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模电课程设计-简易信号发生器报告

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模电课程设计报告
电子系
课题名称：简易信号发生器设计
专业名称：电子信息科学与技术
学生班级：10电信科技师范2班
学生姓名：张建惠
学生学号：100706230
2012.6.18

惠州学院
HUIZHOU UNIVERSITY
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第一章 设计的目的及任务
1.1 设计目的
1.11掌握电子系统的一般设计方法
1.12掌握模拟IC器件的应用
1.13培养综合应用所学知识来指导实践的能力
1.14掌握常用元器件的识别和测试
1.15 熟悉常用仪表，了解电路调试的基本方法
1.2设计任务
设计正弦波函数信号发生器
1.3课程设计的要求及技术指标
1.31设计、组装、调试函数发生器
1.32输出波形：正弦波；
1.33频率范围：20Hz~20KHz；
1.34输出电压：不小于1V有效值
1.35失真度：γ<= 5%

第二章 函数发生器的总方案及原理框图
2.1 原理框图

图2-1
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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。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，也可以采用集成电路。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桥式正弦波振荡器共同
组成的正弦波函数发生器的设计方法。
本课题中函数发生器电路组成如下所示：
采用RC选频网络构成的振荡电路称为RC振荡电路，它适用于低频振
荡，一般用于产生1Hz~1MHz的低频信号。因为对于RC振荡电路来说，
增大电阻R即可降低振荡频率，而增大电阻是无需增加成本的。 放大电
路是一种直接耦合的多级放大电路，用于将产生的正弦波幅值放大。

第三章 元器件明细清单
元器件明细清单如下
名称 参数 数量

电阻
7.5k 2
电阻
560k 1
电阻
4.7k 1
电阻
5.1k 2
电阻
24k 2
电阻
3.3k 3
电阻
1k 2
可变电
阻
100k 2
电容
104 2
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电容
103 2
电容
102 2
电解电
容
10uf 4
电解电
容
47uf 1
三极管
npn 3

第四章 单元电路设计
3.1 正弦波发生电路的工作原理
正弦波振荡电路是一种选频网络和正反馈网络的放大电路。
其自震荡的条件是环路增益为1，即AF=1,。其中A为放大电路的放
大倍数，F为反馈系数。为了使电璐能够震起来，还应该是环路增益
略大于1。RC振荡电路主要用于产生小于1MHZ的低频信号
。
振荡电路是大多数信号发生器电路的核心技术，文氏桥振荡电
路为其中的一种，在电路中选择合适的元器件参数，便可得到相应的
输出频率和振幅。

原理图为
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这种电路可实现频率可调。
3.2．RC选频网路：

经过多次调试，定数据R1=7.5KΩ， R2=7.5KΩ，RW=100K，
C1=0.01uf,C2=0.1uf，C3=1uf。

(1) 起振过程：
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(2) 稳定振荡：
(3) 振荡频率
振荡频率由相位平衡条件决定。
φA= 0，仅在 f0处 φF = 0 满足相位平衡条件，所以振荡频率f0= 1/2πRC。
改变R、C可改变振荡频率
RC振荡电路的振荡频率一般在200KHz以下。
振荡频率的调整

3.3．共集放大电路：
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在共集电极放大电路中，输入信号是由三极管的基极与集电极两端输
入的（在原图里看），再在交流通路里看，输出信号由三极管的集电极与
发射极两端获得。因为对交流信号而言，（即交流通路里）集电极是共同
接地端，

3.4．二级放大电路：
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3.5
电路的参数选择与计算：
1、RC选频网络
①．对于第一频段20Hz~200Hz
由： RCf21

选：FC1.0 有：HzRCRf2010*1.021216min
得：KfR8010*1.0202110*1.02166minmax
同样可得：796010*1.02002110*1.02166maxminfR
②．对于第二频段：200Hz~2KHz
由： RCf21

选：FC10.0 有：HzRCRf02010*0.0121216maxmaxmin
得：KfR8010*0.010202110*1.02166minmax
同样可得：796010*10.002002110*1.02166maxminfR
②．对于第三频段：2KHz~20KHz
由： RCf21

选：FC100.0 有：HzRCRf002010*0.00121216maxmaxmin
得：KfR8010*0.00100202110*1.02166minmax
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同样可得：796010*100.0000202110*1.02166maxminfR
第五章 电路的安装与调试
4.1 静态调试
整个电路连接完之后，就可以对该电路进行调试和检测了，以发现和纠正
设计方案的不足之处。
在进行调试和测试之前，首先要对电路进行检查。对照原理图按顺序一一检
查，以免产生遗漏。以元件作为中心进行检查，把每个元器件的引脚依次检查，
看是否有接错线或者漏接等问题，为了防止出现错误，最好对已经检查好的线路
在原理图上做好标记，倘若线路检查无误，则可以对线路进行调试和测试了。
用万用表适当的档位对线路进行测试，看线路是否有短路或者断路等问题，
如果出现错误，就立即进行改进，修改再进行调试。

4.2 动态调试
4.2.1
仿真电路：
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4.2.2．仿真内容：
（1）调节反馈电阻RW是电路产生正弦波振荡。
（2）
测量稳定振荡时输出电压峰值、运放同相端电压峰值、二极管两
端电压最大值，分析它们之间的关系
。

仿真结果：

图5-2-2
正弦波失真
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4.2.3．问题：
按照图示中的电路仿真后的结果出现了顶部和底部的失真，经过一系列
的计算和调试，我们终于将失真的波形调试成正常的正弦波。

4.2.4，仿真最终结果：

4.3 调试中的注意事项
为了保证效果，必须减小测量误差，提高测量精度。为此，需注意以下几点：
(1)正确使用测量仪器的接地端
（2）测量电压所用仪器的输入端阻抗必须远大于被测处的等效阻抗。因为，若
测量仪器输入阻抗小，则在测量时会引起分流给测量结果带来很大的误差。
（3）仪器的带宽必须大于被测电路的带宽。
(4）用同一台测量仪进行测量进，测量点不同，仪器内阻引起的误差大小将不同。
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（5）调试过程中，不但要认真观察和测量，还要记录。记录的内容包括实验条
件，观察的现象，测量的数据，波形和相位关系等。只有有了大量的可靠实验记
录并与理论结果加以比较，才能发现电路设计上的问题，完善设计方案。
（6）调试时出现故障，要认真查找故障原因，切不可一遇故障解决不了的问
题就拆掉线路重新安装。因为重新安装的线路仍可能存在各种问题。我们应该认
真检查。调试结果是否正确，在很大程度上受测量正确与否和测量精度的影响。

第六章 课程设计总结
经过两周的课程设计的学习，我和我的组员制作了一个简易信号发生器，
这其中的兴奋是无法用言语表达的。首先，我根据学到的基础知识把老师提供
的电路图，进行电路仿真，任何事情都不可能是一帆风顺的，开始是创建网络
表时出现问题，后来是没有差错但出来的仿真波形不是预计中的，最后通过同
学们的帮助，把电路仿真图做出来了。

接下来，开始了我们的实物焊接阶段。之前的电子工艺让我简单的接触到
了焊接实物，以为会比较轻松，但实际焊接起来才发现此次与电子工艺中的焊
接实物有很大的不同，要自己对焊板上元件进行布置和焊接电路元件连线，增
加了很大的难度。由于采用了电路板，为了使步线美观、简洁，还真是费了我
们不少精力，经过不断的修改与讨论，最终结果还比较另人满意。

最后一步是调试，刚开始，没有产生预期的波形，通过不断的检查修改，
检查再修改，最终我们制作的简易信号发生器输出了正确的波形。

通过这次模电课程设计的学习，不仅学到了不少关于模电方面的知识，而
且锻炼了自己的动手能力以及实践能力，以后也要继续动手做这种类似的实验。

第七章 参考文献
《模拟电子技术基础》（第五版） 童诗白 华成英 主编

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简易函数信号发生器

简易函数信号发生器

模拟电子技术课程设计任务书系：年级：专业：目录第1章绪论 (3)第2章函数发生器原理框图及总体框图2.1总体框图 (4)2.2 函数发生器方案选择 (5)第3章各部分电路设计及总电路图3.1 正弦波产生的工作原理 (6)3.2 方波和三角波产生的工作原理 (7)3.3 简易信号发生器总电路图 (10)第4章 EWB电路仿真及仿真结果4.1 EWB软件的简单介绍 (11)4.2正弦波发生电路的仿真 (11)4.3方波发生电路的仿真 (12)4.4三角波电路的仿真 (13)第5章 protel的仿真与电路板的制作5.1 protel99 SE 软件的简单介绍 (14)5.2 protel99中设计电路原理图的绘制 (14)5.3 protel99中PCB图的设计与制作 (15)5.4 电路板的制作 (15)5.5简易信号发生器PCB总电路封装图 (16)第7章实验总结 (17)附录A 元器件清单 (18)第一章绪论近这些年来，计算机技术进入了前所未有的快速发展时期。

而特别是高集成电路作为一个子系统的应用，发展更是迅速，已成为新一代电子设备不可缺少的核心部件，其在现实生活中的运用也是非常普遍。

在科学研究、工程教育及生产实践中，如工业过程控制、教学实验、机械振动试验、动态分析、材料试验、生物医学等领域，常常需要用到低频信号发生器。

在日常维修、教学和科研中，函数信号发生器也是不可缺少的工具。

而在我们生活中，以及一些科学研究中，锯齿波和正弦波、矩形波信号也是常用的基本测试信号。

譬如在示波器、电视机等仪器中，为了使电子按照一定规律运动，以利用荧光屏显示图像，常用到锯齿波产生器作为时基电路。

函数发生器作为一种通用的电子仪器，在生产、科研、测控、通讯等领域都得到了广泛的应用。

但市面上能看到的电子仪器在频率精度、带宽、波形种类及程控方面都已不能满足许多方面实际应用的需求。

加之各类功能的半导体集成芯片的快速生产，都使我们研制一种高精度、宽频带，能产生多种波形并具有程控等多功能函数发生器成为可能。

电子技术课程设计实验报告--函数信号发生器

电子技术课程设计实验报告--函数信号发生器

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。

简易正弦信号发生器的设计实验报告

简易正弦信号发生器的设计实验报告

EDA实验报告书ELSIF CLK'EVENT AND CLK='1' THENIF(EN='1') THEN Q1<=Q1+1;END IF;END IF;END PROCESS;AR<=Q1;u1: ROM1 PORT MAP(address=>Q1,q => Q,inclock=>CLK);END;仿真波形图实验结果问题讨论1.总结宏功能模块的应用环境，可实现哪些设计？LPM 是参数可设置模块库Library of Parameterized Modules 的英语缩写，Altera 提供的可参数化宏功能模块和LPM 函数均基于Altera 器件的结构做了优化设计。

在许多实用情况中，必须使用宏功能模块才可以使用一些Altera 特定器件的硬件功能。

例如各类片上存储器、DSP 模块、LVDS 驱动器、嵌入式PLL 以及SERDES 和DDIO 电路模块等等。

这些可以以图形或硬件描述语言模块形式方便调用的宏功能块，使得基于EDA 技术的电子设计的效率和可靠性有了很大的提高LPM可实现基于LPM的流水线的累加器的设计，逻辑数据采样电路设计，简易正弦信号发生器的设计等。

2.设计一个方波生成器。

LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL;ENTITY SQUARE ISPORT(CLK,CLR:IN STD_LOGIC;Q:OUT INTEGER RANGE 0 TO 255);END ENTITY;。

课设报告——简易信号发生器

课设报告——简易信号发生器

简易信号发生器设计摘要随着电子技术的飞快发展，单片机也应用得越来越广泛，基于单片机的智能仪器的设计技术不断成熟。

单片机构成的仪器具有高可靠性，高性价比。

单利用单片机采用程序设计方法来产生波形，线路相对简单，结构紧凑，价格低廉，频率稳定度高，抗干扰能力强等优点，而且还能对波形进行细微的调整，改良波形，易于程序控制。

只要对电路稍加修改，调整程序，就能实现功能的升级。

本系统利用单片机AT89C51采用程序设计方法产生正弦波、三角波、方波、锯齿波四种波形，再通过D/A转换器DAC0832将数字信号转换成模拟信号，滤波放大，最终由示波器显示出来，并通过按键来控制四种波形的类型选择。

本次设计主要由信号发生模块、数模转换模块和仿真模块。

关键词：单片机；数模转换；液晶显示屏目录第1章概述 (1)第2章系统总体方案选择 (1)2.1 系统硬件设计图 (1)2.2 系统软件设计 (1)第3章各单元硬件设计及工作原理 (2)3.1 单片机最小系统的设计 (2)3.2 函数信号发生器的设计 (2)3.2.1 DAC0832芯片工作方式的选择 (2)3.2.2 DAC0832芯片外围电路的设计 (2)3.3 LCD12864显示屏 (3)3.3.1 LCD12864与LCD1602的区别 (3)3.3.2 LCD12864显示屏原理及其硬件设计 (3)第4章软件设计与说明 (3)4.1 软件设计思路 (3)4.2 波形数据输出程序设计 (4)4.3 LCD12864显示程序设计 (5)第5章调试结果及其说明与使用说明 (6)5.1调试过程中遇到的问题 (6)5.1.1 LCD12864显示问题 (6)5.1.2 幅值调节问题 (6)5.2使用说明 (6)第6章总结 (7)第7章参考文献 (8)附录 (9)概述在本系统中，设计的要求为产生三角波、正弦波、方波信号，要求频率和幅值可调。

并且显示内容可以在LCD 显示出来，在本系统中，主控为AT89C51单片机，D/A 转换芯片采用的为ADC0832，LCD 显示屏采用LCD12864，本系统设置有三个控制按键，分别为频率转换按键、波形切换按键、幅值切换按键，通过这三个按键，可以对输出的波形进行控制，波形幅值为0—5V ，分为5个幅值挡位，频率范围为40Hz —400Hz ，分为50个频率挡位。