正弦信号发生器的研究
正弦信号发生器
正弦信号发生器信号发生器是一种不需要外加输入信号，依据自激振荡的原理，产生具有肯定幅度的周期性输出信号的装置。
它广泛应用于测量、自动掌握、通信、广播电视以及金属的熔炼、淬火、焊接等工程技术领域中。
1．自激振荡的产生条件正弦信号发生器是通过放大器引入合适的正反馈而构成的。
产生自激振荡必需满意两个条件：（1）振幅条件反馈电压的幅度要与原输入电压的幅度相等，就是说要有足够的反馈量，表达式为（2）相位条件反馈电压与原输入电压必需同相位，就是说必需满意正反馈的要求。
总之，相位条件保证了起振，振幅条件维持了等幅振荡。
2．RC桥式正弦信号发生器RC桥式正弦信号发生器又称文式电桥（Wienbridge）振荡器，其原理电路如图所示。
这个电路由两部分组成，即放大器和选频网络。
前者为由集成运放和电阻Rf 、Rl 所组成的电压串联负反馈放大器，取其输入电阻高和输出电阻低的特点。
后者由Z1 和Z2 组成，同时构成正反馈连接。
由图可见，Z1、Z2和Rl、Rf 正好形成一个四臂电桥，电桥的对角线顶点接到放大器的两个输入端，桥式振荡器由此而得名。
关于推导运算放大器的各种运算关系的总结：分析运算关系的前提，是运算放大器应工作于线性工作区（从电路结构上应有负反馈存在）。
当认清运放工作于线性工作区之后，通常采纳如下三种方式：（1）对于由多个运算放大器组成的运算放大电路，要擅长化整为零，分割成若干个基本单元运算电路（反相比例、同相比例，求和、差动、积分、微分等）。
再利用这些基本单元运算电路的基本关系式，进行推导运算关系。
（2）对于往往是由一个运算放大器构成的运算电路，但又不和基本单元运算电路的电路结构一样。
只能仿照书中基本单元运算电路的推导过程，利用虚断、虚短、虚地来推导。
（即使用ii=if 或u+=u-把输入量ui 与输出量uo 联系起来，形成一个关系式）。
【例】在右图所示的电路中，试写出通过负载电阻RL 的电流iL 与输入信号ui 之间的关系式。
EDA实验-正弦波信号发生器设计
实验八正弦信号发生器的设计一、实验目的1、学习用VHDL设计波形发生器和扫频信号发生器。
2、掌握FPGA对D/A的接口和控制技术,学会LPM_ROM在波形发生器设计中的实用方法。
二、实验仪器PC机、EDA实验箱一台Quartus II 6.0软件三、实验原理如实验图所示，完整的波形发生器由4部分组成：• FPGA中的波形发生器控制电路,它通过外来控制信号和高速时钟信号，向波形数据ROM 发出地址信号，输出波形的频率由发出的地址信号的速度决定；当以固定频率扫描输出地址时，模拟输出波形是固定频率,而当以周期性时变方式扫描输出地址时,则模拟输出波形为扫频信号。
•波形数据ROM中存有发生器的波形数据,如正弦波或三角波数据。
当接受来自FPGA的地址信号后，将从数据线输出相应的波形数据，地址变化得越快,则输出数据的速度越快，从而使D/A输出的模拟信号的变化速度越快。
波形数据ROM可以由多种方式实现，如在FPGA外面外接普通ROM;由逻辑方式在FPGA中实现（如例6）；或由FPGA中的EAB模块担当,如利用LPM_ROM实现。
相比之下，第1种方式的容量最大，但速度最慢；，第2种方式容量最小，但速度最最快;第3种方式则兼顾了两方面的因素；• D/A转换器负责将ROM输出的数据转换成模拟信号，经滤波电路后输出。
输出波形的频率上限与D/A器件的转换速度有重要关系,本例采用DAC0832器件。
DAC0832是8位D/A转换器,转换周期为1µs,其引脚信号以及与FPGA目标器件典型的接口方式如附图2—7所示。
其参考电压与＋5V工作电压相接（实用电路应接精密基准电压）.DAC0832的引脚功能简述如下：•ILE(PIN 19）：数据锁存允许信号,高电平有效，系统板上已直接连在＋5V上。
•WR1、WR2(PIN 2、18）：写信号1、2，低电平有效。
•XFER（PIN 17)：数据传送控制信号,低电平有效。
•VREF(PIN 8）:基准电压，可正可负,－10V～＋10V.•RFB(PIN 9)：反馈电阻端。
正弦波信号发生器实验报告
正弦波信号发生器实验报告
实验名称：正弦波信号发生器实验
实验目的：了解正弦波的基本属性，掌握正弦波信号的发生方法，对正弦波信号进行基本的测量和分析。
实验器材：函数发生器、示波器、万用表。
实验原理：正弦波（Sine Wave）是最常见的一种周期波形，其特点是正弦曲线的波形，具有完全的周期性和对称性。
在电路和信号处理系统中，正弦波信号非常常见，在很多实际应用中具有重要的作用。
函数发生器是一种能够产生各种各样波形的仪器，包括正弦波、方波、三角波等等。
而在产生正弦波信号的过程中，函数发生器利用一个内部的振荡器电路来产生振荡信号，再将其经过信号调制映射到正弦波的形式。
实验步骤：
1.将函数发生器的输出端口连接到示波器的输入端口，并将函数发生器的频率设定在1kHz左右。
2.打开示波器，选择一个适合的纵向和横向刻度，并将其垂直和水平方向校准至
合适位置，以显示正弦波的波形。
3.选择函数发生器的正弦波输出模式，调整幅度与频率，以获得所需的正弦波信号，可使用万用表对其进行精确测量。
实验结果：经过实验，我们成功产生了一路1kHz左右的正弦波信号，并使用示波器和万用表进行了基本的测量和分析，包括正弦波的频率、幅度、相位等基本特性。
实验结论：通过本次实验，我们深入了解了正弦波的特性及用途，掌握了正弦波信号发生器的基本使用方法，熟悉了正弦波信号的测量和分析方法，并在实践中获得了相应的实验数据。
这些知识和经验对我们今后的学习和工作将有非常重要的作用。
第7章正弦信号发生器
••
AF 1
vo不再增大，自激振荡建立
自激振荡建立过程可用 下面的特性曲线来说明
vo
vi A vo
vo
vf F
F（反馈特性）
vvoo43
vo2 vo1
vi1’ vf1 vf2 vf3 vf4 vi2’ vi3’ vi4’ vi5’
A（放大特性）
vi’（vf）
若F不同时 F太小 F合适
F太大
返回
正弦振荡器——自激振荡产生单一频率的 正弦信号的电路。
2、自激振荡的平衡条件
• 设想：
vi vi
v’i A
vo
vo
vf F
要保证vo不变，则必有：
vf = vi 又：vf = F vO vi = vO /A
11-1振荡条件动画
vf = vi 即
返回
••
AF 1 ——自激振荡的平衡条件
2020/6/20
1
2RC
•
f=f0时，
•
F
•
F
1
max 3
0 • f=f0时， • 即：vf和vo同相
F
2020/6/20
返回
7.2.2 RC文氏桥振荡电路
1 对放大器的要求 2 分立元件RC文氏桥振荡电路 3 集成运放组成的RC文氏桥振荡电路
2020/6/20
返回
1 对放大器的要求
由起振条件知：
幅值条件：A•
7.1.2 自激振荡的建立过程及其起振条件
在电源接通的一瞬间，有很小的电扰
动信号（电冲击信号），由于这种电扰 vi A vo 动的不规则性，它包含着频率范围很宽
vo
的各次谐波。
vf F
若vf>vi’，则vo会越来越大。由于三极管的非线性
正弦信号发生器的设计
实验四正弦信号发生器的设计1. 实验的目的和要求熟悉QuartusII 及其LPM_ROM 与FPGA 硬件资源的使用方法。
2．实践内容或原理正弦信号发生器的结构由3部分组成，数据计数器或地址发生器、数据ROM 和D/A 。
性能良好的正弦信号发生器的设计，要求此3部分具有高速性能，且数据ROM 在高速条件下，占用最少的逻辑资源，设计流程最便捷，波形数据获最方便。
图1所示是此信号发生器结构图，顶层文件SINGT.VHD 在FPGA 中实现，包含2个部分：ROM 的地址信号发生器由5位计数器担任，和正弦数据ROM ，其原理图如图2所示。
据此，ROM 由LPM_ROM 模块构成能达到最优设计，LPM_ROM 底层是FPGA 中的EAB 或ESB 等。
地址发生器的时钟CLK 的输入频率f 0与每周期的波形数据点数（在此选择64点）以及D/A 输出的频率f 的关系是：640f f图1 正弦信号发生器结构图图2 正弦信号发生器原理图图3 正弦波的64个点的输入在Quartus II上完成正弦信号发生器设计，包括仿真和资源利用情况了解（假设利用Cyclone器件）。
最后在实验系统上实测，包括SignalTap II测试、FPGA中ROM的在系统数据读写测试和利用示波器测试。
最后完成EPCS1配置器件的编程。
3. 实验仪器（1）GW48系列SOPC/EDA实验开发系统（2）配套计算机及Quartus II 软件4.实践步骤或环节(1) 建立工程文件夹。
(2) 生成6位二进制计数器原理图。
（3）定制LPM_ROM元件。
（4）仿真。
（5）选择实验电路模式5，进行引脚下载配置。
（6）嵌入式逻辑分析仪的设置。
5. VHDL仿真实验（1）6位二进制计数器的仿真程序：LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITY CNT6b ISPORT (CLK,RST,EN: IN STD_LOGIC;CQ: OUT STD_LOGIC_VECTOR (5 DOWNTO 0);COUT:OUT STD_LOGIC);END CNT6b;ARCHITECTURE behav OF CNT6b ISBEGINPROCESS(CLK,RST,EN)VARIABLE CQI:STD_LOGIC_VECTOR(5 DOWNTO 0); BEGINIF RST='1'THEN CQI:=(OTHERS=>'0');ELSIF CLK'EVENT AND CLK='1' THENIF EN='1' THENCQI:=CQI+1;END IF;END IF;IF CQI=63 THEN COUT<='1';ELSE COUT<='0';END IF;CQ<=CQI;END PROCESS;END behav;（2）RTL电路（3）时序仿真波形：（4）硬件验证选择试验箱的模式为模式5，时钟CLK选择为CLOCK0（PIN_28脚）,频率f=65536Hz,EN对应的引脚编号PIN-233，RST对应的引脚编号PIN-234，COUT对应的引脚编号PIN-1，Q[7..0]对应的引脚编号PIN-20,19,18,17,16,15,14,13.（5）逻辑分析仪的测试波形6.实践教学报告要求（1）详细分析各模块的逻辑功能，及其他们工作原理，详细记录并分析实验内容和实验内容的过程和结果，完成实验报告。
可调相位的正弦信号发生器原理
可调相位的正弦信号发生器原理正弦信号在电子领域中有着广泛的应用，可调相位的正弦信号发生器是一种能够产生可调节相位的正弦信号的电路或设备。
它在通信、测量、音频处理等领域中发挥着重要作用。
本文将介绍可调相位的正弦信号发生器的原理和工作方式。
一、可调相位的正弦信号发生器的基本原理可调相位的正弦信号发生器的基本原理是利用相位调制技术，通过改变信号的相位来实现相位的调节。
相位调制是一种将信号的相位进行调整的技术，通过改变信号的相位可以改变信号的波形和频谱特性。
在可调相位的正弦信号发生器中，通常使用电压控制振荡器（VCO）来产生正弦信号，并通过控制电压来调节信号的相位。
二、可调相位的正弦信号发生器的工作方式可调相位的正弦信号发生器的工作方式通常分为两个步骤：产生基准信号和调节相位。
1. 产生基准信号：可调相位的正弦信号发生器通常使用VCO来产生基准信号。
VCO是一种电路或器件，可以根据输入的控制电压来产生相应频率的正弦信号。
当输入的控制电压变化时，VCO的输出频率也会相应改变。
基准信号一般为固定频率的正弦波信号。
2. 调节相位：通过改变VCO的控制电压来调节信号的相位。
控制电压的改变会引起VCO输出信号相位的变化，从而实现对信号相位的调节。
通常使用电压控制电路来控制VCO的控制电压，通过改变电压控制电路的控制电压，可以实现对信号相位的精确调节。
三、可调相位的正弦信号发生器的应用可调相位的正弦信号发生器在许多领域中都有着广泛的应用。
1. 通信领域：可调相位的正弦信号发生器可以用于调制解调器、调频广播、调幅广播等通信设备中。
通过调节信号的相位，可以实现信号的频谱扩展、相位编码和解码等功能。
2. 测量领域：可调相位的正弦信号发生器可以用于频率响应测试、相位测量、相位校准等测量应用中。
通过调节信号的相位，可以实现对被测系统的频率响应和相位特性进行测试和校准。
3. 音频处理领域：可调相位的正弦信号发生器可以用于音频信号的合成、变调、混音等应用中。
基于DSP的正弦信号发生器
基于DSP的正弦信号发生器1.正弦信号在各种科学和工程领域中广泛应用，如通信系统、音频处理、医学诊断等。
因此，制作一个能够生成正弦信号的设备是非常必要的。
传统的方法是使用模拟电路，但这种方法需要用到很多电子元器件，难以控制和调整。
同时，传统的模拟电路还容易受到电磁干扰、温度等环境因素的影响，导致输出的信号失真。
因此，数字信号处理（DSP）技术逐渐成为生成正弦波信号的常见方法，能够实现高精度、低失真的输出。
2. 设计概述本文介绍一种基于DSP的正弦信号发生器的设计。
该设计采用TMS320C5505数字信号处理芯片和信号解调电路，通过软件和硬件设计，实现了一个高精度、低失真的正弦信号发生器。
2.1 硬件设计本设计采用了TMS320C5505数字信号处理器集成电路作为主控芯片。
该芯片具有低功耗、高性能、灵活性和易于开发等优点。
除此之外，还需要电源模块、时钟模块、信号解调模块等。
2.2 软件设计本设计采用了C语言进行程序设计。
使用Code Composer Studio作为开发环境，将程序编译后烧录到芯片中。
代码的主要实现过程为：1.生成一个只包含一周期正弦波形的信号2.将该信号送入DA（Digital to Analog）转换器，使其变为模拟信号3.经过信号解调器后输出到外部接口信号的生成采用的是Taylor级数展开，可以实现高精度的波形生成。
信号解调电路主要是由低通滤波器、防干扰电路和放大电路等模块组成。
3. 实验结果经过实验测试，本设计输出的正弦波信号的频率可以在0~10kHz范围内任意设定。
信号的失真率小于0.1%。
同时，本设计还支持正弦波的相位调节和幅度调节等功能。
通过外部的控制，可以实现信号的精准控制和调节。
4.本文介绍了一种基于DSP的正弦信号发生器的设计，通过使用数字信号处理技术，实现了高精度、低失真的正弦波信号的生成。
该设计具有灵活性和可扩展性，可以为各种科学和工程领域提供高精度的正弦信号源。
正弦信号发生器
应用领域
通信领域
用于调制解调、无线通信等，提供稳定的载波信 号。
音频领域
用于音频设备测试、音响系统调校等，提供纯净 的正弦波信号。
科学实验
用于各种物理、化学、生物实验中，模拟各种波 形信号。
重要性
稳定性高
正弦信号发生器产生的信号稳定度高，频率、幅度等参数可精确 控制。
应用广泛
正弦信号发生器在各个领域都有广泛应用，为科学研究和技术开发 提供重要支持。
问题3
无法正常开机：解决方案 - 检查电源 连接和设备故障，如有需要请联系专 业维修人员。
问题4
输出不稳定：解决方案 - 重新启动设 备，检查连接线是否牢固，如问题持 续存在，可能需要校准设备。
05
正弦信号发生器的未来发展
技术发展趋势
数字化
正弦信号发生器将进一步向数字 化发展，实现更精确的信号控制
正弦信号发生器
• 正弦信号发生器概述 • 正弦信号发生器的种类 • 正弦信号发生器的性能指标 • 正弦信号发生器的使用方法 • 正弦信号发生器的未来发展
01
正弦信号发生器概述
定义与工作原理
定义
正弦信号发生器是一种能够产生 正弦波信号的电子设备。
工作原理
正弦信号发生器通过振荡电路产 生正弦波，并通过调节频率、幅 度等参数，输出所需信号。
数字信号发生器
数字信号发生器采用数字技术来产生正弦波，具 有较高的频率范围和精度。
数字信号发生器通常具有更好的稳定性和可靠性， 能够产生更高质量的信号。
数字信号发生器广泛应用于通信、雷达、电子战 和测试等领域。
合成信号发生器
1
合成信号发生器采用数字合成技术来产生正弦波， 具有非常高的频率范围和精度。
正弦信号发生器实验报告
正弦信号发生器实验报告引言本实验旨在设计并构建一个正弦信号发生器，用于产生具有特定频率和振幅的正弦波信号。
正弦信号在电子工程中具有广泛的应用，如通信系统、音频设备和信号处理等。
本实验将介绍设计思路、所需材料和步骤，以及实验结果和讨论。
设计思路为了设计一个正弦信号发生器，我们需要以下主要组件：1.振荡电路：产生正弦波信号的核心部分。
2.振幅调节电路：用于控制输出信号的振幅。
3.频率调节电路：用于控制输出信号的频率。
我们将使用基本的集成电路和电子元件来实现这些功能。
接下来，我们将逐步说明每个组件的设计和实现。
所需材料在开始实验之前，我们需要准备以下材料和工具：1.集成电路：例如操作放大器（Op-amp）。
2.电容器和电阻器：用于构建振荡电路和调节电路。
3.面包板：用于连接电子元件。
4.电源：为电路提供所需的电能。
5.示波器：用于测量信号的振幅和频率。
实验步骤1.第一步：振荡电路设计和构建–选择一个合适的振荡电路拓扑，如RC振荡电路。
–计算并选择所需的电容器和电阻器数值。
–使用面包板将电容器、电阻器和集成电路连接起来。
2.第二步：振幅调节电路设计和构建–选择一个合适的振幅调节电路拓扑，如非反相放大器。
–根据需要的振幅范围计算并选择所需的电阻器数值。
–使用面包板将电阻器和集成电路连接起来。
3.第三步：频率调节电路设计和构建–选择一个合适的频率调节电路拓扑，如电阻-电容调谐电路。
–根据需要的频率范围计算并选择所需的电容器和电阻器数值。
–使用面包板将电容器、电阻器和集成电路连接起来。
4.第四步：电源和示波器连接–将电源连接到电路以提供所需的电能。
–将示波器连接到电路以测量输出信号的振幅和频率。
5.第五步：实验验证和调试–打开电源，并使用示波器观察输出信号。
–调节振幅和频率调节电路，验证是否可以在所需范围内调节信号的振幅和频率。
实验结果和讨论经过实验验证和调试，我们成功设计和构建了一个正弦信号发生器。
该信号发生器能够在所需的频率范围内产生具有可调节振幅的正弦波信号。
正弦信号发生器原理
正弦信号发生器原理
正弦信号发生器主要由振荡电路、放大电路和输出电路三部分组成。
振荡电路是实现正弦信号的关键部分，通过在电路中引入反馈机制，产生自激振荡。
其中，通常采用的是RC振荡电路或LC振荡电路。
在RC振荡电路中，通过调节电容和电阻的数值，可以调整正弦信号的频率。
而在LC振荡电路中，则通过调节电感和电容的数值来控制频率。
振荡电路输出的信号较小，需要经过放大电路进行放大。
放大电路通常采用集成运算放大器（OP-AMP）作为基础组件，通过调整电阻、电容的数值和配置方式，可以进一步增大振荡电路输出的信号幅度。
最后，正弦信号经过输出电路进行整形，使其具有合适的输出特性。
输出电路中通常包括滤波电路，用来去除掉信号中的高频杂散成分，以及输出阻抗匹配电路，使其能够与外部设备连接。
总结起来，正弦信号发生器通过振荡电路产生基准信号，经过放大电路增大信号幅度，最后经过输出电路整形并输出。
通过调节振荡电路的参数，可以得到不同频率的正弦信号。
正弦波信号发生器的设计及电路图
正弦波信号发生器的设计及电路图正弦波信号发生器的设计结构上看，正弦波振荡电路就是一个没有输入信号的带选频网络的正反馈放大电路。
分析RC串并联选频网络的特性，根据正弦波振荡电路的两个条件，即振幅平衡与相位平衡，来选择合适的放大电路指标，来构成一个完整的振荡电路。
很多应用中都要用到范围可调的LC振荡器，它能够在电路输出负载变化时提供近似恒定的频率、几乎无谐波的输出。
电路必须提供足够的增益才能使低阻抗的LC电路起振，并调整振荡的幅度，以提高频率稳定性，减小THD（总谐波失真）。
1引言在实践中，广泛采用各种类型的信号产生电路，就其波形来说，可能是正弦波或非正弦波。
在通信、广播、电视系统中，都需要射频（高频）发射，这里的射频波就是载波，把音频（低频）、视频信号或脉冲信号运载出去，这就需要能产生高频信号的振荡器。
在工业、农业、生物医学等领域内，如高频感应加热、熔炼、淬火，超声波焊接，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。
可见，正弦波振荡电路在各个科学技术部门的应用是十分广泛的。
2正弦波振荡电路的振荡条件从结构上来看，正弦波振荡电路就是一个没有输入信号的带选频网络的正反馈放大电路。
图1表示接成正反馈时，放大电路在输入信号某i=0时的方框图，改画一下，便得图2。
由图可知，如在放大电路的输入端（1端）外接一定频率、一定幅度的正弦波信号某a，经过基本放大电路和反馈网络所构成的环路传输后，在反馈网络的输出端（2端），得到反馈信号某f，如果某f与某a在大小和相位上一致，那么，就可以除去外接信号某a，而将1、2两端连接在一起（如图中的虚线所示）而形成闭环系统，其输出端可能继续维持与开环时一样的输出信号。
信号发生器正弦波产生原理
信号发生器正弦波产生原理信号发生器是一种电子仪器，用于产生不同类型的电信号，其中正弦波是一种基本的信号类型。
正弦波产生器的工作原理涉及使用一些基本的电子元件和电路。
以下是正弦波产生器的一般工作原理：
1. 反馈电路：正弦波产生器通常使用反馈电路来维持振荡。
反馈是指将部分输出信号反馈到输入端，以维持连续的振荡。
2. 放大器：正弦波产生器中有一个放大器，它负责提供足够的增益，以确保反馈信号在电路中传播时能够保持足够的振荡幅度。
3. 相移网络：为了产生正弦波，信号发生器还需要一个相移网络，它在电路中引入一个90度的相移。
这可以通过电容和电感元件的组合来实现。
4. 频率设定：正弦波产生器通常允许用户设定输出信号的频率。
这可以通过在电路中使用可调的电容、电感或其他元件来实现。
5. 稳定性控制：为了保持输出信号的稳定性，正弦波产生器通常包含一些措施，如使用晶振或其他时钟源。
6. 反馈类型：有两种常见的反馈类型，即正反馈和负反馈。
正反馈使得输出信号在每个周期内增加，而负反馈使得输出信号受到一定程度的抑制。
7. 振荡条件：正弦波产生器的振荡条件是通过在电路中选择合适的元件值和配置来满足的。
振荡条件包括放大器增益、相移网络和反馈网络。
这只是正弦波产生器的一般工作原理，实际上有多种类型的正弦波产生器电路，包括基于集成电路的振荡器、RC振荡器、LC振荡器等。
每种电路都有其特定的应用和优缺点。
制作一个正弦信号发生器的设计
制作一个正弦信号发生器的设计
一、正弦信号发生器的概念
正弦信号发生器是一种可以产生所需频率的正弦波信号的设备，可以
帮助开发者测量和分析频率特性，也可以用于相关系统的诊断。
正弦信号
发生器可以产生指定频率的正弦波形，以满足不同系统的需求。
它也可以
通过波形对比法进行精确的波形测量，用于分析电子系统特性。
（1）电路设计
正弦信号发生器的电路设计主要有两种：一种是基于模拟电路的设计，另一种是基于数字电路的设计。
（1）模拟电路
模拟电路设计采用的是电路模块，主要有振荡器、滤波器、缓冲器和
调制电路。
（a）振荡器
振荡器主要由振荡电路和调整元件组成，振荡器的作用是形成振荡的
正弦波，以满足信号发生器产生不同频率的要求。
（b）滤波器
滤波器的作用是滤除振荡器产生的额外噪声，以得到纯净的正弦信号。
（c）缓冲器
缓冲器的主要作用是将振荡器的正弦波输出，缓冲器的作用是减少信
号失真，使正弦波更加完美。
（d）调制电路
调制电路的作用是对信号发生器产生的正弦波进行调制，使其能够输出更加稳定的信号频率。
（2）数字电路
采用数字电路设计的正弦信号发生器。
实验十-正弦信号发生器实验
实验10正弦信号发生器实验
1、实验目的：
1）学习分频器，计数器和LPM_ROM的使用方法
2）学习DDS的基本原理。
2、实验原理：
图1 正弦信号发生器的原理图
图2 DDS信号源的原理图
3、实验内容
选择模式NO.5,打开试验箱左上侧的+/-12V开关（D/A输出需要），将示波器探头接于主系统左下角的两个挂钩处，最右侧的时钟选择，用短路帽接插clock0为65536Hz 或750KHz处，这时可以从示波器上看到波形输出
1)用VHDL语言描述一个16进制计数器，然后再描述一个正弦表译码器，使用
元件例化语句描述图1所示原理图(FPGA内部)，在QuartusⅡ上进行编译、综
合、适配。
引脚锁定以及硬件下载测试。
时钟输入锁clcok0(750KHZ)，正弦
表输出锁DAC0832输入，复位和时钟使能锁按键，进行编译、下载和硬件测
试。
2)用VHDL语言描述一个1024进制计数器，然后使用lpm_ROM再描述一个10
位地址的正弦表译码器，使用元件例化语句描述图1所示原理图(FPGA内部)，
在QuartusⅡ上进行编译、综合、适配。
引脚锁定以及硬件下载测试。
3)如图2所示，把上述计数器改为+M计数器，M为3位，采用按键输入。
记录
4、思考
怎样提高输出频率的范围
参考程序见文件。
毕业设计正弦信号发生器
正弦信号发生器摘要本系统以单片机和FPGA为控制和处理核心，基于直接数字频率合成原理，利用DDS集成芯片AD9851实现了300Hz~13MHz、步进为0.1Hz的正弦信号发生器和高频偏的DDS调频(FM)信号发生器；通过模拟乘法器MC1496实现调幅功能，其低频调制信号由FPGA和DAC0800构成DDS低频发生器产生；利用可变增益宽带放大器AD600实现幅度程控，通过检波和ADC反馈给单片机，检测和调整输出电压，实现精确的幅度控制。
使用了多种抗干扰措施以减少噪声并抑制高频自激；后级功放采用两片宽带运放AD811组成桥式功率放大器来实现。
本系统硬件设计应用了EDA工具，软件采用模块化的编程思想。
关键字：正弦信号发生器 DDS 调幅幅度控制桥式功率放大器AbstractBased on the principle of DDS, the system uses the A T89C51 and FPGA as the control and processing unit ,and uses the DDS chip AD9851 to realize the Sine and FM signal generator .The signal generator can output Sine signal of 300 Hz ~13M Hz with 0. 1 Hz frequency step, the MC 1496 is used to realize AM performance, the Amplitude control of signals are realized by using chip AD600,the low frequency modulation signal is produced by DDS made of FPGA and DAC 0800..Many methods are employed to diminish noises and restrain high frequency self-excitation. The test results show that the system achieves the requirements of design.正弦信号发生器一、方案论证与选择本系统难点有：1.产生稳定性高、频率步进较低、频带范围较广且具有一定带负载能力的正弦信号源；2.以1kHz为调制信号，在较大动态范围（100kHz~10MHz）内产生频偏为10kHz的调频信号；3.产生AM、ASK、PSK等调制信号。
正弦信号发生器的设计
正弦信号发生器的设计正弦信号是电子工程中非常常见的一种波形信号。
在很多应用场合中，为了满足一些特殊的输出要求，设计一个合适的正弦信号发生器是非常必要的。
本文将介绍如何设计一个简单的正弦信号发生器。
一、介绍正弦信号正弦信号是一种基本的周期信号，在数学和工程领域都有广泛的应用。
正弦信号的数学表达式为：y(t) = A*sin(ωt+φ)，其中A为振幅，ω为角频率，φ为相位差。
正弦信号具有周期性和连续性，可以描述很多物理和电子现象，如机械振动、电磁波等。
在电子工程领域中，正弦信号可以用于通讯系统、音频系统、数码系统等各个方面。
如果需要设计一个正弦波信号发生器，一些基本要素必须要考虑。
这些要素包括输出幅度、输出频率、工作电源和电路稳定性。
以下是正弦信号发生器的设计方案：1.输出幅度要设计一个正弦信号发生器，首先要确定所需要的输出幅度范围。
对于数字信号处理器（DSP）的输出，其输出幅度通常在±1.0之间。
如果需要更大的输出幅度，可以通过放大引脚信号或者使用外部放大器实现。
2.输出频率输出频率可以由外部时钟或者基准晶振决定。
如果想要实现可调节的输出频率，可以在电路中使用像50-100MHz这样的精准低噪声晶振。
可以根据应用需求选择不同的晶振和滤波器电路。
3.工作电源正弦波信号发生器的工作电源应该保证稳定性和可靠性。
在低频和中频应用中，标准稳压器可以提供足够的电源稳定性；在高频应用中，需要使用低噪声电源或者瞬态响应较好的电源来保证信号质量。
4.电路稳定性正弦波信号发生器的电路必须要保证稳定性。
这可以通过使用负反馈电路、保持简单电路结构和使用稳定的输出功率等方法来实现。
此外，振荡器的端部是一个有驱动能力的阻抗，因此需要使用与振荡器相匹配的驱动设计。
下面是一个简单的正弦波信号发生器电路图：在图中，U1是一个晶体管振荡器，C4和L2是功率扩大电路，R1和R2是反馈电路，C1和C2是用于稳定电路的滤波电容，C3则被用来过滤高频噪声。
正弦信号发生器
正弦信号发生器介绍正弦信号发生器是一种用于产生纯净的正弦信号的设备或软件。
正弦信号是一个周期性的波形，经常在电子、通信、音频以及其他许多领域中使用。
正弦信号发生器可以产生特定频率和幅度的正弦波，用于测试和调试电子设备，音频设备，以及其他需要正弦信号源的应用。
功能正弦信号发生器具有以下主要功能：1. 频率调节正弦信号发生器允许用户调节输出信号的频率。
用户可以选择特定的频率，例如100Hz，1kHz，10kHz等，或者在一定范围内连续调节频率。
2. 幅度调节正弦信号发生器允许用户调节输出信号的幅度。
用户可以选择特定的幅度，例如0.1V、1V、10V等，或者在一定范围内连续调节幅度。
3. 波形形状选择正弦信号发生器经常支持多种波形形状的选择，例如正弦波、方波、三角波、锯齿波等。
用户可以根据需要选择所需的波形形状。
4. 相位调节某些正弦信号发生器还允许用户调节信号的相位。
相位是一个描述信号在一个周期内的偏移量的参数。
通过调整相位，用户可以改变信号的起始点。
5. 外部触发正弦信号发生器通常具有外部触发功能。
外部触发可以通过外部信号来触发信号的发生，例如输入一个电平、脉冲或其他触发信号来启动或同步信号发生。
6. 脉冲调制一些高级的正弦信号发生器还具有脉冲调制功能。
脉冲调制是一种将调制信号与一个高频率信号进行混合，从而产生包含调制信号信息的产生器。
应用领域正弦信号发生器在以下领域中得到广泛应用：1. 电子测试和测量正弦信号发生器是进行电子产品测试和测量的重要工具。
它们用于测试电子设备的响应、频率响应、信号传输等。
2. 音频和音视频设备调试在音频和音视频设备的生产和调试过程中，正弦信号发生器用于产生音频信号，以测试设备的音质、音频通路和信号处理电路。
3. 通信工程正弦信号发生器在通信工程中被广泛使用，用于模拟信号传输、测试调制解调器性能、通信系统故障诊断等。
4. 音频研究和音乐制作在音频研究和音乐制作领域，正弦信号发生器被用于合成和生成特定频率和幅度的声音。
信号发生器调研报告
信号发生器调研报告信号发生器调研报告一、引言信号发生器是电子测试仪器中一种常见的设备，广泛应用于电子实验室、生产线以及通信领域等。
它能够产生各种稳定的电信号，用于测试和测量电路的性能。
本报告将对市场上常见的信号发生器进行调研，分析其特点、优缺点以及应用场景。
二、信号发生器的分类根据信号输出的波形和频率范围，信号发生器可以分为以下几类：1.函数发生器：函数发生器能够产生各种连续的波形信号，如正弦波、方波、三角波等。
它具有频率范围广、输出稳定等特点，常用于电路的调试和研究。
2.脉冲发生器：脉冲发生器能够产生高频率的脉冲信号，用于测试数字电路、计数器等设备的性能。
3.频率发生器：频率发生器能够产生高精度的频率信号，并可调节频率范围。
它广泛应用于通信、雷达等领域的频率标定和测试。
三、信号发生器市场调研及分析在国内外市场上，信号发生器的品牌众多，产品型号繁多。
经过调研，我们发现以下几个品牌在市场上占有较大份额：1.瑞萨：瑞萨公司是日本一家知名的半导体制造商，其信号发生器产品在市场上备受认可。
产品具有高频率范围、高精度输出等特点，广泛应用于通信、半导体测试等领域。
2.安捷伦：安捷伦是一家美国的测试与测量设备制造商，其信号发生器产品以高性能和高稳定性著称。
产品涵盖了多种类型的信号发生器，适用于各种应用场景。
3.泰克：泰克是一家台湾的电子仪器制造商，其信号发生器产品具有多功能、便携性强等特点。
产品广泛应用于电信、电子工程等领域。
四、信号发生器的优缺点根据调研结果，我们总结了信号发生器的优缺点如下：优点：1.稳定性好：信号发生器能够产生稳定而准确的信号，使得测试结果更加可靠。
2.调节范围宽：信号发生器的频率范围广泛，可以满足不同频率要求的测试需求。
3.多种波形选择：信号发生器可以产生多种不同的波形信号，方便进行各种电路分析和测试。
缺点：1.价格相对较高：由于信号发生器的高精度和稳定性要求，其价格相对较高，可能超出一些预算。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
本科毕业论文（设计）(2014届）正弦信号发生器的研究院 系 电子信息工程学院专 业 电子信息工程姓 名 张*指导教师 钟** 讲师2014年4月学号：10084210632摘要随着电子技术的飞跃发展，社会发展步入了信息时代；随着生活水平提高，人们对精神生活的要求也跟着提高，这对电子领域提出了跟更高的要求。
所以我们有必要在电子技术的各个领域不断创新、提高。
正弦信号发生器广泛地应用于电子电路，自动控制系统，仪表测量校正调试和教学实验等领域。
本文利用仿真软件Proteus，以RC振荡电路、LC振荡电路、石英振荡电路为选频网络，仿真出三种正弦信号发生器的电路，通过仿真结果分析电路参数对正弦信号发生器性能指标的影响。
其中研究RC振荡电路中电阻、电容对振荡频率的影响；讨论电位器对振荡电路输出波形的影响；讨论谐振回路的电容对振荡频率和反馈系数的影响；研究负载电阻对电路输出波形的影响等。
关键词：正弦信号发生器；Proteus；LC振荡电路；RC振荡电路AbstractWith the rapid development of electronic technology, social development has entered the information age; with the improvement of living standards, the requirements on the spiritual life of people has also been increased, which put forward with the higher request to the electronic field. So we need to constantly innovate and improve in all areas of electronic technology. Sinusoidal signal generator is widely used in the field of electronic circuits, automatic control system, instrumentation correction debugging and teaching experiment etc.On this paper, by using the simulation software Proteus, the RC oscillation circuit, LC circuit, crystal oscillation circuit for the frequency selective network, I simulated a circuit of three sinusoidal signal generator. Through the simulation results, I analyzed the influence of circuit parameters on the performance of the sinusoidal signal generator.Among which make a research on the effect of the resistance, capacitance of oscillation frequency in the RC oscillation circuit; discuss the effects of potentiometer to oscillation circuit output waveform; discuss the influence of capacitance in the resonant circuit on the oscillation frequency and the feedback coefficient of load resistance; and study the impact of load resistance on the circuit output waveform,etc.Keywords: sinusoidal signal generator; Proteus; LC circuit; RC oscillation circuit;目录摘要 (I)Abstract..................................................... I I 目录.. (III)1 绪论 (1)1.1 本课题研究的背景及意义 (1)1.2 信号发生器的发展 (1)2电子设计软件Proteus简介 (2)2.1Proteus的概述 (2)2.2 基本组件 (3)2.3 基本操作 (3)2.4 原理图的绘制 (4)3 电路的设计方案 (4)3.1 正弦信号发生器的功能、分类 (4)3.2正弦信号发生器的性能指标 (5)3.3 正弦波发生电路 (7)4仿真结果及分析 (11)4.1RC振荡电路仿真结果 (11)4.2LC振荡电路仿真结果 (12)4.3 电感三点式与电容三点式振荡电路的比较 (16)5 小结 (16)参考文献 (18)1 绪论1.1 本课题研究的背景及意义随着电子技术的飞跃发展，社会步入了信息时代；同时随着信息时代对人才高素质和信息化的要求以及高等教育发展的趋势、生活水平提高，人们对精神生活的要求也渐渐地跟着提高。
电子通讯技术的应用在现代生活中已经无处不在，有利的推动生产力的发展以及社会信息化程度的提高，同时电子通讯产品性能不断提高，产品更新的节奏也越来越快。
这对电子领域提出了更高的要求，所以我们有必要在电子技术的各个领域不断创新、提高。
信号发生器又称信号源或振荡器[1]，在生产实践和科技领域中有着广泛的应用。
正弦波的电路被称为函数信号发生器，其频率范围可从几个微赫到几十兆赫，除供通讯、遥控和热处理设备中外，还广泛用于各种电子设备中。
例如，无线电发射机中的载波信号源，接收设备中的本地振荡信号源，各种测量仪器像信号发生器、频率计、FT测量仪中的核心部分和自动控制环节，都离不开正弦信号发生器。
信号发生器也是控制系统的重要组成部分，是工业自动化中不可缺少的测量设备，因此在许多高科技领域都得到了非常广泛的应用，如设计与测试、汽车制造业、生物医学、传感器仿真、函数发生器等领域。
因此通过借鉴国内外研究工作的先进经验，研制出高精度、可靠性、可调参数的数字量信号发生器，对于促进我国航空、航天、国防及工业自动化等领域的发展，跟随和赶超世界先进水平均有重要意义。
本课题的主要目的是为了学以致用，利用掌握的知识和技能分析与解决问题。
本设计通过对电路设计的流程和要求的掌握，以及对Proteus应用软件的了解使我们学会设计和分析电路并分析仿真结果，加深对所学知识的理解，提高我的专业技能水平。
1.2 信号发生器的发展信号发生器是一种最悠久的测试仪器，早在二十世纪20年代年代电子技术刚出现时信号产生电路就产生了。
紧接着由于电子通信和无线电技术的快速发展发展，二十世纪40年代出现了主要运用于测量各种接收机的标准信号发生器，从而把是定性分析的测试仪器的信号发生器发展成定量分析的测试工具。
与此同时还发明了脉冲信号发生器，它是可用来测量脉冲电路或者作为脉冲调制器。
由于在前期的振荡器的内部结构比较复杂，功率也比较大，同时也拥有比较简单的电路，因此速度发展的相对较慢。
在二十世纪六十年代中期才诞生了第一台全晶体管的信号发生器。
自从60年代以后，信号发生器发展的非常的迅速，人们紧接着发明了函数发生器，这个时期的信号发生器一般采用模拟电子技术[2]，由分立元件或模拟集成电路构成，此时的信号发生器电路比较复杂，而且只能够输出正弦波、方波、锯齿波和三角波等几种比较简单的信号波形，随后人们发现模拟电路的漂移较大，导致信号发生器输出的波形的幅度不稳定，而且，输出波形的性能比较差，而且模拟器件构成的电路存在着许多缺点，例如，尺寸比较大、价格比较贵、功耗也较大，并且如果要产生比较复杂的信号波形则要求电路结构非常复杂。
自从二十世纪70年代，微处理器出现以后，人们利用微处理器、A/D和D/A技术[3]，同时利用硬件和软件扩大信号发生器的许多功能，产生比较复杂的波形。
这时期的信号发生器大多数以软件为主，但是，那时的信号发生器实质是采用微处理器对DAC的程序控制，就可以得到各种简单的波形。
当然，由于是软件控制波形的导致了产生的波形频率比较低，这主要是取决于微处理器的工作速度，如果想提高波形频率可以改进软件程序，就是要减少其执行周期或者提高微处理器的时钟周期，但是这些办法是有限度的，改进硬件电路才是根本的办法。
随着现代的电子技术、计算机和信息处理等技术的快速发展，同时也极大促进了数字技术在电子测试仪器中的应用，从而使数字化技术[4]慢慢地代替了模拟技术，从而增强了仪器信号的处理能力，提高了信号测量的准确度、精度和变换速度，克服了模拟信号处理带来的的许多不足，从而数字信号发生器也快速地发展起来。
在当今的信息时代，信号发生器的应用非常广泛，种类很多。
首先，信号发生器可以分通用和专用两大类，专用就是主要为了某种特殊的测量而开发制造的，例如，电视信号发生器、广播信号发生器等等。
当然这种信号发生器的特性是由受测量对象的要求所限制的。
其次，信号发生器按输出波形又可分为正弦波信号发生器、脉冲波信号发生器、函数发生器和任意波发生器等。
再次，按照产生频率的方法又可分为谐振法和合成法两种。
随着通信、电子及微电子技术的快速发展，对各种高性能的测试仪器、高频段信号发生器的需求越来越多，我国数字合成信号发生器发展也较快，并广泛应用在通信、雷达、无线电导航、影视音响以及电测试仪器等领域。
我国信号发生器行业目前发展形势良好，该行业企业正逐渐产业化，规模化发展，随着我国信号发生器行业需求市场的不断扩大以及出口不断增加，我国信号发生器行业将迎来一个新的发展机遇。
2电子设计软件Proteus简介2.1 Proteus的概述有了protel、Multisim、proteus、psice等一系列的软件的存在，就此便可以以虚代实、以软代硬，独立建立一个完善的虚拟实验室。
代替了在实验室和教室里的以实物进行实践的方式，可以在计算机上学习电工基础，模拟电路、数字电路、单片机应用系统等课程，并进行电路设计、仿真、调试等。
因此这一系列的软件受到广大电子设计爱好者的青睐，是他们工作、学习上难得的工具软件，也因此它们在全球得到了广泛应用。
其中，Proteus是英国Labcenter electronics公司开发的EDA工具软件[5]。