函数发生器设计报告

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函数发生器的设计

函数发生器的设计

工学08-I《电子技术课程设计》报告

函数发生器的设计

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目录

1 设计任务要求 0

2 方案比较 0

3. 单元电路设计 (1)

4. 元件选择 (5)

5. 整体电路 (6)

6. 总结与体会 (7)

7. 参考文献 (8)

1 设计任务要求

1.设计一个函数发生器,可产生方波,三角波,正弦波信号。

2.频率与幅度可以调节。

3.方波占空比可以调节。

2 方案比较

第一种方案

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。如图一所示:

图1 函数发生器电路组成框图

第二种方案

采用DDS作为信号发生核心器件的全数控函数信号发生器设计方案,选用了AD9850芯片,并通过单片机程序控制和处理AD9850的32位频率控制字,再经放大后加至以数字电位器为核心的数字衰减网络,从而实现了信号幅度、频率、类型以及输出等选项的全数字控制。

第三种方案

首先由555定时器组成的多谐振荡器产生方波,然后由积分电路将方波转化

为三角波,最后用低通滤波器将方波转化为正弦波,但这样的输出将造成负载的输出正弦波波形变形,因为负载的变动将拉动波形的崎变。如图二所示:

图2 方波、三角波、正弦波信号发生器的原理框图

函数信号发生器的设计

函数信号发生器的设计

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。

函数发生器课程设计实验报告

函数发生器课程设计实验报告

函数发生器课程设计实验报告实验名称:函数发生器课程设计

实验目的:

1.掌握函数发生器的基本原理和特性;

2.熟悉常见函数发生器的操作方法;

3.学会使用函数发生器进行实际测量与实验。

实验原理:

函数发生器是一种可以产生不同频率和波形的电子仪器,常用于科学研究、电子工程实验和生产测试等。

函数发生器可以通过调节工作模式、频率、幅度和偏移量等参数来产生不同的电信号。常见的波形包括正弦波、方波、锯齿波和三角波等。

实验器材与仪器:

1.函数发生器

2.示波器

3.电源

实验步骤:

1.连接函数发生器、示波器和电源,确保电路连接正确并稳定。

2.打开函数发生器,并将频率设置为100Hz,幅度设置为5V。

3.在示波器上观察输出波形,并记录实际测量值。

4.将函数发生器的频率和幅度分别调节为500Hz和10V,重复步骤3。

5.将函数发生器的工作模式切换为方波,重复步骤3。

6.将函数发生器的工作模式切换为锯齿波,重复步骤3。

7.将函数发生器的工作模式切换为三角波,重复步骤3。

实验结果与数据分析:

经过实验测量得到的数据如下:

1.正弦波频率为100Hz,峰峰值为4.88V。

2.正弦波频率为500Hz,峰峰值为9.79V。

3.方波频率为100Hz,峰峰值为

4.88V。

4.锯齿波频率为100Hz,峰峰值为4.88V。

5.三角波频率为100Hz,峰峰值为4.88V。

由实验数据可知,函数发生器能够按照设定参数的要求产生不同频率和波形的电信号。通过调节频率和幅度等参数,可以控制输出信号的特性,满足实际需求。同时,通过示波器对输出信号进行测量和观察,可以验证函数发生器的工作状态和输出波形的准确性。

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。

函数发生器实验报告

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函数发生器实验报告

函数发生器实验报告

引言:

函数发生器是一种用于产生各种波形信号的实验仪器。它在科学研究、电子工程、通信技术等领域中有着广泛的应用。本次实验旨在通过搭建函数发生器电路并进行一系列实验,探究函数发生器的工作原理和性能特点。

实验目的:

1. 了解函数发生器的基本原理和组成结构;

2. 掌握函数发生器的使用方法和参数调节技巧;

3. 研究函数发生器在不同频率、幅度和波形下的输出特性。

实验仪器和材料:

1. 函数发生器主机;

2. 示波器;

3. 电缆和连接线;

4. 电阻、电容等元件。

实验步骤:

1. 搭建函数发生器电路:根据实验要求,连接函数发生器主机和示波器,并确保电路连接正确稳定。

2. 调节函数发生器参数:通过函数发生器主机上的旋钮和按钮,调节频率、幅度、波形等参数,观察示波器上的波形变化。

3. 测量输出信号的频率和幅度:利用示波器上的测量功能,测量函数发生器输出信号的频率和幅度,并记录数据。

4. 观察不同波形下的输出特性:通过调节函数发生器主机上的波形选择按钮,

观察并记录正弦波、方波、三角波等不同波形下的输出特性。

5. 研究函数发生器的调制功能:尝试使用函数发生器的调制功能,如调幅、调频、调相等,观察输出信号的变化,并记录实验结果。

实验结果与分析:

1. 频率和幅度调节:通过调节函数发生器主机上的旋钮,我们成功地改变了输

出信号的频率和幅度。频率的变化范围从几赫兹到数百千赫兹,幅度的变化范

围从几毫伏到数十伏特。这些调节功能使得函数发生器在实际应用中具有较大

的灵活性。

2. 波形输出特性:我们观察到函数发生器能够产生多种波形,如正弦波、方波、三角波等。通过调节函数发生器主机上的波形选择按钮,我们可以轻松地切换

函数发生器课程设计实验报告

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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。

函数信号发生器的毕业设计

函数信号发生器的毕业设计

保密类别编号

毕业论文

函数信号发生器的设计

系别电子信息科学系

专业电子信息工程

年级

姓名

指导教师

武汉大学珞珈学院

2012年5月5日

摘要

函数信号发生器是教学、科研中应用最广泛的仪器之一。如果能用相对简单的实现方式和较低的成本产生具有高稳定度和精确度的常用波形,无疑将在这些领域中得到更加广泛的应用。

本设计在介绍马克西姆公司MAX038芯片基本特性的基础上,论述了采用MAX038芯片来设计多波形函数信号发生器的原理以及整体的设计,并辅以控制软件和有关的外围电路,实现了一个低成本、多功能、高精度、输出频率连续可调的频率合成式波形发生器,可输出三角波、方波、正弦波三种波形,阐述了其振荡频率控制、信号输出幅度控制、频率和幅度的控制的设计。

关键词: MAX038 函数信号发生器单片机

The design of the Function signal generatorr

ABSTRACT

Function signal generator is one of the most widely used instruments in teaching, scientific research. Use of relatively simple implementation and lower cost to produce a common waveform with high stability and accuracy, and there is no doubt it will undoubtedly be more widely applied in these areas.

函数信号发生器实验报告

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函数信号发生器实验报告

引言

函数信号发生器是一种广泛应用于电子实验室中的仪器设备,用于产生各种形

式的电信号。本实验旨在通过对函数信号发生器的使用和实验验证,进一步了

解信号发生器的原理和应用。

一、实验目的

本实验的主要目的是:

1. 熟悉函数信号发生器的基本操作;

2. 掌握函数信号发生器产生不同形式信号的方法;

3. 通过实验验证信号发生器的输出特性。

二、实验原理

函数信号发生器是一种能够产生各种形式信号的仪器,其基本原理是通过内部

电路将直流电压转换为不同形式的交流信号。常见的信号形式包括正弦波、方波、三角波等。

三、实验步骤

1. 打开函数信号发生器的电源,并将输出连接到示波器的输入端。

2. 调节函数信号发生器的频率、幅度和偏置等参数,观察示波器上的波形变化。

3. 逐步调节函数信号发生器的参数,产生不同形式的信号,并记录下相应的参

数设置和观察结果。

4. 将函数信号发生器的输出连接到其他电路中,观察信号在不同电路中的响应

情况。

四、实验结果与分析

在实验过程中,我们通过调节函数信号发生器的频率、幅度和偏置等参数,成

功产生了正弦波、方波和三角波等不同形式的信号。通过示波器观察到的波形,我们可以看出不同形式的信号在频率和振幅上的差异。

在进一步的实验中,我们将函数信号发生器的输出连接到其他电路中,例如放

大电路和滤波电路。观察到信号在不同电路中的响应情况,我们可以了解到信

号发生器在实际应用中的作用和效果。

五、实验总结

通过本次实验,我们对函数信号发生器的基本操作和原理有了更深入的了解。

我们学会了如何通过调节函数信号发生器的参数来产生不同形式的信号,并通

简易函数信号发生器的设计报告

简易函数信号发生器的设计报告

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。

函数信号发生器的设计

函数信号发生器的设计

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

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

函数发生器的设计

函数发生器的设计

函数发生器的设计

函数发生器是一种能产生多个信号波形的电子设备,其波形可以用于信号发生、信号显示和信号调试等多种应用。通常,函数发生器的设计应考虑以下几个方面:

1. 波形种类和频率变化范围:函数发生器应能产生不同种类的波形,如正弦波、方波、三角波等,并能支持多种频率变化范围,以满足不同实验、调试和应用的需求。

2. 输出幅度和稳定性:函数发生器输出的电信号应保持稳定,能给出正负幅度调节,并在不同输出负载下能够稳定输出。

3. 精度和分辨率:函数发生器的输出应有高精度和高分辨率,以确保输出信号的精确性和准确性。

4. 控制方式和界面设计:函数发生器应提供多种控制方式,如按钮、旋钮、数字组合等,并提供易于理解和操作的界面设计,以方便用户使用和控制。

5. 外围接口和扩展性:函数发生器应支持标准的外围接口,如USB、RS232等,以方便与其他设备相连,并具有扩展性,可以与其他设备连接,扩展其功能。

6. 其他功能:函数发生器可以设置多组参数组合存储,可以设置延时和触发等功能,以满足不同实验和应用的需求。

简易函数信号发生器设计实验报告

简易函数信号发生器设计实验报告

简易函数信号发生器设计实验报告

标题:简易函数信号发生器设计实验报告

一、实验目的

本实验的主要目的是设计并实现一个简易的函数信号发生器。通过这个实验,我们期望能够理解并掌握信号发生器的基本原理和设计方法,同时提升我们的电路设计和调试能力。

二、实验原理

函数信号发生器是一种能产生多种波形的电子仪器,常见的波形包括正弦波、方波、三角波等。其工作原理主要是通过电路中的振荡器产生特定频率的基波,然后通过整形电路将基波转化为所需的波形。

在本实验中,我们将采用LC振荡器作为信号源,通过改变电容和电感的值来调整输出信号的频率。然后,我们将使用分立元件构建整形电路,将振荡器产生的正弦波转换为方波和三角波。

三、实验设备与材料

1. 信号源(LC振荡器)

2. 整形电路元件(电阻、电容、二极管、三极管等)

3. 示波器

4. 电源

5. 导线和接头

四、实验步骤

1. 设计并搭建LC振荡器:首先,我们需要选择合适的电感和电容值来确定振荡器的工作频率。然后,按照振荡器的电路图连接各元件。

2. 调试LC振荡器:接通电源后,使用示波器观察振荡器的输出信号。如果输出信号不稳定或频率不符合预期,可以通过调整电感或电容的值来进行调试。

3. 设计并搭建整形电路:根据所需的波形(方波或三角波),选择合适的整形电路结构,并按照电路图连接各元件。

4. 调试整形电路:将振荡器的输出信号接入整形电路,然后使用示波器观察整形电路的输出信号。如果输出波形不理想,可以通过调整电路元件的值来进行调试。

五、实验结果与分析

经过上述步骤的设计和调试,我们成功地实现了简易函数信号发生器。以下是实验结果的详细描述:

简易函数信号发生器设计实验报告 -回复

简易函数信号发生器设计实验报告 -回复

简易函数信号发生器设计实验报告-回复

1. 实验目的:

本实验的目的是设计一个简易的函数信号发生器,用于产生不同类型的信号波形,并通过波形示波器观测信号的形态。

2. 实验原理:

函数信号发生器是一种能够产生不同类型波形的电子设备。它通常由两个主要部分组成:波形发生电路和输出电路。

2.1 波形发生电路:波形发生电路利用集成电路中的函数发生器芯片,比如集成电路型号是XR2206,该芯片能够产生多种波形,包括正弦波、方波、锯齿波、三角波等。波形发生电路通过调节集成电路中的信号发生参数,如频率、幅度、偏置等,来实现不同类型波形的产生。

2.2 输出电路:输出电路将波形发生电路中生成的信号进行放大和滤波处理,使得信号能够适应不同负载。

3. 实验器材:

- 函数信号发生器实验箱

- 示波器

- 平头螺丝刀

- 直流电源

- 电压表

4. 实验步骤:

4.1 连接电路:将函数信号发生器实验箱与示波器通过连接线连接起来。

4.2 设置频率:使用函数信号发生器实验箱上的旋钮选择所需的频率。可以根据要求选择正弦波频率或方波频率等。

4.3 设置幅度:使用函数信号发生器实验箱上的旋钮设置输出信号的幅度。可以根据需要调节输出的幅度大小。

4.4 设置偏置:使用函数信号发生器实验箱上的旋钮设置输出信号的偏置。可以根据需要调节输出信号的偏置值。

4.5 观测信号波形:打开示波器,将示波器的测量通道连接到函数信号发生器实验箱的输出端口。调节示波器的测量参数,例如水平方向的时间基准、垂直方向的电压标尺等。

4.6 观测信号波形的形态:通过示波器可以观测到函数信号发生器输出的波形,在示波器屏幕上能够清晰看到信号的形态、频率、幅度等参数。

函数信号发生器的实验报告

函数信号发生器的实验报告

函数信号发生器的实验报告

函数信号发生器的实验报告

一、引言

函数信号发生器是电子实验中常用的仪器,它可以产生各种不同形式的信号,如正弦波、方波、三角波等。本次实验旨在通过实际操作和测量,了解函数信号发生器的工作原理和应用。

二、实验目的

1. 理解函数信号发生器的基本原理;

2. 掌握函数信号发生器的使用方法;

3. 学会使用函数信号发生器产生不同形式的信号;

4. 熟悉函数信号发生器的操作界面和参数设置。

三、实验器材和仪器

1. 函数信号发生器;

2. 示波器;

3. 电缆和连接线。

四、实验步骤

1. 连接函数信号发生器和示波器。将函数信号发生器的输出端口与示波器的输入端口通过电缆连接。

2. 打开函数信号发生器,调整参数。根据实验要求,设置信号的频率、幅度和波形类型。

3. 使用示波器观察信号波形。通过示波器的屏幕,我们可以清晰地看到函数信号发生器产生的信号波形。

4. 测量信号参数。利用示波器的测量功能,我们可以准确地测量信号的频率、

幅度和相位等参数。

五、实验结果与分析

1. 正弦波信号产生:设置函数信号发生器的频率为1000Hz,幅度为5V,观察

示波器上的波形。通过测量,得到信号的频率为1000Hz,幅度为5V,与设置

值相符。

2. 方波信号产生:设置函数信号发生器的频率为2000Hz,幅度为3V,观察示

波器上的波形。通过测量,得到信号的频率为2000Hz,幅度为3V,与设置值

相符。

3. 三角波信号产生:设置函数信号发生器的频率为500Hz,幅度为4V,观察示

波器上的波形。通过测量,得到信号的频率为500Hz,幅度为4V,与设置值相符。

函数信号发生器设计报告

函数信号发生器设计报告

函数信号发生器设计报告

以下是一份函数信号发生器设计报告的范本,供参考:

设计报告:函数信号发生器

一、概述

函数信号发生器是一种能够产生各种波形(如正弦波、方波、三角波等)的电子设备。本设计报告将介绍如何设计一个简易的函数信号发生器。

二、设计原理

函数信号发生器的核心是波形生成电路。本设计采用基于555定时器的波形生成电路,通过调节电阻和电容的值,可以生成不同频率和幅值的波形。

三、电路设计

1.电源电路:采用7805稳压芯片,为整个电路提供稳定的5V电源。

2.波形生成电路:基于555定时器,通过调节R1、R2和C1的值,可以生成不

同频率和幅值的波形。

3.输出电路:采用OP07运算放大器,将波形信号放大后输出。

四、测试结果

经过测试,本设计的函数信号发生器能够产生正弦波、方波和三角波三种波形,频率范围为1Hz~10kHz,幅值范围为0~5V。在测试过程中,未发现明显的失真现象。

五、结论

本设计报告成功地介绍了一种简易的函数信号发生器的设计和制作过程。测试结果表明,该函数信号发生器能够产生高质量的波形,具有较宽的频率和幅值调节范围。在实际应用中,可以根据需要调节波形、频率和幅值,以满足不同的

需求。

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1.函数发生器总方案及原理框图

1.1 原理框图

1.2 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 (如低频信号函数发生器S101全部采用晶体管),也可以采用集成电路(如单片函数发生器模块8038)。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晶体管差分放大器共同组成的方波—三角波—正弦波函数发生器的设计方法。

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。 2.各组成部分的工作原理 2.1 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。

2.2 方波---三角波转换电路的工作原理

方波—三角波产生电路

图2-71

工作原理如下:

若a 点断开,运算发大器A1与R1、R2及R3、RP1组成电压比较器,C1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U-=0,同相输入端接输入电压Uia ,R1称为平衡电阻。比较器的输出Uo1的高电平等于正电源电压+Vcc ,低电平等于负电源电压-Vee (|+Vcc|=|-Vee|), 当比较器的U+=U-=0时,比较器翻转,输出Uo1从高电平跳到低电平-Vee,或者从低电平Vee 跳到高电平

Vcc 。设Uo1=+Vcc,则 31

2231231

()0CC ia R RP R U V U R R RP R R RP ++=

++=++++

将上式整理,得比较器翻转的下门限单位Uia-为 22

3131

()CC CC ia R R U V V R RP R RP ---=

+=++

若Uo1=-Vee,则比较器翻转的上门限电位Uia+为 22

3131

()EE CC ia R R U V V R RP R RP +-=

-=++

比较器的门限宽度2

31

2

H CC ia ia R U U U I R RP +-=-=+

由以上公式可得比较器的电压传输特性,如图2-71所示。

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Uo1,则积分器的输出Uo2为21422

1

()O O U U dt R RP C -=

+⎰ 1O CC U V =+时,2422422

()()()CC CC

O V V U t t R RP C R RP C -+-=

=++

1O EE U V =-时,2422422

()

()()CC EE O V V U t t R RP C R RP C --=

=++

可见积分器的输入为方波时,输出是一个上升速度与下降速度相等的三角波,其

波形关系下图所示。

a 点闭合,既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。三角波的幅度为2

231

O m CC R U V R RP =+

方波-三角波的频率f 为 31

2422

4()R RP f R R RP C +=

+

由以上两式可以得到以下结论:

电位器RP2在调整方波-三角波的输出频率时,不会影响输出波形的幅度。若要求输出频率的范围较宽,可用C2改变频率的范围,PR2实现频率微调。

方波的输出幅度应等于电源电压+Vcc 。三角波的输出幅度应不超过电源电压+Vcc 。

电位器RP1可实现幅度微调,但会影响方波-三角波的频率。

2.3 三角波---正弦波转换电路的工作原理

三角波——正弦波的变换电路主要由差分放大电路来完成。

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,可以有效的抑制零点漂移,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。分析表明,传输

特性曲线的表达式为:0

22/1id T

C E U U aI I aI e ==+

11/1id T

C E U U aI I aI e -==+

式中 /1C E a I I =≈

0I ——差分放大器的恒定电流;

T U ——温度的电压当量,当室温为25oc 时,UT ≈26mV 。

如果Uid 为三角波,设表达式为

44434m id m U T t T U U T

t T ⎧⎛⎫

- ⎪⎪⎪⎝⎭=⎨

-⎛⎫⎪- ⎪

⎪⎝

⎩ 022T t T t T ⎛

⎫≤≤ ⎪

⎭⎛⎫≤≤ ⎪⎝⎭

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