通用函数信号发生器的设计与制作【开题报告】
函数信号发生器设计报告
函数信号发生器设计报告一、设计要求设计制作能产生正弦波、方波、三角波等多种波形信号输出的波形发生器，具体要求：（1）输出波形工作频率范围为2HZ～200KHZ，且连续可调；（2）输出频率分五档：低频档：2HZ～20HZ；中低频档：20HZ～200HZ；中频档：200HZ～2KHZ；中高频档：2KHZ～20KHZ；高频档：20KHZ～200KHZ。
（3）输出带LED指示。
二、设计的作用、目的1. 掌握函数信号发生器工作原理。
2. 熟悉集成运放的使用。
3. 熟悉Multisim软件。
三、设计的具体实现3.1函数发生器总方案采用分立元件，设计出能够产生正弦波、方波、三角波信号的各个单元电路，利用Multisim仿真软件模拟，调试各个参数，完成单元电路的调试后连接起来，在正弦波产生电路中加入开关控制，选择不同档位的元件，达到输出频率可调的目的。
总原理图：3.2单元电路设计、仿真Ⅰ、RC 桥式正弦波振荡电路图1：正弦波发生电路正弦波振荡器是在只有直流供电、不加外加输入信号的条件下产生正弦波信号的电路。
正弦波产生电路的基本结构是：引入正反馈的反馈网络和放大电路。
其中：接入正反馈是产生振荡的首要条件，它又被称为相位条件；产生振荡必须满足幅度条RC 桥式正弦波振荡电路 比较器 积分器件；要保证输出波形为单一频率的正弦波，必须具有选频特性；同时它还应具有稳幅特性。
因此，正弦波产生电路一般包括：放大电路、反馈网络、选频网络、稳幅电路四个部分。
根据选频电路回路的不同，正弦波振荡器可分为RC正弦波振荡器、LC正弦波振荡器和石英晶体振荡器。
其中，RC正弦波振荡器主要用于产生中低频正弦波，振荡频率一般小于1MHz，满足本次设计要求，故选用RC正弦波振荡器。
产生正弦振荡的条件:确定R、C的值为了使选频网络的选频特性尽量不受集成运算放大器的输入电阻和输出电阻的影响，应使R满足下列关系式：>>R>>，一般约为几百千欧以上，仅为几百欧以上。
函数信号发生器的设计与制作.
函数信号发生器的设计与制作实验任务与要求①要求所设计的函数信号发生器能产生方波、三角波、正弦波②要求该函数信号发生器能够实现频率可调实验目的：1: 进一步巩固简熟悉易信号发生器的电路结构及电路原理并了解波形的转变方法；2：学会用简单的元器件及芯片制作简单的函数信号发生器，锻炼动手能力；3：学会调试电路并根据结果分析影响实验结果的各种可能的因素实验方案采用555组成的多谐振荡器可以在接通电源后自行产生矩形波再通过积分电路将矩形波转变为三角波再经积分网络转变为正弦波555定时器芯片工作原理,功能及应用555定时器是一种数字电路与模拟电路相结合的中规模集成电路。
该电路使用灵活、方便，只需外接少量的阻容元件就可以构成单稳态触发器和多谐振荡器等，因而广泛用于信号的产生、变换、控制与检测。
一、555定时器555定时器产品有TTL型和CMOS型两类。
TTL型产品型号的最后三位都是555，CMOS 型产品的最后四位都是7555，它们的逻辑功能和外部引线排列完全相同。
555定时器的电路如图9-28所示。
它由三个阻值为5k?的电阻组成的分压器、两个电压比较器C1和C2、基本RS触发器、放电晶体管T、与非门和反相器组成。
555定时器原理图分压器为两个电压比较器C1、C2提供参考电压。
如5端悬空（也可对地接上0.01uF 左右的滤波电容），则比较器C1的参考电压为2 Vcc 3 ，加在同相端；C2的参考电压为Vcc3 ，加在反相端。
u11是比较器C1的信号输入端，称为阈值输入端；u12是比较器C2的信号输入端，称为触发输入端。
￣RD 是直接复位输入端。
当￣RD 为低电平时，基本RS 触发器被置0，晶体管T 导通，输出端u0为低电平。
u11和u12分别为6端和2端的输入电压。
当u11>2 Vcc 3 ，u12>Vcc3 时，C1输出为低电平，C2输出为高电平，，基本RS 触发器被置0，晶体管T 导通，输出端u0为低电平。
函数信号发生器设计报告
函数信号发生器设计报告目录一、设计要求 .......................................................................................... - 2 -二、设计的作用、目的 .......................................................................... - 2 -三、性能指标 .......................................................................................... - 2 -四、设计方案的选择及论证 .................................................................. - 3 -五、函数发生器的具体方案 .................................................................. - 4 -1. 总的原理框图及总方案 ................................................................. - 4 -2.各组成部分的工作原理 ................................................................... - 5 -2.1 方波发生电路 .......................................................................... - 5 -2.２三角波发生电路 .................................................................... - 6 -2.３正弦波发生电路 .................................................................. - 7 -2.４方波---三角波转换电路的工作原理 ................................ - 10 -2.５三角波—正弦波转换电路工作原理 .................................. - 13 -3. 总电路图 ....................................................................................... - 15 -六、实验结果分析 ................................................................................ - 16 -七、实验总结 ........................................................................................ - 17 -八、参考资料 ........................................................................................ - 18 -九、附录：元器件列表 ........................................................................ - 19 -函数信号发生器设计报告一、设计要求1. 用集成运放组成正弦波、方波和三角波发生器。
《模拟电子技术》简易函数信号发生器的设计与制作
《模拟电子技术》简易函数信号发生器的设计与制作1、整机设计1.1 设计任务及要求结合所学的模拟电子技术知识，需要设计一个简易的函数信号发生器，要求能产生方波和三角波信号，并且其频率可以调节，并自行设计电路所需电源电路。
1.2 整机实现的基本原理及框图1.函数信号发生器能自动产生正弦波、三角波、方波及锯齿波、阶梯波等电压波形。
其电路中使用的器件可以是分立器件，也可以是集成电路。
本课题需要完成一个能产生方波、三角波的简易函数信号发生器。
产生方波、三角波的方案有很多种，本课题采用运放构成电压比较器出方波信号，采用积分器将方波变为三角波输出，其原理框图如图1所示。
2、直流电源电路一般由“降压——整流——滤波——稳压”这四个环节构成。
基本组成框图如图2所示。
2、硬件电路设计在硬件电路的设计过程中，需要首先知道简易信号发生器的原理，在其基本原理与结构框图中，知道需要比较器与积分器的电路，所以在设计过程中需要实现用积分器将方波变为三角波。
根据在课堂所学的积分器放大电路设计出所需的积分器电路与比较器电路。
根据设计的电路图在洞洞板上进行布局，最后根据各个元器件之间的联系进行焊接。
器件选择（1）变压器将220V交流电压变成整流电路所需要的电压u1。
本次我们选用了双15V变压器。
（2）整流电路将交流电压u1转换成单方向脉动的直流u2，有半波整流、全波整流，可以利用整流二极管构成整流桥堆来实现。
建议用二极管搭建全波整流电路实现。
本次使用了IN5399二极管（4个）。
（3）滤波电路将脉动直流电压u2滤除纹波，变成纹波较小的u3，有RC滤波电路、LC滤波电路等。
建议采用大电容滤波。
本次使用了2200uF/25V电容(2个)。
（4）稳压器常用集成稳压器有固定式三端稳压器和可调式三端稳压器。
下面是其中一些典型应用及选择原则。
固定式三端稳压器的常见产品有：78XX 系列稳压器输出固定的正电压，如7805输出为+5V；79XX系列稳压器输出固定的负电压，如7905输出为-5V。
函数信号发生器设计报告
函数信号发生器设计报告设计要求设计制作能产生正弦波、方波、三角波等多种波形信号输出的波形发生器，具体要求：(1)输出波形工作频率范围为2HZ-200KHZ且连续可调；(2)输出频率分五档：低频档：2HA 20HZ中低频档：20HZ- 200HZ 中频档：200HQ2KHZ中高频档：2KHZ-20KHZ高频档：20KHZ- 200KHZ(3)输出带LED指示。
设计的作用、目的1. 掌握函数信号发生器工作原理。
2. 熟悉集成运放的使用。
3. 熟悉Multisim软件。
三、设计的具体实现3.1函数发生器总方案采用分立元件，设计出能够产生正弦波、方波、三角波信号的各个单元电路，利用Multisim 仿真软件模拟，调试各个参数，完成单元电路的调试后连接起来，在正弦波产生电路中加入开关控制，选择不同档位的元件，达到输出频率可调的目的。
总原理图：正弦波方波三角波3.2单元电路设计、仿真I、RC桥式正弦波振荡电路正弦波振荡器是在只有直流供电、不加外加输入信号的条件下产生正弦波信号的电路。
正弦波产生电路的基本结构是：引入正反馈的反馈网络和放大电路。
其中：接入正反馈是产生振荡的首要条件，它又被称为相位条件；产生振荡必须满足幅度条件；要保证输出波形为单一频率的正弦波，必须具有选频特性；同时它还应具有稳幅特性。
因此，正弦波产生电路一般包括：放大电路、反馈网络、选频网络、稳幅电路四个部分。
根据选频电路回路的不同，正弦波振荡器可分为RC正弦波振荡器、LC正弦波振荡器和石英晶体振荡器。
其中，RC正弦波振荡器主要用于产生中低频正弦波，振荡频率一般小于1MHz满足本次设计要求，故选用RC 正弦波振荡器。
产生正弦振荡的条件:确定R、C的值为了使选频网络的选频特性尽量不受集成运算放大器的输入电阻叫和输出电阻心的影响，应使R满足下列关系式：R f»R＞＞。
，一般叫约为几百千欧以上，九仅为几百欧以上。
故确定I =10KQ ,针对不同档位设置不同的C:当f rnajt=20Hz时，由f=而疋，其中R=n血=10K Q,得到8 0.79卩F;再将"』=2Hz, C"0.79卩F代入，得到R=99.5 K Q ,所以将电阻R接成由固定电阻叫鈕=10 K Q 和120 K Q的滑动变阻器串联形式，使电路变成频率由：=2Hz到=20Hz可调的正弦波发生电路；同理可以计算出20Hz〜200Hz. 200Hz〜2kHz、2kHz〜20kHz、20kHz〜200kHz 的R C值。
函数信号发生器的设计与实现 (1)资料
计算机与信息学院电子信息工程系综合课程设计报告专业班级电子信息工程11-2班学生姓名及学号陈雪莹20112661指导教师方静课题名称函数信号发生器2013~2014 学年第三学期函数信号发生器的设计与实现一．课题的基本描述在科学研究和实际工业测量控制系统开发过程中，方波、三角波和正弦波等是常用的基本测试信号，函数信号发生器就是用来产生、模拟这些真实信号源的通用电子设备。
本课题要求设计一种以单片机为控制器的简易函数信号发生器，包含：主控电路、D/A转换电路、按键和波形选择电路以及显示输出电路，可以输出正弦波、三角波和方波三种信号，输出信号的频率可用按键进行增、减调整，并在LCD（12864）实时显示输出波形。
二．设计的基本要求1. 正弦波、三角波频率调节范围：0.1-50HZ 输出幅值：1.0-1.5V方波频率调节范围：1Hz-1KHz 输出幅值：5V2.通过按键选择输出信号类型，幅值、频率等相关指标；3. 具有显示输出波形的频率和幅度的功能。
三．技术方案及关键问题（1）.总体方案：数字信号可以通过数/模转换器转换成模拟信号，因此可通过产生数字信号再转换成模拟信号的方法来获得所需要的波形。
89C51单片机本身就是一个完整的微型计算机，具有组成微型计算机的各部分部件：中央处理器CPU、随机存取存储器RAM、只读存储器ROM、I/O接口电路、定时器/计数器以及串行通讯接口等，只要将89C51再配置按键、数模转换及波形输出等部分，即可构成所需的函数信号发生器。
因此本系统利用单片机AT89C51采用程序设计方法产生三角波、正弦波、矩形波三种波形，再通过D/A转换器PCF8591T将数字信号转换成模拟信号，最终由液晶屏12864显示出来。
通过按键来控制三种波形的类型选择、频率和幅度的变化，并通过数码管显示其各自的类型，液晶屏显示幅度和频率的大小。
系统大致包括信号发生部分、数/模转换部分以及液晶显示部分三部分。
函数信号发生器课程设计报告
淮海工学院课程设计报告书课程名称：电子技术课程设计题目：函数信号发生器学院：电子工程学院学期： 2012-2013-2 专业班级：通信工程111 姓名：彭孟瑶学号： 2011120688函数信号发生器1.引言在人们认识自然、改造自然的过程中，经常需要对各种各样的电子信号进行测量，因而如何根据被测量电子信号的不同特征和测量要求，灵活、快速的被测电路提供所需要的已知信号(各种波形)，然后用其它仪表测量感兴趣的参数。
可见信号源在各种实验应用和实验测试处理中，它不是测量仪器，而是根据使用者的要求，作为激励源，仿真各种测试信号，提供给被测电路，以满足测量需要。
波形发生器就是信号源的一种，能够给被测电路提供所需要的波形，传统的波形发生器多采用模拟电子技术，由分立元件或模拟集成电路构成，其电路结构复杂，不能根据实际需要灵活扩展。
随着微电子技术的发展，运用单片机技术，通过巧妙的软件设计和简易的硬件电路，产生数字式的正弦波、方波、三角波、锯齿等幅值可调的信号。
与现有各类型波形发生器比较而言，产生的数字信号干扰小，输出稳定，可靠性高，特别是操作简单方便。
2.设计要求设计一个能够输出正弦波、三角波和矩形波的信号源电路，电路形式自行选择。
输出信号的频率可通过开关进行设定，具体要求如下：输出信号的频率范围为1000~2000Hz，步进为50Hz。
要求输出信号无明显失真，特别是正弦波信号。
图1函数信号发生器方框图3.函数信号发生器的方案3.1 方案一由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。
图2 方波、三角波、正弦波、信号发生器的原理框图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。
3.2方案二先通过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。
图3 正弦波、方波、三角波信号发生器的原理框图此电路具有良好的正弦波和方波信号。
信号发生器设计与实现实验报告
信号发生器设计与实现实验报告实验报告：信号发生器的设计与实现一、引言信号发生器是一种能够产生各种类型的电信号的仪器，广泛应用于电子测量、通信系统调试、音频设备测试等领域。
本实验旨在设计并实现一个简单的信号发生器，以产生多种类型的电信号，并对其进行相应的测试和分析。
二、设计与实现1. 设计思路信号发生器的设计主要包括以下几个方面的考虑：信号类型的选择、频率范围的确定、输出幅度的调节以及相关控制电路的设计。
在信号类型的选择上，常见的信号类型有正弦波、方波、三角波等。
根据实际需求，本实验选择了正弦波和方波两种信号类型进行设计。
频率范围的确定需要考虑实际应用中最低和最高频率的要求。
在本实验中，我们选择了10Hz到10kHz的频率范围。
输出幅度的调节可以通过控制信号发生器的增益来实现。
本实验采用了可调电阻来控制输出信号的幅度。
相关控制电路的设计包括频率选择电路、幅度调节电路等。
这些电路的设计需要根据信号发生器的具体要求进行选择和设计。
2. 电路设计2.1 正弦波发生电路正弦波发生电路的设计采用了著名的Wien桥电路。
这个电路能够通过调节电容和电阻的比例来产生不同频率的正弦波信号。
2.2 方波发生电路方波发生电路的设计采用了555定时器作为主要的控制元件。
通过控制555的触发电平和放电电平，可以产生不同频率的方波信号。
3. 系统实现根据上述设计思路和电路设计，我们完成了信号发生器的系统实现。
通过逐步调试和优化，确保了系统的正常运行和性能的稳定。
三、实验结果与分析1. 正弦波信号测试通过将信号发生器接入示波器，我们成功地产生了频率为1kHz的正弦波信号。
通过示波器的显示，我们可以清晰地观察到正弦波的周期、幅度和波形等特征。
2. 方波信号测试通过将信号发生器接入示波器，我们成功地产生了频率为5kHz的方波信号。
通过示波器的显示，我们可以清晰地观察到方波的上升时间、下降时间和占空比等特征。
四、实验总结通过本次实验，我们设计并实现了一个简单的信号发生器，能够产生正弦波和方波两种类型的信号。
函数信号发生器课程设计报告
课程设计与实训报告——课程设计题目：设计和制作一函数信号发生器一、设计方案的选择1、方案一由文氏电桥产生正弦振荡，然后通过比较器得到方波，方波积分可得三角波。
这一方案为一开环电路，结构简单，产生的正弦波和方波的波形失真较小①。
但是对于三角波的产生则有一定的麻烦，因为题目要求有1000倍的频率覆盖系数，显然对于1000倍的频率变化会有积分时间dt的1000倍变化从而导致输出电压振幅的1000倍变化。
而这是电路所不希望的。
幅度稳定性难以达到要求。
而且通过仿真实验会发现积分器极易产生失调。
2、方案二利用ICL8038芯片构成8038集成函数发生器。
8038集成函数发生器是一种多用途的波形发生器，可以用来产生正弦波、方波、三角波和锯齿波，其振荡频率可通过外加的直流电压进行调节，所以是压控集成信号产生器。
由于外接电容C的充、放电电流由两个电流源控制，所以电容C两端电压u的变化与时间成线形关系，从而可以获得理想的三角波输出。
c8038电路中含有正弦波变换器，故可以直接将三角波变成正弦波输出。
另外还可以将三角波通过触发器变成方波输出。
该方案的特点是十分明显的：⑴线性良好、稳定性好；⑵频率易调，在几个数量级的频带范围内，可以方便地连续地改变频率，而且频率改变时，幅度恒定不变；⑶不存在如文氏电桥那样的过渡过程，接通电源后会立即产生稳定的波形；⑷三角波和方波在半周期内是时间的线性函数，易于变换其他波形。
综合上述分析，我们采用了第二种方案来产生信号。
二、函数发生器设计思路由ICL8038引脚图和功能表可以知道，使用ICL8038制作函数发生器，只需在外围搭建简单的电路，并且电路的组成不同可以实现不同的功能，如在4、5号脚上用分压式连接一个滑动变阻器，就可以实现对方波的脉宽、占空比的调节。
同样在7、8号脚上连接可变电阻就可以调节正弦波的频率，在1、12号脚上连接可变电阻可以对正弦波失真进行调节。
ICL8038供电电压，如采用单电源供电时，V+—GND的电压范围+10-+30V；采用双电源供电时，V+ —V-的电压可在±5-±15V内选取。
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UP-P =5V, UP-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LM7912LM7812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、ICL8038ICL8038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ICL8038是性能优良的集成函数发生器。
可用单电源供电，即将引脚11接地，引脚6接+VCC ，VCC为10~30V；也可双电源供电，即将引脚11接-VEE，引脚6接+VCC，它们的值为+5~+15V。
频率的可调范围为0.001Hz~300KHz。
输出矩形波的占空比可调范围2%～98%，上升时间为180ns，下降时间为40 ns。
开题报告(简易多功能信号发生器)
枣庄学院本科生毕业设计（论文）开题报告（20**届）简易多功能信号发生器的电路设计姓名：***学号：20080613****专业：过程装备与控制工程班级：2008级本科（*）班学院：机电工程学院指导老师：**20**年2月25日一、研究的目的与意义信号发生器作为科学实验必不可少的装置，被广泛地应用到教学、科研等各个领域。
高等学校特别是理工科的教学、科研需要大量的仪器设备，例如信号源、示波器等，常用仪器都必须配置多套，但是有些仪器设备价格昂贵，如果按照传统模式新建或者改造实验室投资巨大，造成许多学校仪器设备缺乏或过时陈旧，严重影响教学科研。
如果运用虚拟仪器技术构建系统，代替常规仪器、仪表，不但可以满足实验教学的需要、节约大量的经费、降低实验室建设的成本，而且能够提高教学科研的质量与效率。
目前我国经济开始进入一个新的发展时期，经济的快速发展将加快企业的技术改造步伐，各行业特别是电子、通信行业对先进任意波发生器的需求更加强劲。
高档台式仪器加工工艺复杂，对制造水平要求高，生产突破有困难，而采用虚拟技术后，就可通过只采购适合自己应用情况的通用仪器硬件，依靠虚拟仪器软件开发平台，设计出所需的高性能价格比的仪器系统。
虚拟仪器是在以通用计算机为核心的硬件平台上，由用户自己设计定义，具有虚拟面板，测试功能由测试软件实现的一种计算机仪器系统。
虚拟仪器是以计算机为基础，配以相应测试功能的硬件作为信号输入输出的接口，利用虚拟仪器软件开发平台在计算机的屏幕上虚拟出仪器的面板，人们通过鼠标或键盘操作虚拟仪器面板上的旋钮、开关和按键，去选用仪器功能，设置各种工作参数，启动或停止一台仪器的工作。
它能够实现普通仪器的全部功能，如示波器、逻辑分析仪、信号发生器、频谱分析仪等，也能够实现一些在普通仪器上无法实现的功能。
这种方式不但让用户享用到通用 PC 机不断升级的性能，还可体会到完全自定义的测量系统功能的灵活性，最终构建起满足特定需求的系统。
函数信号发生器的设计与制作
【实验题目】：函数信号发生器的设计与制作【实验目的】：能在设计与制作实验的过程中，结合所学理论知识，进行电子应用电路的设计、组装与调试，以此来掌握使用模拟分立元器件和数字电路集成芯片设计一个函数信号发生器电路的方法和实践技能，为以后从事生产和科研工作打下一定的基础。
【设计内容及要求】：1.设计要求：设计设计一个电路实现方波-三角波-正弦波函数发生器主要技术指标1）输出波形：正弦波、方波、三角波等2）频率范围：10～100Hz，1000H Z～１０KＨz3) 输出电压：方波U p-p=24V，三角波U p-p=6V，正弦波U>1V；4) 波形特征：方波t r<10s（1kHz，最大输出时），三角波失真系数THD<2%，正弦波失真系数THD<5%。
2.基本原理函数信号发生器是将输入的电压经过一系列变换后能够输出要求的波形。
图13.提出解决问题的方案及选取1．方案论证1）方波-三角波电路图2所示为产生方波-三角波电路。
工作原理如下：若a点短开，运算放大器A1与R1、R2及R3、R P1组成电压比较器。
图2方波-三角波产生电路运放A2与R4、R P2、C2及R5组成反相积分器，积分器输入方波时，输出是一个上升速率与下降速率相等的三角波，其波形如图3所示。
图3 方波-三角波波形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。
2）.三角波→正弦波的变换三角波→正弦波的变换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、抗干扰能力强等优点。
特别是做直流放大器时，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的非线性。
其非线性及变换原理如图4所示。
图4 三角波→正弦波的变换原理图5为三角波→正弦波的变换的电路。
其中R P1调节三极管的幅度，R P2调整电路的对称性，其并联电阻R E2用来减少差分放大器的线性区。
函数信号发生器实验报告
函数发生器设计(1)一、设计任务与指标要求1、可调频率范围为1０Hz~１00Hｚ。
2、可输出三角波、方波、正弦波。
3、三角波、方波、正弦波信号输出得峰-峰值０~5V可调.４、三角波、方波、正弦波信号输出得直流电平-3V~3Ｖ可调。
５、输出阻抗约600Ω。
二、电路构成及元件参数得选择１、振荡器由于指标要求得振荡频率不高,对波形非线性无特殊要求。
采用图1所示得电路。
同时产生三角波与方波。
图1 振荡电路根据输出口得信号幅度要求，可得最大得信号幅度输出为：VＭ＝5／２＋3＝５、５V采用对称双电源工作(±V CＣ）,电源电压选择为：V CC≥ＶM+2V=7、５V 取ＶＣC=9Ｖ选取3、3V得稳压二极管，工作电流取5ｍA,则：ＶＺ=V DZ+V D＝3、3+0、7=４V为方波输出得峰值电压。
取6８0Ω.取8、２KΩ。
R1=R2／３＝８、２／１、5=5、４7(KΩ）取5、1KΩ.三角波输出得电压峰值为：ＶOSM=ＶZ R1/Ｒ2＝4×5、1/8、２=2、48９(V）R 4＝R 1∥R 2=３、14 K Ω取3K Ω。
取10K Ω。
R 6＝RW/9=10/9=1、1１(K Ω）取1K Ω.积分时间常数：取C=0、1uF ，则：Ｒ５=4、019/0、1=40、19K Ω取39K Ω.取R ７=R 5＝ 39K Ω.转换速率Z 1max OSM max 24V R f 44 5.1100SR 4V f =0.995mS R 8.2⨯⨯⨯≥==（V/）一般得集成运算放大电路都能满足要求。
兼顾波形转换电路集成电路得使用。
集成电路选用四运放LM ３24。
LM324内含四个相同得运算放大器,其中两个用于振荡器,两个用于波形变换。
三、振荡电路工作原理利用集成运算放大电路也可实现产生方波与三角波得信号发生器，电路主要由比较器与积分器构成.电路中,有源积分器由运算放大器2A 及其外围电路积分电容C 与电阻R 5、R 7组成。
函数信号发生器的设计【开题报告】
开题报告电气工程及自动化函数信号发生器的设计一、课题研究意义及现状信号发生器是一种最悠久的测量仪器，早在20年代电子设备刚出现时它就产生了。
随着通信和雷达技术的发展，40年代出现了主要用于测试各种接收机的标准信号发生器，使信号发生器从定性分析的测试仪器发展成定量分析的测量仪器。
同时还出现了可用来测量脉冲电路或用作脉冲调制器的脉冲信号发生器。
由于早期的信号发生器机械结构比较复杂，功率比较大，电路比较简单，因此发展速度比较慢。
直到1964年才出现第一台全晶体管的信号发生器。
自从70年代微处理器出现以后，利用微处理器、模数转换器和数模转换器，硬件和软件使信号发生器的功能扩大，产生比较复杂的波形。
这时期的信号发生器多以软件为主，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。
随着现代电子、计算机和信号处理等技术的发展，极大促进了数字化技术在电子测量仪器中的应用，使原有的模拟信号处理逐步被数字信号处理所代替，从而扩充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的诸多缺点，数字信号发生器随之发展起来。
信号发生器用于产生被测电路所需特定参数的电测试信号。
在测试、研究或调整电子电路及设备时，为测定电路的一些电参量，如测量频率响应、噪声系数，为电压表定度等，都要求提供符合所定技术条件的电信号，以模拟在实际工作中使用的待测设备的激励信号。
当要求进行系统的稳态特性测量时，需使用振幅、频率已知的正弦信号源。
当测试系统的瞬态特性时，又需使用前沿时间、脉冲宽度和重复周期已知的矩形脉冲源。
并且要求信号源输出信号的参数，如频率、波形、输出电压或功率等，能在一定范围内进行精确调整，有很好的稳定性，有输出指示。
信号源可以根据输出波形的不同，划分为正弦波信号发生器、矩形脉冲信号发生器、函数信号发生器和随机信号发生器等四大类。
正弦信号是使用最广泛的测试信号。
这是因为产生正弦信号的方法比较简单，而且用正弦信号测量比较方便。
多功能函数信号发生器-开题报告
一、研究目的与意义研究目的与意义：函数信号发生器是信号源的一种，主要给被测电路提供需要的已知信号，然后同其他仪表测量感兴趣的参数。
它不是测量电路，而是根据使用者的要求作为激励源，仿真各种测量信号，提供给被测电路，以满足测量或各种实际需要。
目前我国在研究信号发生器方面有可喜的成就。
但总的来说，我国信号发生器没有形成真正的产业。
中国函数发生器产业发展中出现的问题中，如产业结果不合理、产业集中于劳动力密集型产品；技术密集型产品明显落后于发达工业国家；生产要素决定性作用正在削弱；产业能量消耗大、产出率低、环境污染严重、对自然资源破坏力大；企业总体规模偏小、技术创新能力薄弱、管理水平落后等。
就目前国内的成熟产品来看，核心部分存在成本高、控制不方便、创新能力小等缺点，因此和国外相比技术存在比较大的差距，所以开发出高性价比的函数发生器，从而与国外技术有所比拼，并且打破国外技术垄断，对目前我国发展中的电子业来说，是具有刻不容缓的作用的。
随着电子技术的发展，电路测试对信号发生器的要求已经越来越高。
除生成标准波形如正弦波、方波、三角波、脉冲波之外，信号发生器还要用于模拟输出一些不规则信号，以生成“实际环境”信号，包括在被测设备离开实验室或车间时可能遇到的毛刺、漂移、噪声和其它异常事件等。
所有这些都要求信号发生器输出信号的参数如频率、波形、输出电压或功率等，能够在一定范围内进行更加精确的调整，并拥有更好的稳定性及输出指示。
目前市场上常见的信号发生器，按照价格与适用性大致可以分成高、中、低端，但由于品牌、型号冗繁，使用者在采购过程中面临很大难题。
低端产品：DDS技术提高产品适用性通常价位在5,000元上下的信号发生器都是定位在普及水平的低端产品，这类产品由于性能指标的限制，多应用于教育和培训，常见如下图1-1所示：普源精仪的DG1000系列、石家庄无线电四厂的TF G2000系列、南京盛普的SPF05/SPF10和台湾固纬的SFG-830。
函数信号发生器实验报告
北京邮电大学电子电路综合设计实验实验报告实验题目：函数信号发生器的设计院系：电子工程学院班级：2014211212姓名：李瑞平学号：2014211104班内序号：07一、课题名称：函数信号发生器的设计二、摘要：采用运算放大器组成的积分电路产生比较理想的方波-三角波，根据所需振荡频率和对方波前后沿陡度、方波和三角波幅度的要求，选择运放、稳压管、限流电阻和电容。
三角波-正弦波转换电路利用差分放大器传输特性曲线的非线性实现，选取合适的滑动变阻器来调节三角波的幅度和电路的对称性，同时利用隔直电容、滤波电容来改善输出正弦波的波形。
关键词：方波三角波正弦波频率可调幅度三、设计任务要求：1．基本要求：设计制作一个方波-三角波-正弦波信号发生器，供电电源为±12V。
1）输出频率能在1KHZ~10KHZ范围内连续可调；2）方波输出电压V opp=12V(误差<20%)，上升、下降沿小于10μs；3）三角波输出信号电压V opp=8V(误差<20%)；4）正弦波信号输出电压V opp≥1V，无明显失真。
2．提高要求：1）三种波形输出峰峰值V opp均在1~10V范围内连续可调；2）将输出方波改为占空比可调的矩形波，占空比可调范围30%~70%四、设计思路1. 结构框图实验设计函数发生器实现方波、三角波和正弦波的输出，其可采用电路图有多种。
此次实验采用迟滞比较器生成方波，RC积分器生成三角波，差分放大器生成正弦波。
除保证良好波形输出外，还须实现频率、幅度、占空比的调节，即须在基本电路基础上进行改良。
由比较器与积分器组成的方波三角波发生器，比较器输出的方波信号经积分器生成三角波，再经由差分放大器生成正弦波信号。
其中方波三角波生成电路为基本电路，添加电位器调节使其频率幅度改变；正弦波生成电路采用差分放大器，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。
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开题报告
电子信息工程
通用函数信号发生器的设计与制作
一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义
函数信号发生器作为一种常用的信号源，广泛应用于电子电路、自动控制和科学研究等领域。
它是一种为电子测量和计量工作提供符合严格技术要求的电信号设备，因此是电子测试系统的重要部件，是决定电子测试系统性能的关键设备。
它与示波器、电压表、频率计等仪器一样是最普通、最基本的，也是得到最广泛应用的电子仪器之一。
它是各种测试核试验过程中不可缺少的工具，在通信、测量、雷达、控制、教学的领域应用广泛。
不论是在生产、科研还是教学上，信号发生器都是电子工程师信号仿真实验的最佳工具。
而且，信号发生器的设计方法很多，设计技术也越来越先进。
随着我国经济和科技的发展，对相应的测试仪器和测试手段也提出了更高的要求。
信号发生器已成为测试仪器中至关重要的一类，因此设计信号发生器具有重大意义。
信号发生器是一种最悠久的测量仪器，早在20年代电子设备刚出现时它就产生了。
在70年代以前，信号发生器主要有两类：正弦波和脉冲波信号发生器。
正弦波发生器只提供正弦波信号。
通常使用的技术是自由振荡器，工作频率即为输出频率，频率范围有限，一般从几Hz至约1MHz。
函数信号发生器是介于这两类之间的，能过产生正\余弦波、方波、三角波、斜波等几种常用特殊波形。
这个时期的信号发生器大多采用模拟电子技术，由分立元件或模拟集成电路构成，其电路结构复杂，且仅能产生几种简单波形。
但是模拟电路的漂移交大，使输出波形的幅度稳定性差，而且模拟器件所构成的电路存在很多缺点，如尺寸大、功耗大、价格昂贵等。
还主要存在两个突出的问题：用电位器调节很难将输出频率调到某一个固定值；还有输出脉冲的占空比不可调。
70年代后，微处理器出现使信号发生器进入了另一个时代。
这个时期的信号发生器大多以软件为主，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。
软件控制波形的一个最大缺点就是输出波形的频率低，这主要是由CPU的工作速度所决定的。
如果想要提高频率可以改进软件程序，减少其执行周期时间或提高
CPU的时钟周期。
利用微处理器、A/D、D/A以及软硬件使信号发生器的功能不断扩大，使其能够产生更加复杂的波形。
当时的信号处理器是专用于信号处理的微处理器，时钟频率只有1~2MHz，A/D和D/A一般在8位左右，内部存储容量也很小。
软件控制波形的一个最大缺点就是输出波形的频率低，这主要是由CPU的工作速度决定的。
因此能够产生的正弦波的等效频宽不会超过1MHz，要获得比较平滑和失真度低的波形，重复频率不能超过10KHz。
当时用模拟方式产生特殊波形，重复频率可达到1~10MHz，波形完整性好，用数字电路的函数发生器尚处于开发阶段，正式产品还不多。
到了21世纪，随着集成电路技术的高速发展，出现了很多高频率的DDS芯片，推动了函数信号发生器的发展。
2003年，Agilent生产的33220A能够产生17种波形，最高频率可以达到20MHz。
2005年的N6930A产生的频率可高达500MHz，采样频率可达1.25GHz。
当前国际上任意波形发生器的研制及生产技术已经较为成熟。
其中安捷伦（Agilent）和泰克（Tektronix）两大公司在此领域进行了卓有成效的研究和开发，他们的代表产品无论在技术先进性还是市场占有率方面都在全世界享有卓越的声誉。
世界上第一个任意波形发生器是由Wavetek公司1975年生产的175模块。
按今天的标准它是采用了3MHz的晶振和256字节的波形存储器。
到现在国外一些生产厂商已经生产出软件功能丰富、频带宽、合成波形多、DAC位数高的任意波形发生器。
如Racal Instrument公司的3151（100MS/s），Analogic公司的DBS2050A（2.4GS/s）等等。
我国台式波形发生器发展较快，并广泛应用于通信、雷达、无线电导航、医疗、影视音响以及电测试仪器等领域。
如郑州无线电仪器厂的输出频率为1Hz~30KHz的SXF8502A型函数发生器；电子工业部第七研究所开发的输出频率为0.01Hz~20KHz
的AW1690型函数发生器；哈尔滨工业大学与中国计量科学院联合研制出输出频率为0.001Hz~50Hz的精密超低频电压校准器，并达到了国际先进水平，上述产品反映了八十年代末国内产品开发的技术水平。
90年代后，随着通信、电子及微电子技术的快速发展，对信号发生器的需求越来越多。
我国部分公司也响应需求生产出了一些高频段的函数/任意波形发生器，也有的生产出了VXI模块的任意波形发生器。
如北京航天测控技术开发公司的AMC2423和AMC2405。
目前我国已经开始研制任意波形发生器，并取得了可喜的成果。
但总的来
说，我国信号发生器还没有形成真正的产业。
就目前国内的成熟产品来看，多为一些PC仪器插卡，独立的仪器和VXI系统的模块很少。
我国目前在任意波形发生器的种类和性能都与沟外相差很大，因此加紧对这类产品的研制显得迫在眉睫。
本次毕业设计的主要任务是设计制作一个通用函数信号发生器，要求利用晶振、三极管、运放等分立元件完成。
且需要产生标准的三角波、方波、正弦波，要求输出波幅度可调，正弦波失真度在1%以内，晶振输出的频率要求进行分频，再加一个的音频调幅。
在其它的多种设计方案中，本文选用晶振、集成运算放大器与晶体管差分放大器来实现方函数信号发生器的设计。
此设计方案的基本思想是用晶振和外围电路组成振荡器，其中通过分频产生的方波经过积分电路变换成了三角波，电容的充、放电时间决定了三角波的频率。
最后利用差分放大器传输特性曲线的非线性特点将三角波转换成正弦波。
此方案的优点是它是一种最基本的设计方案，它能综合运用我们所学的知识进行设计，电路简单，价格低廉，工作原理直观明了，且通过安装调试后，能基本实现任务书的要求。
二、研究的基本内容，拟解决的主要问题：
该设计题目的主要任务是设计制作一个通用函数信号发生器，要求利用晶振、三极管、运放等分立元件完成。
且需要产生标准的三角波、方波、正弦波，要求输出波幅度可调，三种波的失真度在1%以内，晶振输出的频率要求进行分频，再加一个的音频调幅，最后做板调试。
在设计过程中需要解决的问题是：
（1）晶振的频率一般都很高，但是运算放大器在低频情况下才能正常工作；
（2）晶振出来的频率是固定的，怎样实现方波的占空比可调；
（3）怎么实现输出波幅度在一定范围内可调；
（4）怎样实现方波—三角波、三角波—正弦波的转换；
（5）如何输出稳定的电压和波形；
（6）如何使正弦波的失真度保证在1%以内；
三、研究步骤、方法及措施：
首先，通过图书馆书籍了解以前所学的模电知识，了解运算放大器电路模型，可
实现多种功能的电路，如积分模拟运算电路。
其次，深入研究信号的各种产生电路，包括振荡电路、单元电路——电压比较器等，定出一个波形产生的具体方案。
接着，在了解的基础上进行电路图的设计。
利用proteus7.5仿真软件检验设计的可行性，并根据实际情况不断进行修改。
最后，根据原理图做出PCB板调试。
措施：在所学知识的基础上，积极上网查找有关资料，翻阅图书馆资料。
遇到自己不能解决的问题找指导老师，在老师的帮助下完成整个设计任务。
四、参考文献
[1] 黎国栋.信号发生器专业基础知识问答[J].上海计量测试.1997,1(7):13-18.
[2] 刘德强.数字是低频函数信号发生器的设计[J].吉林大学.2010.
[3] 陈朝阳.信号发生器设计与应用的考虑[J].国外电子测量技术.1999,21(5):34-38
[4] 杨名利,谢玮,徐继文.简易低频信号发生器设计[J]机床与液压.1995,11(6):17-28
[5] 黄振华.基于FPGA函数信号发生器的设计[J].江苏大学.2009.
[6] 王建明.基于DDS技术的多波形信号源设计[J].南京理工大学.2005.
[7] 商志新.双路DDS信号发生器B路部分的设计][J].河北大学.2008.
[8] 陈庭勋.模拟电子技术实验辅导书[M].北京：中国电子音像出版社.2003.
[9] 曹才开,陆秀令,龙卓珉.电路实验[M].清华大学出版社.2005.
[10] 康华光.电子技术基础（模拟部分）[M].高等教育出版社.2006,1.
[11] 林占江,林放.电子测量仪器原理与使用[M].电子工业出版社.2006.
[12] 刘抒珍.双路任意波发生器VXI模块的研究[D].哈尔滨:哈尔滨理工大学.2005.
五、研究工作进度：
1、接受任务、查阅资料、完成综述、开题报告和英文资料的翻译（11月5日～12月
15日）；
2、根据所学模拟电路和其他相关知识，结合查阅的文献资料，确定设计原理图，做板
调试（3月21日～4月6日）；
3、进行论文写作(4月7日～5月27日)；
4、整理设计说明书，准备答辩(5月27日～6月1日)。