函数发生器的设计

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函数信号发生器(三角波,梯形波,正弦波)

电子课程设计

题目：函数信号发生器的设计

学院：机械工程学院

班级：测控技术与仪器071班

作者：

学号：

指导教师：

2010年7月7日

摘要：

该函数发生器采用AT89S51 单片机作为控制核心，外围采用数字/模拟转换电路（DAC0832）、运放电路（1458N）等。电路采用AT89S51单片机和一片DAC0832数模转换器组成函数信号发生器，在单片机的输出端口接DAC0832进行DA转换，再通过运放进行波形调整，最后输出波形接在示波器上显示。它具有价格低、性能高和在低频范围内稳定性好、操作方便、体积小、耗电少等特点。由于采用了1458N运算放大器，使其电路更加具有较高的稳定性能，性能比高。此电路清晰，出现故障容易查找错误，操作简单、方便。

本设计主要应用AT89S51作为控制核心。硬件电路简单，软件功能完善，控制系统可靠，性价比较高等特点，具有一定的使用和参考价值。

关键词：AT89S51、DAC0832、波形调整

【Abstract】： For special requirement the function generator using

AT89S51 microcontroller as the control, external analog / digital conversion circuit (DAC0832), op-amp circuit (1458C) and so on. AT89S51 microcontroller circuit and an integral function DAC0832 digital-signal generator, the microcontroller output port connected to DA converter DAC0832, and then wave through the op amp to adjust the final output connected to the oscilloscope waveform display. It has a low cost, high performance and low frequency range, good stability, easy operation, small size, low power consumption and so on. As a result of 1458G operational amplifier circuit to a more stable performance with high performance is high. The circuit clear, easy to find failure error, simple and convenient.

函数信号发生器的设计

函数信号发生器是一种电子测试仪器，用于产生各种波形信号，如正弦波、方波、三角波、锯齿波等。它广泛应用于电子、通信、计算机、自动控制等领域的科研、教学和生产中。本文将介绍函数信号发生器的设计原理和实现方法。

一、设计原理

函数信号发生器的设计原理基于信号发生器的基本原理，即利用振荡电路产生一定频率和幅度的电信号。振荡电路是由放大器、反馈电路和滤波电路组成的。其中，放大器负责放大电信号，反馈电路将一部分输出信号反馈到输入端，形成正反馈，使电路产生自激振荡，滤波电路则用于滤除杂波和谐波，保证输出信号的纯度和稳定性。

函数信号发生器的特点是可以产生多种波形信号，这是通过改变振荡电路的参数来实现的。例如，正弦波信号的频率和幅度可以通过改变电容和电阻的值来调节，方波信号的占空比可以通过改变开关电路的工作方式来实现，三角波信号和锯齿波信号则可以通过改变电容和电阻的值以及反馈电路的参数来实现。

二、实现方法

函数信号发生器的实现方法有多种，其中比较常见的是基于集成电

路的设计和基于模拟电路的设计。下面分别介绍这两种方法的实现步骤和注意事项。

1. 基于集成电路的设计

基于集成电路的函数信号发生器设计比较简单，只需要选用合适的集成电路，如NE555、CD4046等，然后按照电路图连接即可。具体步骤如下：

（1）选择合适的集成电路。NE555是一种常用的定时器集成电路，可以产生正弦波、方波和三角波等信号；CD4046是一种锁相环集成电路，可以产生锯齿波信号。

（2）按照电路图连接。根据所选集成电路的电路图，连接电容、电阻、电感等元器件，形成振荡电路。同时，根据需要添加反馈电路和滤波电路，以保证输出信号的稳定性和纯度。

函数发生器的设计------模拟电子技术课程设计

稳定性要求：确定函数发生器的稳定性要求，如温度稳定性、电源稳定性等
成本控制：确定函数发生器的成本控制要求，如材料成本、制造成本等
选择合适的放大器、滤波器、振荡器等电路元件
设计电路的布局和布线，确保信号的传输和接收效果
确定输出信号的频率范围和精度要求
考虑电路的稳定性和可靠性
运行仿真：运行仿真模型，观察仿真结果
设计难点：如何实现频率和幅度的精确控制
设计创新点：采用模拟电子技术，设计一个具有一定频率和幅度的函数发生器
电路图绘制：使用电路设计软件，如Protel、Altium Designer等，绘制电路图，包括电源、信号源、放大器、滤波器等部分。
版图绘制：使用版图设计软件，如Cadence、Mentor Graphics等，绘制版图，包括元器件布局、布线、焊盘设计等。
高精度和高稳定性：函数发生器将更加精确和稳定，满足更高要求的测试需求
技术挑战：如何实现高精度、高稳定性的函数发生器
市场竞争：如何应对国内外竞争对手的挑战
市场需求：如何满足不同行业对函数发生器的需求
发展趋势：如何把握未来函数发生器的发展趋势，如智能化、网络化等
汇报人：
感谢您的观看
功率放大器：将信号发生器产生的信号进行功率放大
信号发生器：产生所需频率和波形的信号
频率合成器：将信号发生器产生的信号进行频率合成

函数发生器设计

函数发⽣器设计

多功能信号发⽣器设计

⼀、设计任务

设计⼀个多功能信号发⽣器，要有如下：

1、输出信号波形的形式：正弦波、三⾓波、⽅波、单次脉冲。

2、输出信号的频率：20Hz~2kHz，连续可调。

3、输出信号的幅度：1V P-P~10V P-P，连续可调；单次脉冲：低电平≤0.4V，⾼电平

3.5~5V。

4、输出信号直流电平调节范围：-5V~+5V。

5、输出信号波形精度：正弦波失真度≤2%；三⾓波的线性度≤1%；⽅波信号的上

（下）升沿时间≤2µS。

⼆、设计⽅案分析

信号发⽣器在科学实验、电⼦测量、⾃动控制、设备检测、⽆线通讯等领域有着⼴泛的应⽤。信号发⽣器的基本功能是可以提供符合⼀定技术指标要求的电信号，其波形、频率、幅值均可以调节。实现信号发⽣器电路的⽅案很多，其特点也不同，主要有模拟电路实现⽅案、数字电路实现⽅案和模数混合实现的⽅案。

1、采⽤单⽚机控制技术实现的信号发⽣器

该⽅案的主要思路是采⽤编程的⽅法来产⽣希望得到的波形，⽤户将要输出的波形预先存储在半导体存储器中，在需要某种波形时将储存在存储器中的数据依次读出来，经过数模转换、滤波等处理后，输出该波形的信号。该⽅案优点是输出信号的频率稳定，抗⼲扰能⼒强，实现任意波形的信号容易，可通过外置按键或键盘来设定所需要产⽣信号源的类型和频率，还可以通过显⽰器显⽰出波形的相关信息。不⾜之处是由于单⽚机的处理数据的速度有限，当产⽣频率⽐较⾼的信号时，输出波形的质量将下降。

2、利⽤直接数字频率合成（DDS）集成芯⽚实现的信号发⽣器

随着⼤规模集成电路制作技术的发展，采⽤直接数字频率合成技术实现的信号产⽣集成芯⽚应⽤越来越⼴泛。DDS集成芯⽚内部主要由相位累加器、波形存储器、⾼速D/A转换器等环节组成，在时钟脉冲的控制下，相位累加器对输⼊的频率控制字不断进⾏累加得到相应的相位码，同时相位码序列作为地址信号去寻址波形存储器进⾏相位码到幅度码的转换，并输出不同的幅度编码。这⼀系列不同的幅度编码经过D/A转换器得到相应的阶梯电压信号，最后经过低通滤波器平滑，即可输出相应的信号。⼀般集成DDS芯⽚内部时钟脉冲的频率固定，其相位累加器位数也不变，所以只需改变频率控制字即可实现输出信号频率的变化。利⽤DDS集成电路设计的信号发⽣器具有输出频率⾼，频率稳定度⾼，输出频率分辨率⾼，易于实现全数字控制等优点，是⽬前设计⾼精度、⾼性能信号发⽣器的⾸选⽅案。⽬前典型的DDS集成芯⽚有AD9850、AD9851、AD9852和AD9834等。

简单函数发生器的设计

函数发生器（function generator）是一种能生成不同函数形式输出

信号的仪器。它广泛应用于电子、通信、自动控制等领域，用于测试、仿真、教学以及其他各种应用。

函数发生器通常由以下几个组成部分组成：信号源、波形形状选择电路、频率选择电路和幅度控制电路。下面将分别对这些部分进行设计。

首先是信号源。在函数发生器中，常用的信号源有信号发生器和稳压

电源。信号发生器产生正弦、方波、三角波等各种波形信号。稳压电源用

于提供稳定的电压输出。这里我们选择使用信号发生器作为信号源。

接下来是波形形状选择电路。波形形状选择电路用于选择输出信号的

波形形状，包括正弦波、方波、三角波等。这里我们采用多路开关电路来

实现波形形状的选择。多路开关电路可以通过切换不同的开关状态来选择

不同的波形形状。

然后是频率选择电路。频率选择电路用于选择输出信号的频率。一种

常见的频率选择电路是使用可变频率振荡器（VFO）。可变频率振荡器可

以通过调节电路中的电阻、电容或电感等参数来改变输出信号的频率。

最后是幅度控制电路。幅度控制电路用于控制输出信号的幅度大小。

一种常用的幅度控制电路是使用可变增益放大器。可变增益放大器可以通

过调节放大器的增益来改变输出信号的幅度。

综上所述，一个简单函数发生器的设计包括信号源、波形形状选择电路、频率选择电路和幅度控制电路四个部分。其中信号源使用信号发生器，波形形状选择电路使用多路开关电路，频率选择电路使用可变频率振荡器，

幅度控制电路使用可变增益放大器。通过调节这些电路的参数，我们可以生成不同形式的函数输出信号。

函数发生器课程设计实验报告

函数生成器课程设计实验报告

引言

函数生成器是计算机科学中常用的一种工具，它可以帮助我们生成特定规律的函数。在本次课程设计实验中，我们使用函数生成器来实现一些常见的函数生成任务。本报告将详细介绍实验的目标、方法、结果和分析。

一、实验目标

本次实验的目标是设计和实现一个函数生成器，能够生成满足特定条件的函数。具体来说，我们将实现以下几个功能：

1. 生成等差数列函数；

2. 生成等比数列函数；

3. 生成斐波那契数列函数；

4. 生成阶乘函数；

5. 生成幂函数。

二、实验方法

为了实现上述目标，我们采用了以下步骤：

1. 设计函数生成器的接口，包括输入参数和返回值类型；

2. 实现等差数列函数生成器，通过输入起始值、公差和长度来生成等差数列函数；

3. 实现等比数列函数生成器，通过输入起始值、公比和长度来生成等比数列函数；

4. 实现斐波那契数列函数生成器，通过输入长度来生成斐波那契数列函数；

5. 实现阶乘函数生成器，通过输入数字来生成阶乘函数；

6. 实现幂函数生成器，通过输入底数和指数来生成幂函数。

三、实验结果

经过实验，我们成功实现了上述功能，并得到了以下结果：

1. 等差数列函数生成器可以根据输入的起始值、公差和长度生成相应的等差数列函数；

2. 等比数列函数生成器可以根据输入的起始值、公比和长度生成相应的等比数列函数；

3. 斐波那契数列函数生成器可以根据输入的长度生成相应的斐波那契数列函数；

4. 阶乘函数生成器可以根据输入的数字生成相应的阶乘函数；

5. 幂函数生成器可以根据输入的底数和指数生成相应的幂函数。

函数发生器的设计

函数生成器的设计是一种用于生成函数对象的工具，它可以根据特定

的需求和规则自动创建函数。这种设计模式可以提供更灵活和可重用的代

码结构，使开发人员能够更容易地创建和管理各种不同类型的函数。

函数生成器的设计可以包括以下几个关键组成部分：

1.接口设计：

-函数生成器应该定义一个明确的接口，使开发人员能够方便地使用

和配置生成器。这可以包括输入参数、输出类型和其他必要的选项。

-接口设计应该尽量简洁和易于理解，以便于其他开发人员能够轻松

地使用和扩展生成器。

2.参数和选项处理：

-函数生成器应该能够接受一些输入参数和选项，以便根据这些参数

和选项生成不同类型的函数。例如，可以通过参数来指定生成函数的名称、参数列表、返回类型等。

-生成器应该能够验证和处理输入参数和选项，以确保生成的函数符

合预期的规范和需求。

3.函数生成逻辑：

-生成器应该定义一个生成函数的逻辑，根据输入参数和选项来创建

函数对象。这可以包括使用模板、元编程或其他技术来生成函数的源代码。

-生成器应该能够根据不同的需求和规则生成不同类型的函数。例如，可以根据输入参数和选项生成不同的函数体、返回值或异常处理逻辑。

4.函数对象的包装和管理：

-生成器应该能够将生成的函数对象包装成可执行的代码，并提供一

些管理函数对象的功能。这可以包括保存函数对象到文件、加载函数对象、执行函数对象等。

-包装和管理函数对象的功能可以提供更方便和可靠的方式来使用和

维护生成器生成的函数。

5.错误处理和异常处理：

-生成器应该能够处理输入参数和选项的错误，并提供适当的错误消

函数信号发生器的设计

函数信号发生器是一种用于产生各种常用电信号和波形的多功能信号产生器。它也可

以产生各种频率、幅度范围可调的宽带或窄带信号。在科学研究，工程设计和信号测量领

域中，函数信号发生器发挥着重要作用。

函数信号发生器的设计一般包括信号控制模块、信号发生模块和信号监控模块三部分。

信号控制模块用于控制信号的产生以及信号的参数，如波形、频率、幅度等。它根据

外部控制信号的指令，通过把信号控制参数转换成相应的电气量并输出至发生模块。常用

的参数控制方法有时序逻辑控制、数字逻辑控制和模拟控制，各司其职。

信号发生模块经过控制模块传来控制信号后，将其转换成相应的电信号或波形及参数，完成发生功能，输出至信号检测模块。信号发生模块的选择取决于所要求的发生的信号的

频率、波幅和类型等参数，如果只是产生低频、幅度小的信号，可以使用简单的开关电路；对于需要产生宽带信号和高频信号，则可采用电声变换器、振荡器、综合器或调制器等元

件辅以专用外围电路实现。

信号监控模块起到信号检测、监测和放大作用，其主要功能是通过增益放大信号，而

其增益可以由控制模块实现调节，具体实现方案取决于信号的类型，对于数字信号可以采

用数字信号处理技术，而对于模拟信号可以采用模拟信号放大器。

函数信号发生器的设计实际上是信号生成、控制、测量和监测的一整套系统，是通过

控制仪表发送信号，然后把发出的信号放大，然后利用函数信号发生器产生恒定频率和恒

定幅度的信号，以及根据外部控制指令动态调整频率、幅度等信号参数，从而实现测量结

果的视觉化和长期信号测量自动化等功能。

函数信号发生器电子设计报告

电子综合设计报告

设计题目：函数信号发生器

一、综合设计方案

要求：可以输出正弦波、方波、三角波；频率范围200Hz~10KHz;方波输出

电压幅度U

P-P =5V, U

P-P

≈3V。

函数信号发生器由以下两部分组成：

（1）、±12v稳压电源电路

使用变压器、全桥、LM7812、LM7912设计出±12v稳压电源电路。

（2）、波形产生电路

用集成函数发生器ICL8038、集成运算放大器 LF353设计出能产生方波、三角波、正弦波的信号发生器。

二、有关电子器件介绍

1、LM7812和LM7912

LM7812是正12v三端稳压器，LM7912是负12V三端稳压器，如下图所示

2、LF353

集成运算放大器 LF353为二运算放大器，该集成电路内含两个独立的运算放大器。

LF353主要用途：

适用于各种稳压电源电路。

主要特点：

输出稳定性好、使用方便、输出过流、过热自动保护。

极限值：( Tc=25 ℃)

电特性：( Tc=25 ℃)

最大输入电压VI 35 V

最大输出电流Io 1.5 A

最大耗散功率PD 20 W

最高结温Tjm 150 ℃

贮存温度Tstg －55～150 ℃

3、ICL8038

ICL8038精密函数发生器是采用肖特基势垒二极管等先进工艺制成的单集成电路芯片，电源电压范围宽、稳定度高、精度高、易于用等优点，外部只需接入很少的元件即可工作，可同时产生方波、三角波和正弦波，其函数波形的频率受内部或外电压控制，当调节外部电路参数时，还可以获得占空比可调的矩形波和锯齿波。因此，广泛用于仪器仪表之中。

（1）ICL8038性能特点

课程设计函数发生器的设计

一、课程目标

知识目标：

1. 让学生掌握函数发生器的基本概念，理解其工作原理；

2. 使学生能够运用函数发生器进行常见函数的生成与变换；

3. 帮助学生了解函数发生器在现实生活中的应用。

技能目标：

1. 培养学生使用函数发生器进行实验操作的能力；

2. 提高学生运用函数发生器解决实际问题的能力；

3. 培养学生团队协作，进行实验数据分析和处理的能力。

情感态度价值观目标：

1. 激发学生对电子技术及实验操作的热爱，培养学习兴趣；

2. 培养学生严谨的科学态度，注重实验数据的准确性和可靠性；

3. 培养学生将所学知识应用于实际生活的意识，增强实践能力。

课程性质：本课程为电子技术实验课，结合理论知识，以实践操作为主。

学生特点：学生处于高中阶段，具有一定的电子技术基础，对实验操作感兴趣，但需引导和培养团队协作能力。

教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，强调实验操作规范，培养学生实际操作能力和团队协作精神。通过本课程的学习，使学生在掌握函数发生器相关知识的基础上，提高实践应用能力。

二、教学内容

1. 函数发生器的基本原理与结构：介绍函数发生器的功能、分类、工作原理及主要组成部分；

- 相关教材章节：第五章第二节“函数发生器的基本原理”

2. 函数发生器的操作与使用：讲解函数发生器的操作方法、功能键使用、波形设置等；

- 相关教材章节：第五章第三节“函数发生器的操作与应用”

3. 常见函数的生成与变换：通过实际操作，让学生掌握正弦波、方波、三角波等常见函数的生成与变换；

- 相关教材章节：第五章第四节“函数发生器生成常见函数”

函数发生器设计

函数发生器是一种能够生成函数的工具，它可以根据用户的需求自动

生成符合要求的函数。在软件开发中，函数是程序的基本构建块之一，通

过函数的组合和调用，可以实现各种功能。但是在实际开发中，有时候我

们需要编写大量相似的函数，这样会增加代码量，并且容易引入错误。因此，设计一个函数发生器可以提高开发效率，减少代码冗余，并且提高代

码的可维护性。

1.函数类型定义：函数发生器应该支持生成不同类型的函数，例如数

学运算函数、字符串处理函数、数据结构函数等。因此，需要定义一个函

数类型的抽象模型，包括函数的输入参数和返回值。

2.函数参数生成：函数发生器需要根据用户的需求生成函数的输入参数。可以通过用户提供的参数类型和数量，随机生成参数值，或者根据一

定的规则生成参数。

3.函数体生成：函数发生器需要根据用户的需求生成函数的实现代码。可以通过用户提供的函数逻辑描述，将其转化为代码实现。也可以通过函

数体模板，根据用户需求替换其中的占位符，生成最终的函数体。

4.函数命名和文档生成：函数发生器应该支持为生成的函数自动生成

命名和文档。可以通过用户提供的函数功能描述，结合一定的规则生成函

数的命名。同时，还可以根据函数的输入参数和返回值，自动生成函数的

文档，包括参数描述、返回值描述和函数功能描述等。

5.函数生成策略：函数发生器应该支持不同的函数生成策略。例如，

可以提供随机生成函数的功能，每次生成不同的函数；也可以提供基于模

板的生成功能，根据用户提供的模板生成函数。同时，还可以支持用户自定义生成策略，根据用户的需求生成函数。

函数信号发生器模拟电路课程设计3

《模拟电子技术基础》课程设计任务书

设计题目

方波－三角波－正弦波函数发生器设计

要求设计制作一个方波－三角波－正弦波频率范围100Z H ～1K Z H ,频率可调。实验仪器设备：示波器，万用表，直流稳压源，毫伏表

设计步骤与要求：

（1）根据设计要求，查阅相关资料，提出理论设计方案，画出电路原理图；

（2）根据已知条件及性能指标要求，选择元器件的型号及参数，并列出材料清单，画出

电路连线图；

（3）将元器件安装在通用电路板，确认布线合理后再进行元器件的焊接。

（4）测试性能指标，调整与修改元件参数值，使其满足电路设计要求，将修改后的元件

参数值标在设计的电路图上。

（5）上述各项完成后，再进行一些实验研究和讨论。

（6）所有实验完成后，写出规范的设计报告。

1 函数发生器的总方案及原理框图 (4)

1.1函数发生器的总方案论证 (4)

1.2原理框图 (4)

2设计的目的及任务 (5)

2.1 课程设计的目的 (5)

2.2 课程设计的任务与要求 (5)

2.3 课程设计的技术指标 (5)

3元器件选择 (6)

4 各组成部分的工作原理及实现功能

4.1 方波发生电路的工作原理 (6)

4.2 方波---三角波转换电路的工作原理 (7)

4.3 三角波---正弦波转换电路的工作原理 (10)

4.4电路的参数选择及计算 (12)

4.5 总电路图 (13)

5电路的安装与调试 (14)

5.1 方波---三角波发生电路的安装与调试 (14)

5.2 三角波---正弦波转换电路的安装与调试 (14)

5.3 总电路的安装与调试 (14)

函数信号发生器设计

函数信号发生器是一种可以输出各种形式的信号的电子设备，如正弦波、方波、脉冲等。它通常用于科学研究、电子工程实验、教学以及通信

系统的测试和调试等领域。本文将介绍函数信号发生器的设计原理、关键

模块以及一些常见的应用。

一、设计原理

1.参考振荡器：参考振荡器是整个函数信号发生器的核心部分，它负

责产生一个稳定的基准频率，通常采用石英晶体振荡器作为参考源。

2.频率调节电路：频率调节电路通过改变参考振荡器的频率来控制信

号发生器输出的信号频率。通常采用电压控制振荡器（VCO）或者数字频

率合成技术来实现。

3.振幅调节电路：振幅调节电路用于调节信号发生器输出信号的幅值，通常采用放大电路或者可变增益放大器来实现。

4.波形调节电路：波形调节电路用于调节信号发生器输出信号的波形，可以实现正弦波、方波、脉冲等不同形式的信号输出。

二、关键模块设计

在函数信号发生器的设计中，有几个关键模块需要特别注意。

1.参考振荡器设计：参考振荡器的设计要求具有高稳定性和低噪声，

可以选择石英晶体振荡器或者TCXO（温度补偿石英晶振）作为参考源。

2.频率调节电路设计：频率调节电路的设计要求具有较大的频率范围

和较高的分辨率。可以采用电压控制振荡器（VCO）和锁相环（PLL）等技

术来实现。

3.振幅调节电路设计：振幅调节电路的设计要求具有较大的增益范围

和较低的失真。可以选择可变增益放大器和反馈控制技术来实现。

4.波形调节电路设计：波形调节电路的设计要求具有较高的波形质量

和波形稳定性。可以选择滤波电路、比较器和数字信号处理器等技术来实现。

函数发生器的设计及制作

首先，信号波形的选取。函数发生器通常可以生成多种类型的波形，

包括正弦波、方波、三角波、锯齿波等。选择哪种波形要根据具体应用来

确定。例如，正弦波适用于声音处理和音频信号发生器，方波适用于数字

电路测试等。根据需要选择合适的集成电路来实现具体的波形生成。

其次，频率范围的设计。函数发生器一般需要提供广泛的频率范围，

以满足不同应用的需求。频率范围的选择应考虑使用的具体场景，如声音

处理常用的范围为20Hz至20kHz，但对于RF测试则需要更宽的频率范围。设计时可以选择使用锁相环（PLL）技术来实现频率的稳定和调节。

然后，幅度调节的设计。函数发生器通常应具备调节信号幅度的功能，以适应不同电路的要求。幅度调节一般通过电压控制放大器（Voltage Controlled Amplifier, VCA）来实现。这里需要注意的是，在不同波形下，幅度调节的方式可能会有所不同，需要根据具体的波形类型来设计调

节电路。

最后，稳定性的考虑。函数发生器需要具备较高的稳定性，以保证输

出信号的准确性和可靠性。稳定性可以通过选择高精度的参考电压源和稳

压器来实现。另外，使用高性能的时钟发生器和低噪声放大器也可以提高

函数发生器的稳定性。

在实际制作函数发生器时，可采用集成电路、电阻、电容、晶振、时

钟发生器、运放等一系列电子元件来搭建电路。首先，根据具体的设计需求，选择合适的集成电路来实现波形的生成、频率调节和幅度调节等功能。然后，根据电路图和原理图进行电路的布局和焊接。注意电路连接的准确

性和稳定性，避免过于复杂的布线。最后，进行电源和地线的连接，并添

函数信号发生器的设计

一、设计原理

函数信号发生器的设计原理是通过数字信号处理（DSP）技术将数字

信号转换为模拟信号输出。首先，将需要的信号波形用数字补偿（D/A）

转换为模拟信号，然后通过滤波电路去除混叠频率，最后通过放大电路输

出到外界。

二、主要组成部分

1.数字信号处理（DSP）模块：负责将数字信号转换为模拟信号输出。DSP模块通常由高性能的数字信号处理器（DSP芯片）和相应的存储器组成，用于实现各种信号处理算法和波形生成。

2.数字补偿（D/A）模块：负责将数字信号转换为模拟信号输出。D/A

模块通常由高精度的数字到模拟转换器（D/A芯片）和相应的放大电路组成，用于将数字信号转换为模拟电压输出。

3.滤波电路：负责去除混叠频率。滤波电路可以使用各种类型的滤波器，如低通滤波器、带通滤波器等，根据需求选用适当的滤波器进行设计。

4.放大电路：负责将输出信号放大到适当的幅度。放大电路通常由放

大器和电源电路组成，用于放大信号并提供稳定的电源供电。

三、关键技术

1.数字信号处理技术：函数信号发生器的核心技术是数字信号处理技术。需要使用高性能的DSP芯片和相应的算法实现各种信号处理功能，如

频率合成、相位调制、幅度调制等。

2.数字到模拟转换技术：数字信号转换为模拟信号的关键是使用高精

度的D/A转换器。需要选择合适的D/A芯片，具备高分辨率、低失真、高

速度等特点。

3.滤波技术：信号在数字到模拟转换过程中会产生一定的混叠频率，

需要通过滤波电路去除混叠频率。滤波电路的设计需要考虑滤波器的类型

选择、通带和阻带的频率范围、滤波器的阶数等因素。

函数信号发生器设计实验报告

函数信号发生器的设计

实验报告

院系：电子工程学院

班级：2012211209

**：***

班内序号：

学号：

实验目的：

设计一个设计制作一个可输出方波、三角波、正弦波信号的函数信号发生器。

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,上升、下降沿小于10us（误差

<20%）；

3，三角波Uopp = 8V（误差<20%）；

4，正弦波Uopp≥1V。

设计思路：

1，原理框图：

2，系统的组成框图：

分块电路和总体电路的设计：

函数发生器是指能自动产生方波、三角波和正弦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，本课题采用由集成运算放大器与晶体差分管放大器共同组成的方波—三角波、三角波—正弦波函数发生器的方法。

本课题中函数信号发生器电路组成如下：

第一个电路是由比较器和积分器组成方波—三角波产生电路。单限比较器输出的方波经积分器得到三角波；第二个电路是由差分放大器组成的三角波—正弦波变换电路。

差分放大器的特点:

工作点稳定，输入阻抗高，抗干扰能力较强等。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的传输特性曲线的非线性。传输特性曲线越对称，线性区域越窄越好;三角波的幅度Uim应正好使晶体接近饱和区域或者截至区域。

Ⅰ、方波—三角波产生电路设计

方波输出幅度由稳压管的稳压值决定，即限制在（Uz+UD）之间。