电子电工课程设计(函数发生器的设计)
课程设计_函数发生器的设计
课程设计报告西南大学计算机与信息科学学院课程设计指导教师评定成绩表指导教师评定成绩：指导教师签名：年月日西南大学本科学生课程设计任务书函数发生器的设计摘要函数信号发生器是一种能能够产生多种波形,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。
函数信号发生器在电路实验和设备检测中具有十分广泛的用途。
现在我们通过对函数信号发生器的原理以及构成设计一个能变换出三角波、正弦波、方波的简易发生器。
我们通过对电路的分析，参数的确定选择出一种最适合本课题的方案。
在达到课题要求的前提下保证最经济、最方便、最优化的设计策略。
按照设计的方案选择具体的原件，焊接出具体的实物图，并在实验室对焊接好的实物图进行调试，观察效果并与课题要求的性能指标作对比。
最后分析出现误差的原因以及影响因素。
关键字：方案确定、参数计算、调试、误差分析。
1.1问题的提出设计一个函数发生器使得能够产生发波、三角波、正弦波。
1、主要技术指标频率范围10Hz~100Hz，100Hz~1000Hz，1kHz~10kHz频率控制方式通过改变RC时间常数手控信号频率通过改变控制电压Uc实现压控频率VCF输出电压正弦波Up p≈3 V 幅度连续可调;三角波Upp≈5 V 幅度连续可调;方波Upp≈14 V 幅度连续可调.波形特性方波上升时间小于2s；三角波非线性失真小于1%；正弦波谐波失真小于3%。
2、设计要求（1）根据技术指标要求及实验室条件自选方案设计出原理电路图，分析工作原理，计算元件参数。
（2）列出所有元、器件清单报实验室备件。
（3）安装调试所设计的电路，使之达到设计要求。
（4）记录实验结果。
1.2基本原理1、函数发生器的组成函数发生器一般是指能自动产生正弦波、方波、三角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，本课题介绍方波、三角波、正弦波函数发生器的方法。
函数发生器的设计------模拟电子技术课程设计
搭建仿真模型：根据设计要求，搭建函数发生器的仿真模型
设定仿真参数：设定仿真所需的参数，如频率、幅度、相位等
模拟电子技术课程设计中的函数发生器设计
模拟电子技术课程设计是电子工程专业的必修课程
设计目标：掌握模拟电子技术，提高实践能力
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：
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设计背景：模拟电子技术在电子工程领域具有广泛应用
函数发生器是模拟电子技术课程设计中的重要项目
设计目标：实现一个具有一定频率和幅度的函数发生器
设计方案：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
实现方法：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
设计步骤：设计电路、制作电路、测试电路、调试电路
科研教育：用于科研实验和教育教学，进行信号发生和模拟
电子测量：用于测量电子设备的性能和参数
通信系统：用于模拟通信信号，进行通信系统的测试和调试
便携性和小型化：函数发生器将更加便携和小型化，方便携带和使用
网络化和远程控制：函数发生器将支持网络化和远程控制，方便远程操作和监控
数字化和智能化：函数发生器将更加智能化，能够自动生成和调整信号
组成结构：包括振荡器、放大器、滤波器、调制器等部分
应用领域：电子测量、通信、雷达、自动控制等领域
显示和操作界面：显示信号发生器的工作状态和参数设置，并提供操作界面供用户进行参数设置和操作。
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。
实验总结：本次实验通过对函数发生器的使用，熟悉了其基本原理和操作方法，并能够进行实际测量与实验。
函数发生器作为一种常用的仪器设备，广泛应用于各个领域的科学研究和工程实践中。
掌握函数发生器的使用方法对于今后的学习和工作具有重要的意义。
在实验过程中，需要注意正确连接电路和设备，并确保信号的稳定性和准确性。
函数发生器的课程设计
函数发生器的课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解函数发生器的定义、功能及基本原理；2. 学生能够掌握函数发生器的基本操作，包括波形选择、频率调整、幅度控制等；3. 学生能够运用函数发生器产生常见波形（如正弦波、方波、三角波等），并了解其数学表达式。
技能目标：1. 学生能够独立操作函数发生器，完成波形的设置和调整；2. 学生能够通过观察波形，分析其特点，并利用函数发生器进行简单的信号处理；3. 学生能够结合所学知识，运用函数发生器解决实际问题。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对电子仪器的兴趣，增强对物理实验的探究欲望；2. 学生通过动手实践，培养团队协作和问题解决能力；3. 学生在实验过程中，养成严谨的科学态度和良好的实验习惯。
课程性质：本课程为物理实验课，旨在帮助学生掌握函数发生器的使用，提高实验操作能力。
学生特点：学生处于高中阶段，具备一定的物理知识和实验技能，对新鲜事物充满好奇心。
教学要求：教师应结合学生特点和课程内容，采用启发式教学，引导学生主动参与实验，提高学生的实践能力。
在教学过程中，注重培养学生的科学素养和团队协作精神。
通过本课程的学习，使学生能够将所学知识应用于实际操作中，达到学以致用的目的。
二、教学内容1. 函数发生器的基本原理与结构：介绍函数发生器的定义、工作原理、主要组成部分，以及其在物理实验中的应用。
相关教材章节：第五章第二节《信号发生器的基本原理》2. 函数发生器的操作与使用：详细讲解函数发生器的操作面板、功能键、旋钮等，教授如何进行波形选择、频率调整、幅度控制等基本操作。
相关教材章节：第五章第三节《信号发生器的使用方法》3. 常见波形产生与分析：指导学生利用函数发生器产生正弦波、方波、三角波等常见波形，并通过示波器观察波形特点，分析其数学表达式。
相关教材章节：第五章第四节《常见波形的产生与分析》4. 实验操作与练习：安排学生进行实际操作，完成以下实验任务：a. 利用函数发生器产生指定频率和幅度的正弦波；b. 产生方波和三角波，观察并分析两种波形的特点；c. 探究不同波形在信号处理中的应用。
课程设计函数发生器
1.引言1.1函数信号发生器的应用意义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也可以是集成电路。
为进一步掌握电路的基本理论及实验调试技术，本课题采用有集成运算放大器与晶体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。
具体方法是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。
通过此次设计，我们能将理论知识很好的应用于实践，不仅巩固了书本上的理论知识，而且锻炼了我们独立查阅资料、设计电路、独立思考的能力1.2设计目的（1）能够根据功能要求查找相关的元器件的说明书。
（2）能够对元器件的说明书进行学习并掌握元器件的控制方法和时序要求。
（3）能够利用Multisim、protel仿真软件对电路进行仿真调试。
（4）能够按着规范的课程设计的格式完成课程设计报告。
1.3设计内容和要求设计一个函数发生器，能产生方波、三角波、正弦波信号。
用LED显示其频率和波形参数，播报其频率和波形参数。
信号频率可通过键盘输入并显示。
基本要求：1、输出频率范围：100HZ—1KHZ和1KHZ—10000HZ两档2、输出电压幅值可设，方波：VP-P=12V3、三角波：VP-P=1V4、正弦波：VP-P>1V整个控制电路在Multisim、Protel仿真软件中连接调示。
2.函数发生器的总方案及原理框图2.1 原理框图2.2 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。
课程设计函数发生器的设计
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”4. 函数发生器的实际应用：分析函数发生器在电子技术领域及现实生活中的应用案例；- 相关教材章节：第五章第五节“函数发生器的应用实例”5. 实验操作与数据分析：组织学生进行实验操作，指导学生正确记录和分析数据，培养团队协作能力；- 相关教材章节：第五章实验“函数发生器的使用与数据分析”教学内容安排与进度：第一课时：函数发生器的基本原理与结构；第二课时：函数发生器的操作与使用；第三课时：常见函数的生成与变换；第四课时：函数发生器的实际应用；第五课时：实验操作与数据分析。
函数信号发生器课程设计
一绪论1.1函数信号发生器的应用意义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也可以是集成电路。
为进一步掌握电路的基本理论及实验调试技术，本课题采用有集成运算放大器与晶体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。
具体方法是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。
通过此次设计，我们能将理论知识很好的应用于实践，不仅巩固了书本上的理论知识，而且锻炼了我们独立查阅资料、设计电路、独立思考的能力1.2设计任务设计能产生方波、三角波、正弦波的函数信号发生器电路1.3设计要求1）输出各种波形工作频率范围：10—100Hz,100—1KHz,1K—10KHz。
2) 输出电压：正弦波U=3V , 三角波U=5V , 方波U=14V。
3) 波形特征：幅度连续可调，线性失真小。
4)选择电路方案，完成对确定方案电路的设计;计算电路元件参数与元件选择、并画出各部分原理图，阐述基本原理。
1.4设计方案函数信号发生器是是由基础的非正弦信号发生电路和正弦波形发生电路组合而成。
由运算放大器单路及分立元件构成，方波——三角波——正弦波函数信号发生器一般基本组成框图如图1所示。
图1 函数信号发生器框图1、方波—三角波—正弦波信号发生器电路有运算放大器及分立元件构成，其结构如图1所示。
他利用比较器产生方波输出，方波通过积分产生三角波输出，三角波通过差分放大电路产生正弦波输出。
2、利用差分放大电路实现三角波—正弦波的变换波形变换原理是利用差分放大器传输特性曲线的非线性，波形变换过程如图2所示图 2 三角波和正弦波得转换示意图由图2可以看出，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。
函数信号发生器课程设计
函数信号发生器课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解函数信号发生器的原理与功能，掌握其基本组成部分及其作用。
2. 掌握使用函数信号发生器产生常见波形（如正弦波、方波、三角波等）的方法。
3. 学会读取和解释函数信号发生器显示的波形参数，如频率、幅度、相位等。
技能目标：1. 能够独立操作函数信号发生器，进行基本波形的设置与调整。
2. 能够运用函数信号发生器设计简单的信号处理电路，并进行调试。
3. 培养学生动手实践能力，学会使用函数信号发生器解决实际问题的方法。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子技术的兴趣，激发他们探索科学原理的精神。
2. 增强学生的团队合作意识，培养他们在实践过程中互帮互助、共同进步的精神。
3. 培养学生严谨、务实的学习态度，使他们认识到实践操作中规范操作的重要性。
课程性质：本课程为电子技术学科的课程设计，以实践操作为主，理论讲解为辅。
学生特点：学生处于高中年级，具有一定的电子技术基础，对实践操作充满兴趣。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，强调动手实践能力的培养。
通过课程设计，使学生将所学知识应用于实际电路设计中，提高他们的综合运用能力。
同时，关注学生的情感态度价值观的培养，使他们形成积极向上的学习态度。
课程目标的分解与实施将贯穿于整个教学设计和评估过程，以确保学生达到预期学习成果。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下三个方面：1. 函数信号发生器原理及功能：介绍函数信号发生器的基本原理、组成部分、工作方式及其在电子技术中的应用。
- 教材章节：第五章第三节“函数信号发生器”- 内容列举：原理讲解、组成部分、波形种类、应用领域2. 函数信号发生器操作与使用：学习如何操作函数信号发生器，掌握各种波形参数的设置与调整方法。
- 教材章节：第五章第四节“函数信号发生器的使用”- 内容列举：面板介绍、操作步骤、参数设置、波形观察3. 函数信号发生器应用案例：通过实际案例，让学生学会使用函数信号发生器解决实际问题，培养动手实践能力。
电子线路课程设计---函数信号发生器
电子线路课程设计——函数信号发生器前言近这些年来，计算机技术进入了前所未有的快速发展时期。
而特别高集成电路作为一个子系统的应用，发展更是迅速，已成为新一代电子设备不可缺少的核心部件，其在现实生活中的运用也是非常普遍。
在科学研究、工程教育及生产实践中，如工业过程控制、教学实验、机械振动试验、动态分析、材料试验、生物医学等领域，常常需要用到低频信号发生器。
在日常维修、教学和科研中，函数信号发生器也是不可缺少的工具。
而在我们生活中，以及一些科学研究中，锯齿波和正弦波、矩形波信号是常用的基本测试信号。
譬如在示波器、电视机等仪器中，为了使电子按照一定规律运动，以利用荧光屏显示图像，常用到锯齿波产生器作为时基电路。
函数发生器作为一种通用的电子仪器，在生产、科研、测控、通讯等领域都得到了广泛的应用。
但市面上能看到的电子仪器在频率精度、带宽、波形种类及程控方面都已不能满足许多方面实际应用的需求。
加之各类功能的半导体集成芯片的快速生产，都使我们研制一种高精度、宽频带，能产生多种波形并具有程控等多功能函数发生器成为可能。
随着电子测量及其他部门对各类信号发生器的广泛需求及电子技术的迅速发展，促使信号发生器种类益增多，性能日益提高，尤其随着70年代微处理器的出现，更促使信号发生器向着自动化、智能化方向发展。
现在，许多信号发生器除带有微处理器，因而具备了自校、自检、自动故障诊断和自动波形形成和修正等功能外还带有IEEE-488或RS232总线，可以和控制计算机及其他测量仪器一起方便的构成自动测试系统。
当前信号发生器总的趋势是向着宽频率覆盖、高频率精度、多功能、自动化和智能化方向发展。
我们长期使用的信号发生器，大部分是由模拟电路构成的，这类仪器作为信号源，频率可达上百MHz，在高频范围内其频率稳定性高、可调性好。
但用于低频信号输出时，它所需要的RC值很大，参数准确度难以保证。
而且其体积大，可靠性差，准确度低，损耗也大。
随着大规模集成电路技术的发展，集成度不断提高，使得微型机的速度和性能大为提高，可靠性增加，成本降低。
电子电工课程设计-函数发生器
电子电工技术课程设计题目：函数发生器班级：10材化（2）班学号：201010230232姓名：彭丹指导：张老师时间：2012年6月12日景德镇陶瓷学院电工电子技术课程设计任务书姓名彭丹_ 班级_10材化（2）班_ 指导老师张老师【9】刘丹.《例说8051》.北京：人民邮电出版社【10】李群芳.《单片微型计算机与接口技术(第二版)》.北京：电子工业出版社【11】王琼.《单片机原理及应用实践教程》.合肥：合肥工业大学出版社【12】蒋立培.《单片危机系统使用教程》.北京：机械工业出版社【13】谢自美.《电子线路设计·实验·测试（第三版）》.湖北：华中科技大学出版社【14】杨翠娥.《高频电子线路实验与课程设计》.哈尔滨：哈尔滨工程大学出版社【15】张肃文.《高频电子线路（第三版）》：高教出版社【16】曾兴雯陈健刘乃安.《高频电子线路辅导》.西安：西安电子科大出版社目录1、总体方案与原理说明. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .42、方波发生电路. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (5)3、方波—三角波产生电路图. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (6)4、三角波—正弦波产生电路 (8)5、总体电路原理相关说明. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .106、函数发生器总电路图. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117、元件清单. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (12)8、设计心得体会. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..139、参考文献. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (14)1、总体方案与原理说明（1）函数发生器介绍函数发生器一般是指能自动产生正弦波、方波、三角波的电压波形的电路或者仪器。
3248. 函数发生器的设计 课程设计
课程设计任务书学生姓名： xxx 专业班级：通信0805 指导教师：xxx工作单位信息工程学院题目: 函数发生器的设计初始条件：可选元件：双运放μA741两只，双三极管3DG130两对，电阻、电位器、电容若干，直流电源Vcc= +12V，V EE= -12V，或自备元器件。
可用仪器：示波器，万用表，直流稳压源，毫伏表要求完成的主要任务:（1）设计任务根据已知条件，完成对方波－三角波－正弦波发生器的设计、装配与调试。
（2）设计要求①频率范围10~100Hz，100 Hz~1KHz，1 KHz~10 KHz；正弦波Upp≈3V，幅度连续可调，线性失真小。
三角波Upp≈5V，幅度连续可调，线性失真小。
方波Upp≈14V，幅度连续可调，线性失真小。
②选择电路方案，完成对确定方案电路的设计。
计算电路元件参数与元件选择、并画出总体电路原理图，阐述基本原理。
（选做：用PSPICE或EWB软件完成仿真）③安装调试并按规定格式写出课程设计报告书。
时间安排：第19周理论讲解，时间：礼拜一5，6，7、8节地点：鉴三204第20周理论设计、实验室安装调试，地点：鉴主13楼通信工程综合实验室、鉴主15楼通信工程实验室（1）指导教师签名：2010年 1月日系主任（或责任教师）签名：年月日目录引言 (4)1 设计方案的比较 (5)1.1信号发生器方案的比较 (5)1.2信号变换电路方案比较 (7)1.3设计的目的 (9)1.4设计的任务 (9)1.5设计要求及技术指标 (9)2函数发生器总方案 (10)2.1函数发生器的组成 (10)2.1.1原理图 (10)2.2各组成部分工作原理 (10)3.2.1方波发生器工作原理 (10)3.2.2.1方波三角波电路转换原理 (10)3.2.2正弦波产生电路 (13)3.3 系统集成 (15)4 电路的仿真及分析 (16)4.1 模块的仿真及分析 (16)4.1.1 方波----三角波转换电路的安装与测试 (16)4.1.2 正弦波产生电路的安装及调试 (16)4.2 总电路的安装与调试 (17)5 电路调试 (18)5.1 模拟结果 (18)5.2 结果分析 (18)6 心得体会 (19)参考文献 (21)7元件清单 (23)引言1. 函数发生器作为一种常用的信号源,是现代测试领域内应用最为广泛的通用仪器之一。
函数发生器课程设计
函数发生器课程设计目录摘要-----------------------------------------------------------------3 第一章绪论-----------------------------------------------------4 1.1 单片机的概述----------------------------------------------4 1.2函数发生器的分类------------------------------------------4 1.3 研究的目的及意义------------------------------------------5 第二章函数信号发生器设计--------------------------------6 2.1 课程设计的目的-------------------------------------------6 2．2课程设计的要求-------------------------------------------6 第三章方案的设计--------------------------------------------73.1 方案的设计与选择------------------------------------------7 3.2 设计原理简介及功能---------------------------------------8 3.3系统硬件的设计及功能------------------------------------103.31 AT89C51单片机及说明------------------------------103.32 D /A转换模块----------------------------------------11 3.4 系统软件设计及接口电路---------------------------------143.41 外部时钟电路------------------------------------------143.42 外部复位电路------------------------------------------153.43 键盘接口电路------------------------------------------153.44 数、模转换及放大电路------------------------------16 第四章系统软件设计------------------------------------------174.1 主函数----------------------------------------------------------17 4.2正弦波的程序及仿真结果----------------------------------18 4.3三角波的程序及仿真结果----------------------------------19 4.4锯齿波的程序及仿真结果----------------------------------20 4.5方波的程序及仿真结果-------------------------------------21 第五章总结与展望--------------------------------------------22 参考文献-----------------------------------------------------------23 附录一元器件清单--------------------------------------------24 附录二程序清单------------------------------------------------25 附录三电路原理图---------------------------------------------30摘要本文设计低频信号发生器，以AT89C51 单片机为核心，通过键盘输入控制信号类型和频率的选择，采用DA 转换芯片输出相应的波形。
函数发生器的设计
函数发生器的设计(总21页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--1.课程设计的目的和任务设计目的函数发生器作为电子教学中一种必不可少的实验仪器，在很多的实验中都要用到它，它可以产生正弦波、方波、三角波和锯齿波，通过对它的学习和制作，可以使我们更好的掌握它的内部构造和基本原理，同时本次课程设计还具有以下几点意义：（1）掌握电子系统的一般设计方法；（2）培养综合应用所学知识来指导实践的能力；（3）掌握常用元器件的识别和测试；（4）熟悉常用仪表并且了解电路调试的基本办法。
（5）通过焊接实物来提高自己的动手能力，通过实物调试来提高自己的分析和总结能力课程设计的要求及技术指标（1）设计方波——三角波——正弦波函数信号发生器（2）频率范围三段：10～100Hz，100 Hz～1KHz，1 KHz～10 KHz；（3）正弦波Uopp≈3V，三角波Uopp≈5V，方波Uopp≈14V；（4）输出电压幅度连续可调，线性失真小；（5）设计、组装、调试函数发生器；（6）焊接实物；（7）撰写课程设计报告。
2 总体电路方案设计与选择函数发生器的组成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)。
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。
下面对不同的方案做一个对比。
方案对比方案一：由RC桥式电路振荡产生正弦波，再经整形积分产生方波和三角波。
图1 方案一优点：RC桥式电路适合于产生低频振荡信号，振幅和频率较稳定，频率调节方便。
电子课程设计(函数发生器)
U O R31 R25 R26 0.6 0.49 50 t 70 , D10 , D11导通， 0.52 Ui R32 0.77 0.56
U O R31 R25 R26 R27 0.63 0.6 70 t 90 , D10 , D11 , D12导通， 0.13 Ui R32 1 0.77
R2 UZ R1
15kΩ
C1 33nF IC=0V VSS -15V Uo1R4
2 4
U1 U2 Uo2
6
R2 10kΩ
3
R3 1.5kΩ
2
741 XSC1
Ext T rig + _ A + _ + B _
10kΩ D1
6 3 7 1 5
4
741
BZV55-B5V6 VSS -15V D2 BZV55-B5V6 XFC1
VCC 15V
R14 20k¦ ¸ VSS -15V
4
U6
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题目：函数发生器的设计班级：学号：姓名：指导：时间：景德镇陶瓷学院电工技术课程设计任务书姓名：班级：指导老师：题目：函数发生器的设计设计任务与要求设计一个（感兴趣的电工电子技术应用）电路，要求电子元件超过30~50个或以上，根据应用电路的功能，确定封面上的题目，然后完成以下任务：1、分析电路由几个部分组成，并用方框图对它进行整体描述；2、对电路的每个部分分别进行单独说明，画出对应的单元电路，分析电路原理、元件参数、所起的作用、以及与其他部分电路的关系等等；3、用简单的电路图绘图软件绘出整体电路图，在电路图中加上自己的班级名称、学号、姓名等信息；4、对整体电路原理进行完整功能描述；5、列出标准的元件清单。
设计步骤1、查阅相关资料，开始撰写设计说明书；2、先给出总体方案并对工作原理进行大致的说明；3、依次对各部分分别给出单元电路，并进行相应的原理、参数分析计算、功能以及与其他部分电路的关系等等说明；4、列出标准的元件清单；5、总体电路的绘制及总体电路原理相关说明；6、列出设计中所涉及的所有参考文献资料。
参考文献1．电工学电子技术秦曾煌主编2．电子技术基础（模拟部分）康华光等编3．电子技术实践及仿真孙丽霞主编目录1.总体方案与原理说明 (1)2.三角波-方波产生电路 (3)3.三角波-正弦波变换电路 (4)4.接口电路 (5)5.总体电路原理相关说明 (6)6.总体电路原理图 (7)7.元件清单 (8)参考文献 (9)设计心得体会 (10)1.总体方案与原理说明本设计的思想是先由积分器和比较器同时产生三角波和方波,其中比较器起开关的作用,将具有正、负极性的电位交替地反馈到积分器,通过积分得到三角波。
图1 信号产生电路图该电路主要由三个方面组成，即三角波-方波产生电路、三角波-正弦波变换电路、接口电路。
三角波-方波产生电路由三个集成运算放大器组成。
其中核心部分是由A1组成积分电路和由A3组成的电压比较、限幅器,A2实现限幅、反相等功能运算。
同时A2和A3组成正反馈电路。
由于开关二极管的作用,A2开始从-0·7 V跳变到+0·7 V,从而迫使A3的输出随之翻转,使uo3从U+跳变到U-,与此同时,A1反相输入端的电压也随之翻转跳变到负电平U-,A1对电压U-进行反向积分,使得uo1按着同样的时间常数RP1及C2上升,电流I2与I1反向。
I2= uo1/R2逐渐增加,当正反馈电流I1与I2相等时,uo2再次跳变,从+0·7 V跳变到-0·7 V,迫使Uo3再次翻转,从U+跳变到U-,这就完成了一个振荡周期,如此周而复始的循环。
在A1地输出端产生三角波uo1,在A3的输出端产生方波uo3。
三角波-正弦波变换电路主要采用镜像电流源作为有源负载，在差模输入电压作用下，Q3,Q4分别输出数值相等、极性相反的增量电流,即ic1= ICQ+ic,ic2= ICQ-ic,其中ic通过Q1管时,他将等值的转换到Q2管。
因此,输出电流io=iC2-iC4= iC1-iC4 iC3-iC4=2iC,这就是说,他的值近似等于近双端输出时的差模输出电流,在共模输入电压作用下,Q3,Q4分别输出数值相等、极性相同的增量电流,即ic1= ICQ+ic,ic2= ICQ-ic,其中ic1通过Q1管时,他将等值的转换到Q2管.接口电路需可调输入电压,并具备一定的驱动能力.在对输出进行幅值调节时,输出电压变小,运放的偏移电压的影响会很大。
为了使信号有很大衰减,设计一个-20 dB和-40 dB的衰减器,可以把输出电压衰减0.1,0.01倍。
在信号衰减的同时偏移电压也同样被衰减,这样就防止了偏移影响的作用。
三角波-方波产生电路如图2所示,是由三个集成运算放大器组成。
其中核心部分是由A1组成积分电路和由A3组成的电压比较、限幅器,A2实现限幅、反相等功能运算。
同时A2和A3组成正反馈电路,用R1作反馈通路。
稳定时,A3的输出电压只能是正电平U+和负电平U-。
假设在初始状态时,A3输出为正电平U+。
其中一部分信号反馈到A2的反相输入端。
另一部分通过RP1反馈到A1的反相输入端,其值的大小由R8与R13的分压比决定。
该信号电压被积分器反相积分, 使A1的输出电压uo1以时间常数RP1C2下降,并通过R2加在A2的反相输入端,流过R1的反馈电流U+/R1(设为I1),流过电阻R2的电流为uo1/R2(设为I2),当正反馈电流I1与电流I2相等时,A2反相输入端的电压为零。
由于开关二极管的作用,A2开始从-0·7 V跳变到+0·7 V,从而迫使A3的输出随之翻转,使uo3从U+跳变到U-,与此同时,A1反相输入端的电压也随之翻转跳变到负电平U-,A1对电压U-进行反向积分,使得uo1按着同样的时间常数RP1及C2上升,电流I2与I1反向。
I2= uo1/R2逐渐增加,当正反馈电流I1与I2相等时,uo2再次跳变,从+0·7 V跳变到-0·7 V,迫使Uo3再次翻转,从U+跳变到U-,这就完成了一个振荡周期,如此周而复始的循环。
在A1地输出端产生三角波uo1,在A3的输出端产生方波uo3。
图2 三角波-方波产生电路图如图3所示的电路图就是三角波-正玄波变换电路,该电路主要采用镜像电流源作为有源负载。
图中Q1,Q2为PNP型镜像电流源作为Q3,Q4的有源负载。
如前所述,电路利用了差放的转移特性,将三角波近似逼近为正弦波。
在差模输入电压作用下,Q3,Q4分别输出数值相等、极性相反的增量电流,即ic1= ICQ+ic,ic2= ICQ-ic,其中ic1通过Q1管时,他将等值的转换到Q2管。
因此,输出电流io= iC2-iC4= iC1-iC4 iC3-iC4=2iC,这就是说,他的值近似等于近双端输出时的差模输出电流在共模输入电压作用下,Q3,Q4分别输出数值相等、极性相同的增量电流,即ic1= ICQ+ic,ic2= ICQ-ic,其中ic1通过Q1管时,他将等值的转换到Q2管。
因此,输出电流io= iC2-iC4= iC1-iC4= iC3-iC4=0,也就是说,与双端输出时的差模输出电流为零是一致的。
图3 三角波-正弦波转换电路图4.接口电路由此看来，通过上述的电路分析和设计,已经产生出了三种规定的函数波形,但是为了满足应用上的要求,还需要输入电压可调,并具备一定的驱动能力。
这些要求必须要有一个接口电路来实现和完成。
考虑到音频信号的输出阻抗常用600Ω,而带有反馈的运算放大器的输出阻抗几乎为零,那么必须在输出处加一600Ω的电阻使输出阻抗变为600Ω,这样且即使发生误操作使输出短路,该电阻也能起到过流保护的作用。
在对输出进行幅值调节时,输出电压变小,运放的偏移电压的影响会很大。
为了使信号有很大衰减,我们又设计了-20 dB和-40 dB的衰减器,可以把输出电压衰减0.1倍，0.01倍。
在信号衰减的同时偏移电压也同样被衰减,这样就防止了偏移影响的作用。
具体电路图如图4所示图4 接口输出衰减电路5.总体电路原理相关说明通过查找资料，我们可以了解到，差分放大电路的失调漂移往往是随时间、温度、电源电压等等外界因素的变化而变化的,因为这种失调漂移是随机的,所以,任何调零装置是不可能跟踪的。
为解决此类问题,我们利用调零电路给予补偿,通过这种补偿,使之达到零输入时零输出的要求。
具体是通过调节RP6来调节差分放大电路。
该电路主要由LM301集成运算放大器构成,这款运放具有较高的速度,价格虽略高,但是性能优越。
A6构成闭环负反馈运算放大器,对输出具有稳压性。
晶体管Q5,Q6构成电流缓冲放大器,使输出阻抗得以扩展,从而保证输出的通用性。
二极管D5,D6是为消除Q5,Q6的交越失真而设置的。
整机总体电路图见如下图（下一页）6.总体电路原理图7.元件清单7.1电子元件清单明细表序号名称型号数目1 晶体三极管LM301A 52 三极管2N2904/2N2222 63 二极管IN4148 44 电源DJW-201 25 电容1P~470PJ,102K-476K86 电阻——327 可变电阻—— 47.2主要元件参数1．LM301A/2N2904/2N2222三极管：序号符号SPICE关键字名称隐含值单位1 IS IS 饱和电流10-16 A2 RC RC 集电极电阻03 RE RE 发射极电阻04 RB RB 基极电阻05 CJE0 CJE B—E结零偏置耗尽电容0 PF6 CJC0 CJE B—C结零偏置耗尽电容0 PF 2．IN4148二极管：序号符号SPICE关键字名称隐含值单位1 IS IS 反向饱和电流10-14 A2 RS RS 欧姆电阻03 Cj0 CJ0 零偏置电容0 F4 QD VJ 结电压 1 V5 BU BV 反向击穿电压∞V6 IBU IBV 反向击穿时电流10-3 A参考文献[1] 华成英，童诗白.模拟电子技术基础[M].3版.北京:高等教育出版社,2006[2]潘永雄,沙河,刘向阳.电子线路CAD实用教程[M].西安:西安电子科技大学出版社,2004.[3]蔡忠法.电子技术实验与课程设计[M].杭州:浙江大学出版社,2003.[4]李金平.模拟集成电路基础[M].北京:北方交通大学出版社,2003.[5]潭博学、苗江静《集成电路原理及应用》北京：电子工业出版社。
2003.9[6]谢自美《电子线路设计.实验.测试（第三版）》武汉：华中科技大学出版社。
2000.7[6] 付家才.电工电子实践教程[M].北京：化学工业出版社，2003.设计心得体会一周的电工电子课程设计就快结束了，通过近一周的自己动手动脑筋，自己不仅对电工电子课程的各方面知识和技术有了更深刻的理解，而且提高了自己的电工电子实践能力，学会了自己设计电工电子产品，独立设计电路等等，这些将对今后的学习和以后的工作等等有很大的好处。
通过自己的动手设计和理解，该电路是利用集成运算放大器构成的正反馈电路产生了三角波、方波以及最后利用差分电路的传输特性将方波转换成了正弦波,但可以看出正弦波在达到幅值时存在一定的失真,这也是本电路的一些不足之处。
在一些正弦波形要求不是绝对严格的场合,本电路是十分经济实用的选择。
通过本次课题设计，让我明白了要成功制作一个课题设计，不仅需要基本的专业知识，还需要一些专业技能，比如说PROTEL99SE、Proter DXP软件等，同时还要坚持不懈的毅力。
总体来说，通过本次课题设计让我学到了很多，我相信通过学到了这些电工电子课程知识，将对我以后的进一步学习会有很大的帮助。
但是，在课程设计的过程中也暴露了我自身的一些问题，比如不太擅长查找有用的资料，获取有效资源能力不足，对电路的识图和理解能力还有待加强，设计思路和原理应该多多深理解，等等，今后对这些问题，我将深刻的进行认识和改正，进一步改善这些缺点，努力提高自己的各方面能力，力求更好的完善自我。