减） b) 同步输出：TTL电平：“0”电平：≤0.8V，“1”电平：≥1.8V（负载电阻≥600Ω） CMOS电平：“0”电平：≤4.5V，“1”电平：5V～13.5V可调（fo≤2MHz） c) 单次脉冲：“0”电平：≤0.5V，“1”电平：≥3.5V 2.1.5 函数输出信号直流电平(offset)调节范围：关或（–10V～+10V）±10%（空载) [“关”位置时输出信号所携带的直流电平为：＜0V±0.1V，负载电阻为：50Ω时，调节范围为 （–5V～+5V）±10%]
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．频率范围：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U Ｐ－Ｐ≤24V，三角波U Ｐ－Ｐ ＝8V，正弦波U Ｐ－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图纸两张，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。本课题采用先产生方波—三角波，再将三角波变换成正弦波的电路设计方法。 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—三角波产生电路，比较器输出的方波经积分器得到三角波，三角波到正弦波的变换电路的基本结构是比例放大器，对不同区段内比例系数的切换，是通过二级管网络来实现的。如输出信号的正半周内由D1~D3控制切换，负半周由D4~D6控制切换。电阻Rb1~Rb3与Ra1~Ra3分别组成分压器，控制着各二极管的动作电平。
基于labview的函数信号发生器的设计 [摘要] 介绍一种基于labvIEW环境下自行开发的虚拟函数信号发生器，它不仅能够产 生实验室常用的正弦波、三角波、方波、锯齿波信号，而且还可以通过输入公式，产生测试和研究领域所需要的特殊信号。对任意波形的发生可实现公式输入；对信号频率、幅度、相位、偏移量可调可控；方波占空比可以调控；噪声任意可加、创建友好界面、信号波形显示；输出频谱特性；所有调制都可微调与粗调。该仪器系统操作简便，设计灵活，功能强大,可以完成不同环境下的测量要求。因此具有很强的实用性。 关键词：虚拟仪器，labvIEW，虚拟函数信号发生器，正弦波，三角波，方波，锯齿波， 特殊信号。 引言： 在有关电磁信号的测量和研究中，我们需要用到一种或多种信号源，而函数信号发生器则为我们提供了在研究中所需要的信号源。它可以产生不同频率的正弦波，方波，三角波，锯齿波，正负脉冲信号，调频信号，调幅信号和随机信号等。其输出信号的幅值也可以按需要进行调节。传统信号发生器种类繁多，价格昂贵，而且功能固定单一，不具备用户对仪器进行定义及编程的功能，一个传统实验室很难拥有多类信号发生器。然而，基于虚拟仪器技术的实验室均能满足这一要求。 1、虚拟仪器简介: 自从1986年美国NI(National Instrument)公司提出虚拟仪器的概念以来,随着计 算机技术和测量技术的发展,虚拟仪器技术也得到很快的发展。虚拟仪器是指:利用现有的PC机，加上特殊设计的仪器硬件和专用软件,形成既有普通仪器的基本功能,又有一般仪器所没有的特殊功能的新型仪器。与传统的仪器相比其特点主要有:具有更好的测量精度和可重复性;测量速度快;系统组建时间短;由用户定义仪器功能;可扩展性强;技术更新快等。虚拟仪器以软件为核心,其软件又以美国NI公司的Labview虚拟仪器软件开发平台最为常用。Labview是一种图形化的编程语言,主要用来开发数据采集，仪器控制及数据处理分析等软件,功能强大。目前,该开发软件在国际测试、测控行业比较流行,在国内的测控领域也得到广泛应用。函数信号发生器是在科学研究和工程设计中广泛应用的一种通用仪器。下面结合一个虚拟函数信号发生器设计开发具体介绍基于图形化编程语言Labview的虚拟仪器编程方法与实现技术。 2、虚拟函数信号发生器的结构与组成 2.1 虚拟函数信号发生器的前面板