EDA课程设计——函数信号发生器
EDA技术与应用实践3.函数信号发生器
3 函数信号发生器的设计智能函数信号发生器一般是指能自动产生正弦波、三角波、锯齿波和方波等函数信号波形的电路和仪器，它与示波器、电压表、频率计等仪器一样，是最普通、最基本、应用最广泛的电子仪器之一，在电子技术实验、自动控制系统和其它科研领域，几乎所有的电参量的测量都需要用到信号发生器。
3.1 设计要求设计一个智能函数信号发生器，能够以稳定的频率产生正弦波、三角波、锯齿波和方波，并能够通过按键选择输出4种不同种类的函数波形，同时具有系统复位功能。
3.2 设计方案智能函数信号发生器主要由两大部分电路组成：即函数信号发生电路和函数信号选择电路。
其中函数发生电路包括产生正弦波、三角波、锯齿波和方波4种不同函数波形的模块，如图 3 - 1所示。
开关SEL时钟CLK波形输出复位CLR图 3 - 1 函数信号发生器组成框图函数发生电路要产生4种不同的波形，因此要针对每种函数波形设计对应的电路模块。
虽然每个模块的输入和输出设置相同，但不同的函数发生模块对信号的处理方式不同。
对于三角波、锯齿波和方波3种比较规则的波形，可以用程序代码产生；而对于正弦波，则可以使用宏模块实现。
3.3 模块设计⒈正弦波产生模块正弦波的产生可用图 3 - 2所示电路实现，其中XHQ_Cout是LAM计数器，XHQ_ROM是只读存储器。
ROM中保存正弦波信号的数据，其地址由计数器XHQ_Cout提供；而XHQ_Cout是一个8位加法计数器。
在时钟信号的控制下，计数器输出q[7..0]在00000000-11111111范围内循环变化，使ROM 输出周期性变化的正弦波形信号数据。
为此需要先设计计数器XHQ_Cout和只读存储器XHQ_ROM。
图 3 - 2 正弦波产生原理图⑴定制LPM计数器①新建工程文件后，选择【Tools】 【MegaWizard Plug-In Manager…】菜单命令，在弹出的如图 3 - 3所示〖MegaWizard Plug-In Manager[page 1]〗对话框中单击按钮，接着弹出图 3 - 4所示〖MegaWizard Plug-In Manager[page 2a]〗对话框。
EDA课程设计(信号发生器)
课程设计报告2010 ～ 2011 学年第一学期设计题目：基于FPGA可调信号发生器学院：专业：课程名称： EDA原理与应用学生姓名：时间： 2011年1月指导教师：目录一、系统总体设计---------------------------------------------------------------------2二、系统功能模块设计---------------------------------------------------------------21、矩阵键盘模块------------------------------------------------------------32、频率显示模块-----------------------------------------------------------113、波形数据ROM初始化数据文件设计--------------------------------134、频率、幅度改变模块--------------------------------------------------145、DA转化模块-----------------------------------------------------------186、示波器检测-------------------------------------------------------------18三、结束语---------------------------------------------------------------------------191、矩阵键盘模块:矩阵键盘又称为行列式键盘，它是用4条I/O线作为行线，4条I/O线作为列线组成的键盘。
在行线和列线的每一个交叉点上，设置一个按键，这样键盘中按键的个数是4×4个。
这种行列式键盘结构能够有效地提高系统中I/O口的利用率。
eda信号发生器设计
目录摘要 (2)一、实验目的 (2)二、主要功能 (2)三、实验原理 (3)四、软件设计 (3)4.1、程序 (3)4.2、波形图 (4)五、引脚锁定后下载程序 (5)六、实验结果 (5)七、实训心得 (5)八、参考文献 (9)九、附录 (9)摘要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。
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关键词：信号发生器；FPGA；Verilog HDL语言一、实验目的进一步巩固理论知识培养所学理论知识在实际中的应用能力：掌握EDA设计的一般方法；熟悉一种EDA软件，掌握一般EDA系统的调试方法：利用EDA软件设计一个电子技术综合问题，培养Verilog HDL编程；书写技术报告的能力，为以后进行工程实际问题的研究打下设计基础。
二、主要功能信号发生器，它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。
eda课程信号发生器课程设计
eda课程信号发生器课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解EDA课程中信号发生器的原理与功能，掌握相关电子元件的工作特性。
2. 学生能够掌握信号发生器的分类、特点及应用场景，了解各类信号发生器的优缺点。
3. 学生能够运用所学知识，分析并设计简单的信号发生器电路。
技能目标：1. 学生能够熟练运用EDA软件进行信号发生器电路的设计、仿真与调试。
2. 学生能够独立完成信号发生器的硬件搭建，并进行基本的性能测试。
3. 学生能够通过实际操作，提高动手实践能力，培养解决实际问题的能力。
情感态度价值观目标：1. 学生能够培养对电子工程的兴趣，激发创新意识，形成主动学习的习惯。
2. 学生能够培养团队协作精神，学会与他人沟通交流，共同解决问题。
3. 学生能够认识到信号发生器在现代社会中的重要作用，增强社会责任感和使命感。
本课程针对高年级学生，在分析课程性质、学生特点和教学要求的基础上，明确以上课程目标。
通过分解目标为具体的学习成果，使学生在掌握专业知识的同时，提高实践操作能力和团队协作能力，培养良好的情感态度价值观。
为后续的教学设计和评估提供明确的方向。
二、教学内容本章节教学内容依据课程目标，紧密结合教材，确保科学性和系统性。
主要内容包括：1. 信号发生器原理与分类：讲解信号发生器的基本原理、功能及分类，重点介绍函数发生器、脉冲发生器等常见类型的工作原理及应用。
2. 电子元件特性分析：分析常用电子元件（如运放、晶体管、二极管等）在信号发生器中的作用，掌握其工作特性。
3. 信号发生器电路设计：根据实际需求，设计不同类型的信号发生器电路，分析电路性能，优化设计方案。
4. EDA软件应用：教授学生如何使用EDA软件进行信号发生器电路的设计、仿真与调试，提高实际操作能力。
5. 硬件搭建与性能测试：指导学生搭建信号发生器硬件电路，进行基本性能测试，分析测试结果，找出问题并解决。
教学内容安排如下：1. 第1周：信号发生器原理与分类，电子元件特性分析。
EDA课程设计---函数信号发生器的设计
摘要本说明书首先介绍了VHDL语言的特点及发展史；接着简要说明了D/A接口（函数发生器）的工作原理及设计思想和设计方案的确定；然后着重解释了使用VHDL语言设计D/A接口（函数发生器）的具体操作步骤及主要流程。
为了更加详细的解释清楚主要流程在本课程设计说明书中还附加了相应的图片。
最后还附加了实现设计的VHDL源程序。
关键词：VHDL D/A接口设计绪论EDA是电子设计自动化(Electronic Design Automation)的缩写。
EDA技术就是依赖功能强大的计算机，在EDA工具软件平台上，对以硬件描述语言HDL(Hardware Description Language)为系统逻辑描述手段完成的设计文件，自动地完成逻辑编译、化简、分割、综合、布局布线以及逻辑优化和仿真测试，直至实现既定的电子线路系统功能。
EDA技术使设计者的工作仅局限于利用软件的方式来完成对系统硬件功能的实现，可以说EDA技术的产生与发展是电子设计技术的一个巨大进步。
EDA技术融合了众多电子设计技术和计算机辅助技术，使得它在现代电子学方面的应用越来越广泛，也成为电子、电气类大学生必须熟练掌握的一种设计工具。
硬件描述性语言HDL是EDA技术的重要组成部分，常见HDL的有VHDL、HDL、ABEL、Verilog、AHDL、SystemC等。
其中VHDL、Verilog在现在的EDA 设计中使用的最多，也拥有了几乎所有主流EDA工具的支持，而相对于其他语言VHDL更加完善。
VHDL是英文全名是VHSIC(Very High Speed Integrated Circuit) Hardware Description Language,是硬件描述语言的业界标准之一。
它作为一个规范语言和建模语言，具有与具体硬件电路无关及设计平台无关的特性，而且还有很强的电路行为描述和建模能力，能从多个层次的数字系统进行建模和描述，从而大大简化了硬件设计的任务，提高了设计效率和可靠性。
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。
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。
EDA课程设计智能函数发生器
EDA课程设计题目：智能函数发生器专业：通信工程班级：通信082姓名：谢振峰学号：0810920213一、设计题目：智能函数发生器设计一个智能函数发生器，能够产生递增、递减、方波、三角波、正弦波及及阶梯波波形，并可通过开关选择输出的波形。
二、设计目标：1)设计一个智能函数发生器，能够以稳定的频率发生递增斜波、递减斜波、三角波、梯形波，正弦波和方波。
2)设置一个波形选择输入信号，通过此改变该信号可以选择以上各种不同种类的输出函数波形，系统具有复位功能。
三、设计原理：1.原理图框图如下：图1、原理图框图2.原理图说明本设计采用VHDL语言和原理图设计结合的方法，首先用文本输入法设计了六个波形模块，分别为递增、递减、三角波、梯形、正弦波、方波模块，和一个选择模块。
然后进行原理图设计，将各波形模块与选择模块相应的引脚连接，从而完成智能函数发生器的设计。
四、设计内容：1)递增模块递增模块是用VHDL语言描述的递增函数，实体部分部分说明三个端口，两个输入端口时钟信号clk、复位信号rst和一个输出端口q。
设计思路为：通过设计一个中间变量从0x00到0xFF的递增赋值给输出信号q，从而实现递增数字信号的输出。
递增模块仿真图如下：图2、递增模块仿真图2)递减模块递减模块的实体包含时钟信号输入端口clk和复位信号端口rst，输出信号端口q。
设计思路为：通过设计一个中间变量从0xFF到0x00的递减赋值给输出信号q，从而实现递减数字信号的输出。
图3、递减模块仿真图3)三角波模块三角波模块的实体包含时钟信号输入端口clk和复位信号端口rst，输出信号端口q。
设计思路为：通过设计一个中间变量先从0x00递增到0x7F，然后从0x7F递减到0x00，将中间变量赋值给输出信号q，从而实现一个周期三角波形的输出。
三角波模块仿真图如下：图4、三角波模块仿真图4)阶梯波模块阶梯波模块的实体包含时钟信号输入端口clk和复位信号端口rst，输出信号端口q。
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. 学生能理解函数信号发生器的基本原理，掌握其工作流程及各部分功能。
2. 学生能描述函数信号发生器产生的常见信号类型，如正弦波、方波、三角波等。
3. 学生能运用数学知识分析函数信号发生器产生的信号特点及其应用场景。
技能目标：1. 学生能正确操作函数信号发生器，进行信号生成、频率调节、幅度调节等基本操作。
2. 学生能运用函数信号发生器进行简单的信号实验，如叠加、调制等。
3. 学生能通过实验观察和分析信号波形，提高实验操作能力和问题解决能力。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对电子技术及信号处理领域的兴趣，激发学习热情。
2. 学生通过合作实验，培养团队协作能力和沟通能力。
3. 学生在学习过程中，树立正确的科学态度，认识到科学技术对社会发展的作用。
课程性质：本课程为电子技术实践课程，注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力。
学生特点：高二年级学生，已具备一定的电子技术基础知识和实验操作技能。
教学要求：结合学生特点，采用启发式教学，引导学生主动探究，提高学生的实践能力和创新能力。
在教学过程中，注重培养学生的安全意识和实验素养。
通过课程学习，使学生能够将所学知识应用于实际电子电路设计和实验中。
二、教学内容1. 函数信号发生器原理介绍：包括振荡器、放大器、波形发生器等组成部分及其工作原理。
- 教材章节：第二章第三节“函数信号发生器的组成与原理”2. 常见信号类型及其特点：正弦波、方波、三角波、脉冲波等信号的数学描述和实际应用。
- 教材章节：第二章第四节“函数信号发生器的波形及其应用”3. 函数信号发生器操作与使用：基本操作方法、功能键的使用、频率和幅度的调节。
- 教材章节：第三章第一节“函数信号发生器的操作与使用”4. 实验教学：利用函数信号发生器进行信号叠加、调制等实验操作。
- 教材章节：第三章第二节“函数信号发生器实验”5. 信号分析与应用：分析实验中产生的信号波形，探讨其在电子技术领域的应用。
基于eda的智能函数发生器课程设计说明书 _大学论文
architecture fenpin of fenpin is
eda课程设计 信号发生器
目录1. 引言 (1)2. VHDL语言及Quartus II软件介绍 (2)2.1 VHDL语言 (2)2.2 Quartus II软件 (2)3.总体设计思想及流程 (3)4. 具体程序实现模块 (4)4.1倍频器模块 (4)4.2主程序模块 (4)4.3 波形显示模块 (5)4.4频率显示模块 (5)5. 软件仿真 (6)6. 硬件显示 (7)7. 总结与体会 (8)参考文献 (9)附录 (10)附录1. 整体系统原理图 (10)附录2. 主程序 (11)1. 引言信号发生器是一种能够产生多种波形，如三角波、方波、锯齿波、正弦波的仪器。
信号发生器在电路实验和设备检测以及通信、雷达、导航、宇航等领域有广泛的应用。
正因为其在生活中应用的重要性，人们它做了大量的研究，总结出了许多实现方式。
可以基于FPGA 、VHDL、单片机、DOS技能、数字电路等多种方法实现。
简易信号发生器是信号发生器的一种。
可以实现信号发生器的一些基本功能。
本次课程设计要求设计的是一种简易信号发生器。
在本设计中要求设计的简易信号发生器是采用VHDL来实现的简易多功能信号发生器。
它能产生正弦波,三角波和方波。
且对各种波形的要求如下：（1）设计任意信号发生器，使之能够生成正弦波、三角波和方波；（2）电路的外部频率为40MHz，要求信号发生器可产生0-1KHz、1KHz~10KHz、10KHz~1MHz三档频率的信号；（3）要求具有波形选择和频率选择的功能；（4）在同一频率档内，可实现频率的加减；（5）要求显示波形的同时能够进行频率的调节；（6）要求能够显示波形：A——正弦波；B——三角波；C——方波；（7）要求能够显示频率值；（8）可用示波器进行波形的观测。
2. VHDL语言及Quartus II软件介绍2.1 VHDL语言本次设计使用的是VHDL语言。
VHDL 的英文全名是Very-High-Speed Integrated Circuit Hardware Description Language，诞生于1982 年。
EDA实训函数信号发生器
《EDA技术与应用》实训报告学号姓名指导教师：实训题目：1.系统设计1.1 设计要求1.1.1 设计任务设计一个多功能信号发生器1.1.2 技术要求①能够产生两种或以上种输出波形（正弦波、三角波、锯齿波等）。
②输出的波形的频率允许有多种选择。
③输出波形的幅度在1V～5V范围内。
④输出的波形能够用示波器测量。
1.2 方案比较运用了我们所学的Vverilog VHDL 语言及Quartus II 7.0软件，来完成并实现这一次实训。
1.3 方案论证1.3.1 总体思路多功能信号发生器的原理框图如图所示。
其中，fpq是分频器，用于对EDA实训仪主板上提供的20MHz的主频率进行分频，以得到满足多功能信号发生器设计需要的时钟频率，clk 是20MHz的主频率输入端，step是步长控制端，当step为0或1时，分别控制分频器的分频比,并由clk_out端输出到Lpm_counter0中，Lpm_counter0是参数可设置的计数器，用于产生lpm_rom4 ,lpm_rom2和lpm_rom3的8位位置，并从q[7..0]端输出到数据选择器abcd 中，并通过s1和s2的组合进行选择。
lpm_rom4， lpm_rom2和lpm_rom3是参数可设置的只读存储器，用于存放多功能信号发生器的波形数据信号，其中lpm_rom3存放的是正弦波，lpm_rom2中存放的是锯齿波，lpm_rom4中存放的是方波。
而波形的产生还需要一份Mif文件。
Mif是将波形分成N个点并将各点输入只读存储器中，这样只读存储器就可以输出相应的波形数据。
只读存储器的位置输出端接于s数据选择器的输入端abcd，而数据选择器便可通过改变从存储器中接受的数据进行区分选择，逐步地取出波形数据，经D/A转换后产生模拟波形输出。
1.3.2 设计方案2．各个模块程序的设计1分频器:module fpq(clk, newclk,step);input clk,step;output newclk;reg newclk;reg[24:0] cnter,sc;reg[1:0] stepcnt;always @(posedge step)beginstepcnt=stepcnt+1;beginif (stepcnt == 0) sc = 2000;else if (stepcnt == 1) sc = 200;else if (stepcnt == 2) sc = 20;else if (stepcnt == 3) sc = 2;else sc = 2000;endendalways @(posedge clk)beginif (cnter < sc) cnter = cnter+1;else cnter = 0;if (cnter < sc/2) newclk = 'b1;else newclk = 'b0;endendmodule2 数据选择器:module jsq(q,a,b,c,d,k1,k2);input k1,k2;input [7:0]a,b,c,d;output reg [7:0]q;always @(k1 or k2)begincase ({k1,k2})'b00: q=a;'b01: q=b;'b10: q=c;'b11: q=d;endcaseendendmodule3．整理与调试过程将示波器的探头与试验箱上DAOUT及GND进行连接，将试验箱接通电源，此时便产生了20MHz的时钟信号，由拨码开关s14和s15分别控制正弦波，方波，锯齿波与三角波的输出，可以在示波器上看到波形成，但是还需要在示波器上调整波的幅度等参数使之形成清晰稳定的波形。
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。
EDA课程设计_DDS信号发生器
电子课程设计------DDS信号发生器合成器学院：专业班级：：学号：指导老师：2012年12月直接数字频率合成器（DDS）一、设计任务与要求直接数字频率综合技术，即DDS技术，是一种新型的频率合成技术和信号产生方法。
利用EDA技术和FPGA实现直接数字频率合成器DDS的设计。
设计要求：1、利用QuartusII软件实验箱实现DDS的设计；2、通过实验箱上的开关输入DDS的频率和相位控制字，并能用示波器观察加以验证；3、系统具有清零和使能的功能；4、DDS中的波形存储器模块用Altera公司的Cyclone系列FPGA芯片中的ROM实现。
二、总体框图图1 DDS总体框图1、模块的功能（1）频率预置和调节电路不变量K称作相位增量，也叫频率控制字。
此模块实现频率控制量的输入。
（2）相位累加器相位累加器是一个带有累加功能的N位加法器，它以设定的N位频率控制字K作为步长进行线性累加，当其和满时，计数器清零，并进行重新运算，它使输出频率正比于时钟频率和相位增量之积。
（3）相位寄存器相位寄存器是一个N位的寄存器，它对输入端输入的数据进行寄存，当下一个时钟到来时，输出寄存的数据。
图2 相位累加器相位累加器的组成=N位加法器+N位寄存器相位累加器的作用：在时钟的作用下，进行相位累加注意：当相位累加器累加满量时就会产生一次溢出，完成一个周期的动作。
（4）正弦查找表正弦查找表ROM是DDS最关键的部分，也是最复杂的部分，设计时首先需对正弦函数进行离散采样，接着将采样的结果放到ROM模块的对应存储单元中，每一位地址对应一个数值，输出为8位。
ROM中必须包含完整的正弦采样值，此设计采样256点，而且还要注意避免在按地址读取ROM容时可能引起的不连续点，避免量化噪音集中于基频的谐波上。
作用：进行波形的相位----幅值转换原理：ROM的N位地址把0° 360°的正弦角度离散成具有2N个样值的序列ROM的D位数据位则2N个样值的幅值量化为D位二进制数据（5） D/A转换器D/A转换器的作用：把已经合成的正弦波的数字量转换成模拟量。
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。
电子线路课程设计_函数信号发生器课程设计
中北大学《电子线路》课程设计说明书2011/2012 学年第一学期题目：函数信号发生器学生姓名：学号： 3学院：信息商务学院专业：通信工程指导教师：系主任：2012 年 1 月 5 日课程设计任务书图3.2 方波和正弦波波形图方案二图3.3 信号发生器方框图用正弦波发生器产生正弦波信号，然后用电压比较器产生方波，再经积分电路产生三角波，电路框图如图二。
此电路结构简单，且有良好的正弦波和方波信号。
但经过积分器电路产生同步的三角波信号，存在难度。
原因是积分器电路的积分时间常数不变的，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。
若要保持三角波的输出幅度不变，需同时改变积分时间常数的大小。
而且方波占空比[2]和锯齿波幅度改变会同时引起其它波形的变化。
图4.1 正弦波产生电路4.2 方波、矩形波产生电路方波产生电路较简单，主要由比较器LM339N[4]的反相输入端接电压构成电压比较器。
在实用电路中为了满足负载需要，常在集成运算的输出端加稳压管限幅电路。
限幅电路的作用是把输出信号幅度限定在一定的范围内，亦即当输入电压超过或低于某一参考值后，输出电压将被限制在某一电平（称作限幅电平），且再不随输入电压变化。
在此电路中，我们将限幅电路跨接在输出端和反相输入端之间。
图方波产生电路图矩形波产生电路4.3 矩形波产生锯齿波电路输出信号与输入信号的积分成正比的电路，称为积分电路。
积分电路可将矩形脉冲波转换为锯齿波。
电路原理很简单，都是基于电容的冲放电原理。
图4.3 锯齿波产生电路5 总电路图图5 函数信号发生器总电路图仿 6 仿真结果图6.1 正弦波仿真图6.2方波、矩形波仿真结果图方波仿真图图占空比可调矩形波仿真图锯齿波产生图图6.4 三路波形仿真图7 用PROTEL软件画原理图与PCB及仿真结果图7.1 PROTEL原理图图7.2 PCB电路板制作4）按格式要求撰写课程设计说明书。
由《函数信号发生器》题目要求，本次设计一共分为三部分，分别由方波（200-2000Hz可调，输出电压0-5V可调）；锯齿波（200-2000Hz可调，输出电压0-5V可调）；占空比可调的矩形波（30%-70%）组成。
数字电路课程设计——函数信号发生器
目录第一部分：要求 (4)1.1 技术要求 (4)1.2 功能要求 (4)1.3 本人任务 (4)第二部分设计 (5)2.1 软件电路方案设计 (5)2.2 原理框图 (5)第三部分单元模块设计，仿真结果及分析 (5)3.1 分频器模块 (5)3.2 频率选择 (6)3.3 幅度选择 (7)3.4 六种波形设计 (8)3.5 输出模块 (19)第四部分顶层模块 (21)4.1 顶层模块设计 (21)4.2 仿真结果及分析 (19)第五部分硬件电路设计及安装图 (21)5.1 连线图 (24)5.2 输入、输出信号说明 (24)5.3 设计中需要注意的问题 (25)第六部分调试结果说明及分析 (26)6.1 实体图 (26)6.2 输出实物波形 (26)6.3 设计中需要注意的问题 (32)第七部分收获体会 (30)1.1 技术要求1）．生成方波、三角波、正弦波；2）．可以进行简单的频率选择或相幅调节；3）．在完成前三种波形的情况下可以进行波形类别的扩展；4）．用VHDL语言设计符合上述功能要求的函数发生器，并用层次化设计方法设计该电路；5）．对各个模块的功能进行仿真，并掌握数字信号发生器电路的设计及其调试方法。
1.2 功能要求实现基于FPGA的简易多功能信号发生器，产生稳定的方波、三角波、正弦波、锯齿波、阶梯波、梯形波输出,并用数码管输出相应数字，且频率、幅值可调。
具体要求如下：通过拨动开关S3、S2、S1实现波形的选择：共六种，同时数码管显示“1”到“6”；通过拨动开关A2、A1实现波形幅度的选择：共计四种；通过拨动开关F2、F1实现波形频率的选择：共计四种；下载并测试电路的功能，用示波器观察DAC0832输出波形。
1.3 本人任务进行基于vhdl的软件设计，包括顶层模块设计，配合硬件进行硬件仿真和测试。
第三部分 单元模块设计，仿真结果及分析3.1 分频器模块实体框图程序清单：library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;entity fana isport(a:in integer RANGE 0 TO 312; --a 为频率输入的初始值clk:in std_logic;q:out std_logic); --q 为输出的脉冲频率end;architecture fana_arc of fana isbeginprocess(clk)variable b,d:std_logic;variable c:integer RANGE 0 TO 312;2.1 软件电路方案设计对六个波形模块和三个选择模块进行单独编写，最后设计顶层模块输出。
EDA技术与应用实践学习内容(函数信号发生器之方案论证)
技能点十八（函数信号发生器之方案论证）
智能函数信号发生器一般是指能自动产生正弦波、三角波、锯齿波和方波等函数信号波形的电路和仪器，它与示波器、电压表、频率计等仪器一样，是最普通、最基本、应用最广泛的电子仪器之一，在电子技术实验、自动控制系统和其它科研领域，几乎所有的电参量的测量都需要用到信号发生器。
设计要求
设计一个智能函数信号发生器，能够以稳定的频率产生正弦波、三角波、锯齿波和方波，并能够通过按键选择输出4种不同种类的函数波形，同时具有系统复位功能。
设计方案
智能函数信号发生器主要由两大部分电路组成：即函数信号发生电路和函数信号选择电路。
其中函数发生电路包括产生正弦波、三角波、锯齿波和方波4种不同函数波形的模块，如图 6 - 1所示。
开关SEL
时钟CLK
波形输出
复位CLR
图 6 - 1函数信号发生器组成框图
函数发生电路要产生4种不同的波形，因此要针对每种函数波形设计对应的电路模块。
虽然每个模块的输入和输出设置相同，但不同的函数发生模块对信号的处理方式不同。
对于三角波、锯齿波和方波3种比较规则的波形，可以用程序代码产生；而对于正弦波，则可以使用宏模块实现。
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EDA课程设计——函数信号发生器
实验报告
学院（系）
专业、班级
学生姓名
学号
小组其他队员：
指导教师
（1）实验要求
（2）总体设计思路
（3）程序仿真
（4）实验结果
（5）心得体会
一．实验要求
（1）利用VHDL语言设计一个多功能信号发生器，可以产生正弦波，三角波，锯齿波和方波的数字信号。
（2）焊接一个D/A转换器，对输出的数字信号转换成模拟信号并在示波器上产生波形。
（3）在电路板上可以对波形进行选择输出。
（4）在电路板上可以对波形的频率与幅度进行调节。
二．总体设计思路
信号发生器主要由分频，波形数据的产生，四选一多路选择，调幅和D/A转换五个部分组成。
总体框架图如下：
（1）分频
分频器是数字电路中最常用的电路之一，在FPGA的设计中也是使用效率非常高的基本设计。
实现的分频电路一般有两种方法：一是使用FPGA芯片内部提供的锁相环电路，如ALTERA提供的PLL（Phase Locked Loop），Xilinx提供的DLL（Delay Locked Loop）；二是使用硬件描述语言，如
VHDL、Verilog HDL等。
本次我们使用VHDL进行分频器设计，将奇数分频，和偶数分频结合起来，可以实现50%占空比任意正整数的分频。
分频器原理图：
在我们本次试验中的实现即为当按下按键时，频率自动减半。
如当输入为100MHZ，输出为50MHZ。
（2）信号的产生。
根据查找资料，我们最终确定了在QUARTUS中波形数据产生的方法，即利用地址信号发生器和LPM_ROM模块。
ROM 的地址信号发生器，有七位计数器担任。
LPM_ROM底层是FPGA 中的M4K等模块。
然后在VHDL顶层程序设计中将两部分调用从而实现信号的发生。
ROM中存放不同的初始化MIF文件（存放不同波形的数据）从而产生不同的波形。
信号产生模块：
信号产生RTL图：
此环节最重要的还有MIF文件的建立，经过查找资料，下载了MIFMAKER 2010软件，从而较为简单的产生了MIF文件。
MIF文件制作图：
多路选择器模块是实验模块之中最简单的模块，因为在上一
学期的EDA学习中曾经做过四路选择器模块。
此模块的基本四路是通过一个两位的输入信号s来决定输出的信号数据，例：s=00时，输出a；s=01输出b ；s=10时，输出c；s=11时，输出d。
多路选择器原理图：
（4）调幅。
调幅的思路基本上是运用乘法器来完成数据的翻倍从而达到幅度的变化。
因此此模块的完成最主要的任务是乘法器的实现。
本实验我们开始采用的乘法器是两个矢量类型的数据作为输入，一个是波形数据，另一个则为幅度的变化倍数（变化范围为1,2,3倍）。
如下图：
但后来在硬件上实现时倍数高时容易波形顶部容易产生失真，因此我们对此进行了改进，即将输入的两个八位矢量类型数据通过conv_integer函数产生整数数据，对整数数据进行小幅度乘除（如c=a*b/16），然后将整数数据通过conv_std_logic（c，8）函数转换成八位整数数据输出。
从而完成调幅的完美实现。
改进后如下图：
（5）D/A转换。
D/A转换是把数字信号转换为信息基本相同的模拟信号而设计的处理过程，大多数DA转换器由电阻阵列和放大器构成。
根据公式
u0=Rf(ui1/R1+ui2/R2+ui3/R3+…)
计算出
R43=2*R44=4*R45=8*R46=16*R47=32*R48=64*R49=128*R50
R50=2*R42
因此可以选取
R40= R41= R42= 1kΩ R43= 256kΩ R44= 128kΩ R45=64ΩR46= 32kΩ R47= 16kΩ R48= 8kΩ R49= 4kΩ R50=2kΩ三．程序仿真
正弦波仿真：
三角波仿真：
锯齿波仿真：
方波仿真：
分频器仿真：
多路选择仿真：
乘法器仿真：
总电路仿真：
四．实验结果正弦波输出：
调频后：
调幅后：
三角波输出：
锯齿波输出：
方波输出：
实物图：
五．心得体会
本设计基于VHDL语言进行设计，利用FPGA芯片为主要芯片，在编程过程中分体现了进程的并行性，利用了五个基本的模块实现了上述的功能。
其实本实验的关键还是EDA软件QUARTUS II 的使用，在一开始的接触中，完全不知道本软件的使用方法，在经过一天的视频学习后，对此软件的使用有了较为初步的认识。
然后就是vhdl语
言的编写，由于本人的编程语言以前学的不是很好，因此只能一边参照课本一边进行语言的编写。
让我印象最深刻的就是分频器和乘法器的编写，分频器是我第一次编写的比较复杂的模块，实现的不理想，因此借用了网上查阅的资料。
乘法器的编写最初的思路有些偏差，在和组员的讨论中编写了更为理想的程序，这件事情让我感触很深，深刻的认识到了合作的重要性以及程序语言的乐趣，最终当波形通过配置在示波器上显示出来的时候，心里的感觉是无法言语的。
虽然自己完成的结果不是最好的，但我尽了自己的最大努力，我收获很大。