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信号发生器设计报告

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1 序号（学号）：

1223000101

吉林建筑大学城建学院

课 程 设 计 报 告

信号发生器的设计

姓 名 宋丽萍

系 电气信息工程系

专 业 电子信息工程

班 级 电子12-1

指导教师 雷艳敏(副教授)

2013 年 12 月 27 日 吉林建筑大学城建学院电气信息工程系

第1页 共20页 2 目 录

摘要 ................................................................... 1

ABSTRACT ............................................................... 3

第1章 前言 ............................................................ 4

1.1绪论 ............................................................ 4

1.2 设计目的 ....................................................... 4

第2章 信号发生器的设计原理 ............................................ 5

2.1原理框图 ........................................................ 5

2.2信号发生器的原理图 .............................................. 5

2.2.1矩形波发生电路及工作原理 ................................... 5

2.2.2正弦波发生电路及工作原理 ................................... 6

3.2.3三角波发生电路及工作原理 ................................... 7

第3章仿真电路分析 .................................................. 9

3.1 矩形波波形 ..................................................... 10

3.2 三角波波形 ..................................................... 11

3.3 正弦波波形 ..................................................... 12

总结 .................................................................. 15

参考文献 .............................................................. 16

致谢 .................................................................. 17

附录1整机原理图 ...................................................... 18

吉林建筑大学城建学院电气信息工程系

第 2 页 共 20页 摘 要

信号发生器广泛应用于电子工程、通信工程、自动控制、遥测控制、测量仪器、仪表和计算机等技术领域。采用集成运放和分立元件相结合的方式，利用迟滞比较器电路产生方波信号，以及充分利用差分电路进行电路转换，从而设计出一个能变换出三角波、正弦波、方波的简易信号发生器。通过对电路分析，确定了元器件的参数，并利用仿真软件仿真电路的理想输出结果，克服了设计低频信号发生器电路方面存在的技术难题，使得设计的低频信号发生器结构简单，实现方便。

本设计是信号发生器的设计，主要由比较器、积分器构成，它能产生频率范围为1KHZ～10KHZ内的方波、三角波、正弦波。

关键词 : 方波；正弦波；三角波；信号发生器 吉林建筑大学城建学院电气信息工程系

第3页 共20页 ABSTRACT

Signal generator is widely used in electronics engineering, communication

engineering, automatic control, remote control, measuring instrument,

instrument and computer technology. Using integrated op-amp and the way of the

combination of discrete component, using hysteresis comparator circuit to

produce square wave signal, and make full use of the differential circuit to

convert the circuit, so as to design a can transform a simple triangle wave,

sine wave and square wave signal generator. Based on circuit analysis, to

determine the parameters of the components, and by using simulation software

simulation circuit of the ideal output, overcomes the low frequency signal

generator circuit design of technical problems, makes the design of the low

frequency signal generator has simple structure, easy to implement.

This design is the design of the signal generator, mainly by the comparator,

integrator, differential amplifier, it can produce within the frequency range

of 1 KHZ ~ 10 KHZ square wave, triangle wave, sine wave.

Key Words: square wave; Sine wave; Triangle wave. Signal generator

吉林建筑大学城建学院电气信息工程系

第4页 共20页

第1章 前言

1.1绪论

凡是产生测试信号的仪器，统称为信号源，也称为信号发生器，它用于产生被测电路所需特定参数的电测试信号。

信号源可以根据输出波形的不同，划分为正弦波信号发生器、矩形脉冲信号发生器、函数信号发生器和随机信号发生器等四大类。正弦信号是使用最广泛的测试信号。这是因为产生正弦信号的方法比较简单，而且用正弦信号测量比较方便。正弦信号源又可以根据工作频率范围的不同划分为若干种。

信号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（如低频信号函数发生器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ILC8038）。本设计主要由集成运算放大器与晶体管差分放大器组成的方波—三角波—正弦波函数发生器的设计方法。

1.2 设计目的

（1）掌握常用元器件的识别，测试和使用方法。

（2）学会运用Muiltisim仿真软件对所做出的理论设计进行仿真测试

1.3 设计意义

多功能信号发生器是现代测试领域内最为广泛的通用仪器之一，在研制测试,生产和维修各种电子原件，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反应，以分析确定他们的性能参数，信号发生器是电子测量领域中最基本，应用最广泛的一类的电子仪器。它可以产生多种波形信号，广泛用于通讯，雷达，导航，领航等领域。

吉林建筑大学城建学院电气信息工程系

第5页 共20页

第2章 信号发生器的设计原理

2.1原理框图

2.2信号发生器的原理图

2.2.1矩形波发生电路及工作原理

如下图所示，在接通电源的瞬间，设输出电压偏向于正饱和值，即Vo=+Vz时，加到比较器同相端的电压为+FVz，而加于反相端的电压，由于电容器 C上的电压 Vc不能突变，只能由输出电压Vc 通过电阻Rf 按指数规律向 C充电来建立，充电电流为i+ 。显然，当加到反相端的电压 Vc略正于 +FVz时，输出电压便立即从正饱和值 (+Vz)迅速翻转到负饱和值(-Vz) ， 又通过 Rf对C 进行反向充电，充电电流为i- 。直到Vc 略负于-FVz 值时，输出状态在翻转回来。如此循环不已，形成一系列的矩形波输出。

矩形波发生电路原理图： 吉林建筑大学城建学院电气信息工程系

第6页 共20页

图2-1 矩形波发生电路

2.2.2正弦波发生电路及工作原理

图示为RC桥式正弦波振荡器。其中RC串、并联电路构成正反馈支路，同时兼作选频网络，R3、R4、R5及二极管等元件构成负反馈和稳幅环节。调节电位器RW，可以改变负反馈深度，以满足振荡的振幅条件和改善波形。利用两个反向并联二极管D1、D2正向电阻的非线性特性来实现稳幅。D1、D2采用硅管（温度稳定性好），且要求特性匹配，才能保证输出波形正、负半周对称。R3的接入是为了削弱二极管非线性的影响，以改善波形失真。电路的振荡频率 ：

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低频信号发生器设计与实现报告

低频信号发生器设计与实现报告

仪器科学与电气工程学院

本科生“六个一”工程之课外实验项目报告

低频信号发生器的设计与实现

专业：测控技术与仪器

姓名：刘雪锋

学号：65090215

时间：2011年11月

一、实验目的：

练习基本技能：常用测试仪器使用、电路安装、测试、调试；

初步学会查阅电子器件英文说明书；

训练基本单元电路设计、调试、测试。

二、实验内容：

设计一个低频信号发生器，可输出方波、矩形波、三角波、锯齿波、正弦波。频率和幅度可调；矩形波占空比可调；锯齿波上升、下降时间可调；

根据电路原理图的具体结构，安装单元电路；

测输出幅度、频率、失真度、上升沿、下降沿、观察三角波线性度；

不得使用8038模块；

写出设计与总计报告，说明电路原理、特点、测试结果、结果分析。

三、总体设计方案：

（一）总体设计原理框图

比较器 积分器

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转换成方波，再由积分电路将方波变成三角波；也可以先由振荡器产生方波，再经积分电路产生三角波，再经过滤波电路产生正弦波等等。我选用的是前一种方案，上图为总体设计流程。

（二）各部分电路图及其原理

1、正弦波产生电路及其原理：

正弦波产生电路的目的就是使电路产生一定频率和幅度的正弦波，我们一般在放大电路中引入反馈电路，并创造条件，使其产生稳定可靠的振荡。电路接通电源的一瞬间，由于电路中电流从零突变到某一值，它包含着很多的交流谐波，经过选频网络选出频率为f0的信号，一方面由输出端输出，另一方面经正反馈网络传送回到输入端，经放大和选频，这样周而复始，不断地反复，只要反馈信号大于初始信号，震荡就逐渐变强，最后稳定的震荡起来。我所设计的正弦波震荡电路为RC串并联式正弦波震荡电路,又被称为文氏桥电路。这个电路由两部分组成，即放大电路和选频网络，放大电路为由集成运741放所组成的电压串联负反馈放大电路，选频网络兼作正反馈网络，它具有电路简单、易起振、频率可调等特点被大量应用于低频振荡电路，电路图如下所示 ：

简易函数信号发生器设计报告

简易函数信号发生器设计报告

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。设计方案简单、成本低廉，实现效果较好。但需要注意的是，本设计的频率和幅度调节范围相对较小，适用于一般的电子设备测试，但对于一些特殊需求可能不够满足。如果需要更高精度、更大范围的信号发生器，可能需要选择其他方案或使用专业设备。总的来说，本次设计是一个较为简单实用的函数信号发生器的设计，可以满足一般的工程需求。

函数信号发生器设计报告

函数信号发生器设计报告

第- 1 -页 共19页

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 -

反馈移位型序列信号发生器的设计实验报告

反馈移位型序列信号发生器的设计实验报告

反馈移位型序列信号发生器的设计实验报告

一、实验目的

本实验旨在通过搭建反馈移位型序列信号发生器的电路，实现对特定频率的信号进行发生和输出。同时，借助实验过程中的观测和分析，深入研究反馈移位型序列信号发生器的工作原理和特性。

二、实验原理

反馈移位型序列信号发生器的核心原理是利用反馈电路实现信号的周期性变化。具体来说，电路中包括一定数量的延时器和异或门，每经过一个延时器，信号就会向后移动一个时刻。同时，异或门则负责将当前信号和之前的信号进行异或运算，实现信号的周期性变化。通过不断调整延时器的数量和时间，可以实现对特定频率的信号进行发生和输出。

三、实验步骤

1.搭建反馈移位型序列信号发生器电路。

2.将正弦波信号输入到反馈移位型序列信号发生器电路中。

3.通过示波器观测反馈移位型序列信号发生器输出的信号，并记录其频率和幅度。

4.根据观测结果，调整延时器数量和时间，实现对特定频率的信号进行发生和输出。

5.重复步骤3和4，直至输出信号符合实验要求。

四、实验结果与分析

通过反馈移位型序列信号发生器的电路搭建和实验操作，我们成功实现了对特定频率的信号进行发生和输出。其中，延时器数量和时间的调整是关键步骤之一。在实验过程中，我们发现增加延时器数量可以使输出信号的频率更低，而增加延时器时间则会让输出信号的频率更高。

我们还观测到了反馈移位型序列信号发生器的输出信号具有周期性，并且幅度随着时间的增加而逐渐降低。这是由于信号在电路中传播时，经过多次异或运算后逐渐衰减所导致的。

五、实验总结

通过本次实验，我们深入了解了反馈移位型序列信号发生器的工作原理和特性，并成功实现了对特定频率的信号进行发生和输出。在实验过程中，我们需要注意调整延时器数量和时间，以实现对输出信号频率的控制。此外，我们还应该注意观测输出信号的周期性和幅度变化，以深入了解电路的工作特性。

本次实验为我们深入了解反馈移位型序列信号发生器的原理和特性提供了重要的实践机会，也为我们今后的学习和研究奠定了基础。