简易函数信号发生器
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(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.
认识函数信号发生器
认识函数信号发生器
信号发生器一般区分为函数信号发生器及任意波形发生器,而函数波形发生器在设计上又区分出模拟及数字合成式。众所周知,数字合成式函数信号源无论就频率、幅度乃至信号的信噪比(S/N)均优于模拟,其锁相环(PLL)的设计让输出信号不仅是频率精准,而且相位抖动(phase Jitter)及频率漂移均能达到相当稳定的状态,但毕竟是数字式信号源,数字电路与模拟电路之间的干扰,始终难以有效克服,也造成在小信号的输出上不如模拟式的函数信号发.
这是通用模拟式函数信号发生器的结构,是以三角波产生电路为基础经二极管所构成的正弦波整型电路产生正弦波,同时经由比较器的比较产生方波,换句话说,如果以恒流源对电容充电,即可产生正斜率的斜波。同理,右以恒流源将储存在电容上的电荷放电即产生负斜率的斜波,电路结构如下:
当I1 =I2时,即可产生对称的三角波,如果I1 > >I2,此时即产生负斜率的锯齿波,同理I1 < < I2即产生正斜率锯齿波。
再如图二所示,开关SW1的选择即可让充电速度呈倍数改变,也就是改变信号的频率,这也就是信号源面板上频率档的选择开关。同样的同步地改变I1及I2,也可以改变频率,这也就是信号源上调整频率的电位器,只不过需要简单地将原本是电压信号转成电流而已。
而在占空比调整上的设计有下列两种思路:
改变电平的幅度,亦即改变方波产生电路比较器的参考幅度,即可达到改变脉宽而频率不变的特性,但其最主要的缺点是占空比一般无法调到20%以下,导致在采样电路实验时,对瞬时信号所采集出来的信号有所变动,如果要将此信号用来作模数(A/D)转换,那么得到的数字信号就发生变动而无所适从。但蝗莘袢系脑谑褂蒙媳冉虾玫鳌?
函数信号发生器功能函数信号发生器怎么用
函数信号发生器功能-函数信号发生器怎么用
————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:
函数信号发生器功能,函数信号发生器怎么用函数信号发生器是一种信号发生装置,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。频率范围可从几个微赫到几十兆赫,由0.1Hz~2MHz分七个频率档,各档级之间有很宽的覆盖度,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。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。电压用LED显示。还具有VCF输入控制功能。
一、面板说明见下图
面板说明
序
号
面板标志名称作用
1 电源电源开关按下开关,电源接通,电源指示灯亮
2
波形波形选择1、输出波形选择
2、与1
3、19配合使用可得到正负相锯齿
波和脉冲波
3 频率频率选择开关频率选择开关与“9”配合选择工作频率外测频率时选择闸门时间
4 Hz 频率单位指示频率单位,灯亮有效
5 KHz 频率单位指示频率单位,灯亮有效
6 闸门闸门显示此灯闪烁,说明频率计正在工作
7 溢出频率溢出显示当频率超过5个LED所显示范围时灯亮
简易函数信号发生器
波形发生器是一种常用的信号源,广泛地应用于电子电路、自动控制系统和教学实验等领域。本次课程设计使用的AT89S51 单片机构成的发生器可产生锯齿波、三角波、正弦波等多种波形,波形的周期可以用程序改变,并可根据需要选择单极性输出或双极性输出,具有线路简单、结构紧凑等优点。在本设计的基础上,加上按钮控制和LED显示器,则可通过按钮设定所需要的波形频率,并在LED
上显示频率、幅值电压,波形可用示波器显示。
二、系统设计
波形发生器原理方框图如下所示。波形的产生是通过AT89S51 执行某一波形发生程序,向D/A转换器的输入端按一定的规律发生数据,从而在D/A转换电路的输出端得到相应的电压波形。在AT89S51的P2口接5个按扭,通过软件编程来选择各种波形、幅值电压和频率,另有3个P2口管脚接TEC6122芯片,以驱动数码管显示电压幅值和频率,每种波形对应一个按钮。此方案的有点是电路原理比较简单,实现起来比较容易。缺点是,采样频率由单片机内部产生故使整个系统的频率降低。
1、波形发生器技术指标
1)波形:方波、正弦波、锯齿波;
2)幅值电压:1V、2V、3V、4V、5V;
3)频率:10HZ、20HZ、50HZ、100HZ、200HZ、500HZ、1KHZ;
2、操作设计
1)上电后,系统初始化,数码显示6个‘-’,等待输入设置命令。
2)按钮分别控制“幅值”、“频率”、“方波”、“正弦波”、“锯齿波”。
3)“幅值“键初始值是1V,随后再次按下依次增长1V,到达5V后在按就回到1V。
4)“频率“键初始值是10HZ,随后在按下依次为20HZ、50HZ、100HZ、200HZ、500HZ、1000HZ循环。
51单片机延时函数
51单片机延时函数
在嵌入式系统开发中,51单片机因其易于学习和使用、成本低廉等优点被广泛使用。在51单片机的程序设计中,延时函数是一个常见的需求。通过延时函数,我们可以控制程序的执行速度,实现定时器功能,或者在需要的时候进行延时操作。本文将介绍51单片机中常见的延时函数及其实现方法。
一、使用for循环延时
这种方法不精确,但是对于要求不高的场合,可以用来估算延时。c
void delay(unsigned int time)
{
unsigned int i,j;
for(i=0;i
for(j=0;j<1275;j++);
}
这个延时函数的原理是:在第一个for循环中,我们循环了指定的时间次数(time次),然后在每一次循环中,我们又循环了1275次。这样,整个函数的执行时间就是time乘以1275,大致上形成了一个延时效果。但是需要注意的是,这种方法因为硬件和编译器的不同,延时时间会有很大差异,所以只适用于对延时时间要求不精确的场合。
二、使用while循环延时
这种方法比使用for循环延时更精确一些,但是同样因为硬件和编译器的不同,延时时间会有差异。
c
void delay(unsigned int time)
{
unsigned int i;
while(time--)
for(i=0;i<1275;i++);
}
这个延时函数的原理是:我们先进入一个while循环,在这个循环中,我们循环指定的时间次数(time次)。然后在每一次循环中,我们又循环了1275次。这样,整个函数的执行时间就是time乘以1275,大致上形成了一个延时效果。但是需要注意的是,这种方法因为硬件和编译器的不同,延时时间会有差异,所以只适用于对延时时间要求不精确的场合。
函数信号发生器的设计电路-函数发生器电路
北华航天工业学院
《电子技术》
课程设计报告
报告题目: 信号发生器设计电路作
内容摘要
本方案主要用集成运放LM324与UA741等元器件设计组成一个简易函数信号发生器。该函数信号发生器主要由迟滞比较器、积分器电路、二阶RC 有源低通滤波器电路等三部份组成.
迟滞比较器电路形成方波,经积分器电路输出三角波,再经二阶RC有源低通滤波器电路形成正弦波,通过电源实现1~12V可调,经过电位器实现频率调节.由此构成了一个简易得函数信号发生器。
本实验主要通过使用Multisim、protel软件等完成电路得软件设计。
关键字:集成运放方波三角波正弦波
目录
一、概述 (1)
二、方案设计与论证 (2)
1。方案一 (2)
2.方案二 (2)
三、单元电路设计与分析…………………………………………………………2
1.迟滞比较器3
2.积分器 (3)
3。低通滤波器…………………………………………………………………3
四、总原理图及元器件清单 (4)
五、结论 (6)
六、心得体会……………………………………………………………………6
七、参考文献 (6)
一、概述
通过集成运放构成迟滞比较器、积分器与低通滤波电路,依次分别输出方波、三角波、正弦波。通过调节电压源或滑动变阻器,可改变波形得幅值与频率。二、方案设计与论证
函数发生器一般就是指能自动产生正弦波、三角波、方波及锯齿波、阶梯波等电压波形得电路或仪器.根据用途不同,有产生三种或多种波形得函数发生器,使用得器件可以就是分立器件 (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)。
函数信号发生器工作原理
函数信号发生器工作原理
函数信号发生器是一种可以产生不同形式的波形信号的电子设备。它通常用于测试电
路或设备的响应,及验证系统的可靠性和性能。本文将介绍函数信号发生器的工作原理及
其基本组成。
1、函数信号发生器的基本原理
函数信号发生器使用内部电路产生信号波形,这些波形可以是正弦波、方波、三角波等,也可以是随时间变化的任意模拟波形信号,称为任意波形(Arbitrary Waveform)。
任意波形信号可以通过数字信号处理器(DSP)和相应的算法产生,可以控制其幅值、频率、相位、周期等参数,与旋钮手动调节产生的波形相比,任意波形信号更具有可重复性和精度。任意波形成为了近年来函数信号发生器的重要特点之一。
函数信号发生器的工作原理基于模拟电路和数字技术的结合。如下图所示,函数信号
发生器的主要部件包括信号发生器主控板、波形发生控制板、数字信号处理器(DSP)和高精度数字模拟转换器(DAC)等。其中波形发生控制板控制信号发生器主控板的输出电压幅值、频率、相位等参数,主控板再将这些参数转换成数字信号通过DSP和DAC产生电压波
形输出到信号输出端。
2、函数信号发生器的基本组成
(1)信号发生器主控板
信号发生器主控板是函数信号发生器的核心控制板,它负责启动、控制和调节函数信
号发生器的各种功能。主控板内包含高速时钟电路、微控制器、输出放大器等部件,通过
接收波形控制板发来的指令从而产生需要的波形输出并控制其电压幅值、频率、相位等参数。
(2)波形发生控制板
波形发生控制板负责产生波形控制信号,这些信号包括电压幅值、频率、相位等参数。它和信号发生器主控板通过数字接口连接,主控板根据波形控制板的指令产生相应的波形
--基于51单片机的简易函数信号发生器的设计与分析
基于51单片机的简易函数信号发生器的设计与分析
郭 辉
(阜阳师范学院信息工程学院,安徽阜阳,236037)
摘要:函数信号发生器设计与分析是单片机实践中的一重要实验。本文采用Proteus 对函数信号发生器的原理图进行设计,并通过Keil 软件编程验证该设计的可行性,通过调节按键,该简易函数信号发生器可以正确输出正弦波、锯齿波、梯形波、矩形波,并可以通过按键对相应波形的频率进行调节,最终通过Proteus 制作出该电路的PCB 原理图。本设计对单片机项目设计与实现具有一定的指导意义。
关键词:信号发生器;AT89C51;Proteus ;Keil ;PCB 中图分类号:TP368.1 文献标识码:B
Design and analysis of a simple function signal generator based on 51 single chip microcomputer
Guo Hui
(College of Information Engineering,Fuyang Teachers' College,Fuyang Anhui,236037)
Abstract :This paper uses the principle of figure Proteus function signal generator is designed,and the feasibility of the design is verified by Keil software programming,by adjusting the key,the simple function signal generator can output sine wave,Ju Chibo,trapezoidal wave,rectangular wave,and can be adjusted through the key corresponding to the frequency of the waveform, eventually produced by Proteus PCB principle diagram of the circuit.
函数信号发生器
电源 1、电压:220 ±10%V; 2、频率:50 ±5%Hz 3、视载功率:约10w 4、电源保险丝:BGXP-1-0.5A
物理特性
1、重量:约3kg 2、外形尺寸:225W×105H×285(mm)
环境条件
1、工作温度:0~40℃; 2、储存温度:-40~60 ℃; 3、工作湿度上限:90%(40 ℃ ) 4、储存湿度上限: 90%(50 ℃ ) 5、其他要求:避免频繁振动和冲击,周围 空气无 酸、碱、盐等腐蚀性气体。
变化。 16、扫频:按入扫频开关,电压输出端 口输出信号为扫频信号,调节速率旋钮, 可改变扫频速率,改变线性/对数开关 可产生性扫频和对数扫频。 17、电压输出指示:3位LED显示输出 电压值,输出接50Ω负载时应将读数÷2
18、50Hz正弦波输出端口:50Hz约
2VP-P正弦波由此端口输出。 19、调频(FM)输入端口:外调频波 由此端口输入。 20、交流电源220V输入插座。
4、占空比(DUTY):占空比开关,占空比调 节旋钮,将占空比开关按入,占空比指示 灯亮,调节占空比旋钮,可改变波形的占 空比。 5、波形选择开关(WAVE FORM):按对应 波形的某一键,可选择需要的波形。 6、衰减开关(ATTE):电压输出衰减开关, 二档开关组合为20dB、40dB、60Db。 7、频率范围选择开关(并兼频率计闸门开关): 根据所需要的频率,按其中一键。
模电实验4(简易函数信号发生器电路的研究)
02
通过研究简易函数信号发生器电 路,可以深入了解信号发生器的 工作原理,为后续电子系统设计 和应用打下基础。
实验设备与材料
电源:直流电源,用于给电路提供稳定的直流电压。 示波器:用于观察信号波形。
频率稳定性
频率调整过程中,输出频率稳定性较 好,无明显波动。
误差来源与改进方法
1. 元件参数误差
由于电阻、电容等元件的实际值与标称值存在误差,可能导 致波形失真或频率不稳定。
2. 电源干扰
电源波动或纹波可能对输出信号造成干扰,影响波形质量。
误差来源与改进方法
• 测试设备误差:示波器、信号发生器等测试设备精度不够, 也可能对实验结果造成影响。
03
障率。
THANKS
感谢观看
模电实验4:简易函数信 号发生器电路的研究
• 实验介绍 • 简易函数信号发生器电路原理 • 实验步骤与操作 • 实验结果与讨论 • 结论与展望
01
实验介绍
实验目的
掌握函数信号发生器 电路的基本原理。
了解信号发生器在电 子系统中的应用。
学习如何设计和搭建 简易函数信号发生器 电路。
实验背景
01
数据记录与分析
数据记录
在实验过程中,详细记录实验数据,包 括输入和输出的信号波形、频率、幅度
函数信号发生器的工作原理
函数信号发生器的工作原理
1.振荡电路:函数信号发生器中的一个主要组件是振荡电路,它负责
产生一个稳定的高频信号。振荡电路通常由一个晶体振荡器、放大器和反
馈电路组成。晶体振荡器会产生一个基准频率的信号,放大器会增加信号
的幅度,而反馈电路则会将一部分信号送回到振荡电路,以维持其稳定性。
2.波形调节电路:函数信号发生器可以生成多种不同类型的波形,例
如正弦波、方波、三角波、锯齿波等。波形调节电路的作用是根据所需的
波形类型来改变振荡电路输出的信号。这可以通过在电路中引入适当的滤
波器、压控振荡器、可变阻抗网络等来实现。
3.频率和幅度调节电路:函数信号发生器可以通过调节频率和幅度来
产生不同的信号。频率调节电路负责根据用户设置的频率来改变振荡电路
的频率。这可以通过改变振荡电路中的电容、电感或晶体振荡器中的谐振
电路来实现。幅度调节电路则负责改变信号的幅度,可以通过改变放大器
的增益或引入可变电阻来实现。
4.数字控制系统:现代函数信号发生器通常配备了一个数字控制系统,通过这个系统,用户可以方便地设置所需的参数,例如频率、幅度、波形
类型等。这个系统通常由一个微处理器和相应的用户界面组成,用户可以
通过旋钮、按钮、触摸屏等方式与系统进行交互。
5.输出电路:函数信号发生器的输出电路负责将产生的信号放大并提
供给外部设备使用。输出电路通常由一个放大器、滤波器和阻抗匹配网络
组成,以确保输出信号的稳定性和质量。此外,输出电路还可能包括保护
电路,以保护函数信号发生器免受意外的过载或短路。
总的来说,函数信号发生器的工作原理是通过振荡电路产生一个高频信号,然后通过波形调节、频率调节和幅度调节电路来生成所需的信号波形、频率和幅度。这些参数由数字控制系统进行设置和调整,最后通过输出电路将信号提供给外部设备使用。函数信号发生器具有较高的稳定性、可调节性和精度,广泛应用于各种电子测试和测量领域。
函数信号发生器的工作原理
函数信号发生器的工作原理
函数信号发生器是一种电子仪器,用于产生不同频率、振幅和波形的电信号。它主要由以下几部分组成:振荡器、放大器、控制电路和输出驱动电路。
工作原理如下:
1. 振荡器:函数信号发生器的核心部分是振荡器,它能产生不同频率的电信号。常用的振荡器电路有晶体振荡器、RC振荡
器等。振荡器根据控制电路的设置,产生具有所需频率和相位的振荡信号。
2. 放大器:振荡器产生的信号经过放大器放大,以增加信号的幅度和驱动能力。放大器通常采用功率放大器,使信号能够驱动其他设备或电路。
3. 控制电路:控制电路用于设置和调节函数信号发生器的频率、振幅和波形等参数。通过控制电路,用户可以选择所需的信号参数,并实时调整。
4. 输出驱动电路:输出驱动电路将放大后的信号传输到输出端口,用于连接外部设备或电路。输出驱动电路要具有足够的驱动能力和稳定性,保证信号能够准确输出并正确驱动连接的设备。
函数信号发生器的工作原理是通过上述组件的配合和调节,产
生各种不同频率、振幅和波形的电信号。用户可以根据需要选择和调整信号参数,以满足实际应用的要求。
简易函数信号发生器中积分器
在简易函数信号发生器中,积分器是一种常见的电路模块,用于对输入信号进行积分运算。积分器的作用是将输入信号的幅度与时间进行积分,得到输出信号的面积。
积分器的电路图如下所示:
```
R
Vin ----/\/\/\----|---- Vout
|
C
|
GND
```
其中,Vin为输入信号,Vout为输出信号,R为电阻,C为电容。
积分器的工作原理如下:
1. 当输入信号Vin为正时,电容C开始充电,输出信号Vout逐渐增加;
2. 当输入信号Vin为负时,电容C开始放电,输出信号Vout逐渐减小;
3. 当输入信号Vin为零时,电容C不再充电或放电,输出信号Vout 保持不变。
积分器的输出信号Vout可以表示为:
Vout = - (1 / RC) * ∫ Vin dt
其中,RC为积分器的时间常数,决定了积分器的响应速度。较大的RC值会导致积分器的响应速度较慢,而较小的RC值会导致积分器的响应速度较快。
积分器在信号处理中常用于对输入信号进行积分运算,从而得到输入信号的累积值或面积。它在控制系统、滤波器设计等领域有广泛的应用。
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:
函数信号发生器功能-函数信号发生器怎么用
函数信号发生器功能,函数信号发生器怎么用函数信号发生器是一种信号发生装置,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。频率范围可从几个微赫到几十兆赫,由0.1Hz~2MHz分七个频率档,各档级之间有很宽的覆盖度,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。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。电压用LED显示。还具有VCF输入控制功能。
一、面板说明见下列图
面板说明
序
号
面板标志名称作用
1 电源电源开关按下开关,电源接通,电源指示灯亮
2
波形波形选择1、输出波形选择
2、与1
3、19配合使用可得到正负相锯齿
二、函数信号发生器技术参数
1函数发生器
产生正弦波、三角波、方波、锯齿波和脉冲波。
1)频率范围
由0.1Hz~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 0.1~2
10 1~20
100 10~200
1K 100~2K
10K 1K ~20K
100K 10K ~200K
1M 100K ~2M
频率显示方式:LCD显示,发光二极管指示闸门、占空比、直流偏置、电源。
2)频率精度:±〔1个字±时基精度〕
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课程设计任务书
(一)设计目的
1、掌握信号发生器的设计方法和测试技术。
2、了解单片函数发生器IC8038的工作原理和应用。
3、学会安装和调试分立元件与集成电路组成的多级电子电路小系统。
(二)设计技术指标与要求
1、设计要求
(1)电路能输出正弦波、方波和三角波等三种波形;
(2)输出信号的频率要求可调;
(3)拟定测试方案和设计步骤;
(4)根据性能指标,计算元件参数,选好元件,设计电路并画出电路图;
(5)在面包板上或万能板或PCB板上安装电路;
(6)测量输出信号的幅度和频率;
(7)撰写设计报告。
2、技术指标
频率范围:100Hz~1KHz 1KHz~10KHz;
输出电压:方波V P-P≤24V,三角波V P-P=6V,正弦波V P-P=1V;方波t r小于1uS。
(三)设计提示
1、方案提示:
(1)设计方案可先产生正弦波,然后通过整形电路将正弦波变成方波,再由积分电路将方波变成三角波;也可先产生三角波-方波,再将三角波变成正弦波。
(2)也可用单片集成芯片IC8038实现,采用这种方案时要求幅度可调。
2、设计用仪器设备:
示波器,交流毫伏表,数字万用表,低频信号发生器,实验面包板或万能板,智能电工实验台。
3、设计用主要器件:
(1)双运放NE5532(或747)1只(或741 2只)、差分管3DG100 4个、电阻电容若干;
(2)IC8038、数字电位器、电阻电容若干。
4、参考书:
《电子线路设计·实验·测试》谢自美主编华中科技大学出版社
《模拟电子技术基础》康华光主编高等教育出版社
《模拟电子技术》胡宴如主编高等教育出版社
(四)设计报告要求
1、选定设计方案;
2、拟出设计步骤,画出设计电路,分析并计算主要元件参数值;
3、列出测试数据表格;
4、调试总结,并写出设计报告。
(五)设计总结与思考
1、总结信号发生器的设计和测试方法;
2、总结设计信号发生器所用的知识点;
3、三角波的输出幅度是否可以超过方波?
4、IC8038的输出频率与哪些参数有关?如何减小失?
目录
第1章设计要求与设计指标 (5)
1.1设计技术指标与要求 (5)
1.1.1设计要求 (5)
1.1.2设计技术指标 (5)
第2章理论分析 (6)
2.1简易信号发生器设计方案 (7)
2.1.1方案一原理框图 (7)
2.1.2方案二原理框图 (7)
2.1.3方案三原理框图...........................‥ (7)
2.2函数发生器的选择方案 (8)
第3章具体内容设计 (8)
3.1各组成部分的工作原理 (8)
3.1.1方波、三角波发生电路的工作原理 (8)
3.1.2三角波--正弦波转换电路的工作原理 (8)
3.1.3总电路图 (8)
3.2参数确定 (9)
3.3 EWB仿真电路 (10)
3.3.1仿真输出三角波和方波 (10)
3.3.2仿真正弦波和方波输出……………………………………………(10)3.3.3
仿真三角波与正弦波输出 (11)
3.4 protel制图及PCB板的制作和电路的安装 (12)
3.4.1PCB布线图 (12)
3.4.2 PCB板底层布线图 (13)
3.4.3 PCB板的制作 (14)
3.4.4将各元件安装到PCB板上 (14)
第4章实验结果与测试 (15)
4.1方波---三角波转换电路的实验结果 (15)
4.2正弦波发生电路的实验结果 (16)
结束语 (16)
仪器仪表清单 (17)
参考文献 (17)
致谢 (18)
第1章设计要求与设计指标
1.1设计技术指标与要求
1.1.1设计要求
(1)电路能输出正弦波、方波和三角波等三种波形;
(2)输出信号的频率要求可调;
(3)拟定测试方案和设计步骤;
(4)根据性能指标,计算元件参数,选好元件,设计电路并画出电路图;(5)在面包板上或万能板或PCB板上安装电路;
(6)测量输出信号的幅度和频率;
(7)撰写设计报告。
1.1.2技术指标
(1)频率范围:100Hz~1KHz 1KHz~10KHz;
(2)输出电压:方波VP-P≤24V,三角波VP-P=6V,正弦波VP-P=1V;方波tr 小于1uS。
第2章理论分析
2.1简易信号发生器设计方案
2.1.1方案一原理框图
图1 方波、三角波、正弦波、信号发生器的原理框图
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。
2.1.2方案二原理框图
图2 正弦波、方波、三角波信号发生器的原理框图
RC正弦波振荡电路、电压比较器、积分电路共同组成的正弦波—方波—三角波函数发生器的设计方法,电路框图如上。先通过RC正弦波振荡电路产生正弦波,再通过电压比较器产生方波,最后通过积分电路形成三角波。此电路具有良好的正弦波和方波信号。但经过积分器电路产生的同步三角波信号,存在难度。原因是积分器电路的积分时间常数是不变的,而随着方波信号频率的改变,积分
电路输出的三角波幅度同时改变。若要保持三角波幅度不变,需同时改变积分时间常数的大小。
2.1.3方案三原理框图
图3 正弦波、方波、三角波信号发生器的原理框图
由运算放大器单路及分立元件构成,方波——三角波——正弦波函数发生器电路组成如图1所示,由于技术难点在三角波到正弦波的变换,正弦波可由三角波经过低通滤波器生成.原理如下:
三角波展开成傅里叶级数形式,经过低通滤波器之后电路知只有低频正弦或余弦分量流出。
积分电路RC正弦波振荡电路电压比较器
正弦波
方波
三角波