频率可调的方波信号发生器设计
信号发生器课程设计报告完整版
信号发生器课程设计报告HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】目录一、课题名称 (2)二、内容摘要 (2)三、设计目的 (2)四、设计内容及要求 (2)五、系统方案设计 (3)六、电路设计及原理分析 (4)七、电路仿真结果 (7)八、硬件设计及焊接测试 (8)九、故障的原因分析及解决方案 (11)十、课程设计总结及心得体会 (12)一、课题名称：函数信号发生器的设计二、内容摘要：函数信号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。
在研制、生产、测试和维修各种电子元件、部件以及整机设备时，都要有信号源，由它产生不同频率不同波形的电压、电流信号并加到被测器件或设备上，用其他仪器观察、测量被测仪器的输出响应，以分析确定它们的性能参数。
信号发生器是电子测量领域中最基本、应用最广泛的一类电子仪器。
它可以产生多种波形信号,如正弦波,三角波,方波等,因而此次课程设计旨在运用模拟电子技术知识来制作一个能同时输出正弦波、方波、三角波的信号发生器。
三、设计目的：1、进一步掌握模拟电子技术知识的理论知识，培养工程设计能力和综合分析能力、解决问题的能力。
2、基本掌握常用电子电路的一般设计方法，提高电子电路的设计和实验能力。
3、学会运用Multisim仿真软件对所做出来的理论设计进行仿真测试，并能进一步解决出现的基本问题，不断完善设计。
4、掌握常用元器件的识别和测试，熟悉万用表等常用仪表，了解电路调试的基本方法，提高实际电路的分析操作能力。
5、在仿真结果的基础上，实现实际电路。
四、设计内容及要求：1、要求完成原理设计并通过Multisim软件仿真部分（1）RC桥式正弦波产生电路，频率分别为300Hz、1KHz、10KHz、500KHz，输出幅值300mV~5V可调、负载1KΩ。
（2）占空比可调的矩形波电路，频率3KHz，占空比可调范围10%~90%，输出幅值3V、负载1KΩ。
方波信号发生器设计
方波信号发生器设计一.实验目的:1．进一步熟悉QuartusII及其LPM_ROM与FPGA硬件资源的使用方法。
2.加深对电路理论概念的理解3.进一步熟悉常用仪器的使用及调试4.加深计算机辅助分析及设计的概念5.了解及初步掌握对电路进行计算机辅助分析的过程6.培养学生发现问题、分析问题的创新能力7.锻炼学生搜集资料、分析综合资料的能力二．实验原理:方波波信号发生器由四部分组成：计数器或地址发生器（这里选择6位）。
方波信号数据ROM（6位地址线、8位数据线），含有64个8位数据（一个周期）。
VHDL顶层设计。
8位D/A（实验中用DAC0832代替）。
图1所示的信号发生器结构框图中，顶层文件singt.vhd在FPGA中实现，包含两个部分：ROM的地址信号发生器，由6位计数器担任；一个方波数据ROM，由LPM_ROM模块构成。
LPM_ROM底层是FPGA中的EAB、ESB或M4K等模块。
地址发生器的时钟CLK的输入频率f0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：f = f0/64。
图1 方波信号发生器结构框图三．实验内容:1.新建一个文件夹。
利用资源管理器，新建一个文件夹,如：e : \SIN_GNT 。
注意，文件夹名不能用中文。
2.输入源程序。
打开QuartusII，选择菜单“File”“New”，在New 窗中的“Device Design Files”中选择编译文件的语言类型，这里选“VHDL Files”。
然后在VHDL 文本编译窗中键入VHDL 程序:library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;use ieee.std_logic_arith.all;entity square isport(clk,clr:in std_logic;q:out integer range 0 to 255);end entity;architecture behav of square issignal a:bit;beginprocess(clk,clr) --计数分频variable cnt:integer range 0 to 32; beginif(clr='0') thena<='0';elsif clk'event and clk='1' thenif cnt<31 then --进行32分频cnt:=cnt+1;elsecnt:=0;a<=not a;end if;end if;end process;process(clk,a) --信号输出beginif clk'event and clk='1' thenif a='1' thenq<=255;elseq<=0;end if;end if;end process;end behav;3. 建立.mif格式文件首先选择ROM 数据文件编辑窗，即在File 菜单中选择“New”，并在New 窗中选择“Other files”项，并“Memory Initialization File”（图3-11），点击OK 后产生ROM 数据文件大小选择窗。
频率可调的方波信号发生器
由32号、17号、27号制作
目录目录目录
一、课程设计总体流程 二、课程设计目的
三、硬件设计
四、软件设计
五、总结
设计的总体流程及
设计的目的和功能
设计目的：设计一种频率范围限定且使蜂鸣器 产生不同频率的声音，方波信号可通过 示波器显示出来，用Proteus仿真软件来 模拟显示方波。
三、硬件设计
3.1最小系统电路图设计
最小系统包括复位电路和晶振发生电路如图：
三、硬件设计
3.2按键电路设计
按键电路采用独立键盘设计如图：
三、硬件设计
3.3 蜂鸣器电路设计
三、硬件设计
3.4数码管驱动显示电路 采用四位数码管，故需要驱动电路，这里用mc74h573 芯片来驱动，具体电路设计如图
取反输出方波
第三次按下，设 初值2khz
……
第十次按下， 设初值6khz
四、软件设计
4.2按键检测流程图
四、软件设计
4.3数码管显示流程图
五、总结
经过制作设计的这段时间的努力终于将本设计方案要求基 本实现。由于时间、水平和经验有限，设计的作品还存在着
一些的不足之处。
对于这次设计来说既是一次机遇，又是一次挑战。在这次 的设计过程中，本人学到了很多东西，通过自己的实践，增 强了动手能力。通过实际工程的设计也使我了解到书本知识 和实际应用的差别。在实际应用中遇到很多的问题，这都需
要我对问题进行具体的分析，并一步一步地去解决它。
四、软件设计
4.1软件设计基本思想及程序框图
软件设计基本思想： 2个按键开关次数判断，1个七段四位数码管的动态显示，方波发生器方波 的输出（仿真调试），蜂鸣器放映方波频率改变
方波-三角波-正弦波函数发生器设计
湖北民族学院课程设计报告课程设计题目课程：电子线路课程设计专业：班级：学号：学生姓名：指导教师：2014年 6 月20 日信息工程学院课程设计任务书2014年6月20日信息工程学院课程设计成绩评定表摘要函数信号发生器是一种能够产生多种波形，如方波、三角波、正弦波的电路。
函数发生器在电路实验和设备检测中具有十分广泛的用途。
通过对函数波形发生器的原理以及构成分析，可设计一个能变换出方波、三角波、正弦波、方波的函数波形发生器。
该系统通过介绍一种电路的连接，实现函数发生器的基本功能。
将其接入电源，并通过在示波器上观察波形及数据，得到结果。
其中电压比较器实现方波的输出，又连接积分器得到三角波，并通过三角波-正弦波转换电路看到正弦波，得到想要的信号。
该系统利用了Protues电路仿真软件进行电路图的绘制以及仿真。
Protues软件结合了直观的捕捉和功能强大的仿真，能够快速、轻松、高效地对电路进行设计和验证。
凭借Protues，可以立即创建具有完整组件库的电路图，并让设计者实现相应的技术指标。
本课题采用集成芯片ICL8038制作方波-三角波-正弦波函数发生器的设计方法，经过protues仿真得出了方波、三角波、正弦波、方波-正弦波转换及三角波-正弦波转换的波形图。
关键词：电源，波形，比较器，积分器，转换电路，低通滤波，Protues目录1引言-------------------------------------------------------------- 51.1课程设计任务------------------------------------------------- 51.2课程设计的目的----------------------------------------------- 51.3课程设计要求------------------------------------------------ 52 任务提出与方案论证------------------------------------------------ 62.1函数发生器的概述--------------------------------------------- 62.2方案论证 --------------------------------------------------- 63 总体设计---------------------------------------------------------- 83.1总电路图----------------------------------------------------- 83.2 电路仿真与调试技术------------------------------------------ 94 详细设计及仿真--------------------------------------------------- 10 4.1 方波发生电路的工作原理与运放741工作原理-------------------- 10 4.2方波—三角波产生电路的工作原理------------------------------ 104.3三角波—正弦波转换电路的工作原理---------------------------- 114.4整体仿真效果图---------------------------------------------- 135 总结------------------------------------------------------------- 14 参考文献----------------------------------------------------------- 151引言现在世界中电子技术和电子产品的应用越加广泛，人们对电子技术的要求也越来越高。
信号发生器设计(正弦,方波,三角,多用信号发生器)
模拟电路课程设计报告设计课题：信号发生器设计班级：10通信工程三班学生姓名：陶冬波学号：2010550921指导教师：设计时间：目录一、信号发生器摘要--------------------3二、设计目的---------------------3三、设计内容和要求四、设计方案------------------------------------------34.1 RC桥式正弦波产生电路--------------------------------------3 4.2方波产生电路----------------------------------------------------6 4.3三角波产生电路-------------------------------------------------84.4多用信号发生器-------------------------------------------------9五、组装调试及元件清单---------------------------105.1 测试仪器---------------------------------------------------------10 5.2信号发生器元件清单-----------------------------------------------115.3调试中出现的故障、原因及排除方法----------------------11六、总结设计电路，改进措施----------------------116.1 正弦波产生电路改进措施--------------------------------------116.2多用信号发生器改进措施---------------------------------------11七、收获和体会-----------------------------------------12八、参考文献--------------------------------------------12信号发生器设计一、信号发生器设计摘要：本设计介绍了波形发生器的制作和设计过程,并根据输出波形特性研究该电路的可行性。
基于AD9834的高频方波信号发生器设计
基于AD9834的高频方波信号发生器设计甘永进;吴学思;韦善于;蔡承海;莫海林;杨桂静;梁火层【摘要】为了提高方波可靠稳定性,满足一些由逻辑电路组成的测试仪对作为时钟的高频脉冲发生器的严格要求,设计基于AD9834的高频方波信号发生器.先由AD9834模块产生出正弦波,然后经过7阶对三角滤波器和AD8367自动增益模块整合出杂波少且波形稳定的正弦波,再由TLV3501芯片设计比较器电路产生方波.经实验测试,输出信号频率在1MHz-40MHz内,输出幅度在0.1V-5V可调且幅度误差不大于10％的要求,有较高的精度.【期刊名称】《玉林师范学院学报》【年(卷),期】2018(039)002【总页数】7页(P22-28)【关键词】高频;方波;频率;幅度【作者】甘永进;吴学思;韦善于;蔡承海;莫海林;杨桂静;梁火层【作者单位】玉林师范学院电子与通信工程学院,广西玉林 537000;玉林师范学院电子与通信工程学院,广西玉林 537000;玉林师范学院电子与通信工程学院,广西玉林 537000;玉林师范学院电子与通信工程学院,广西玉林 537000;玉林师范学院电子与通信工程学院,广西玉林 537000;玉林师范学院电子与通信工程学院,广西玉林 537000;玉林师范学院电子与通信工程学院,广西玉林 537000【正文语种】中文【中图分类】TP368在电子电路中，没有激励信号的电子电路极为常见，这种电路一般称为高频信号发生器，可以产生高频、调幅信号.高频信号发生器是在没有外加激励信号的情况下，能将直流电能转换成具有一定波形、一定频率和一定幅度交变能量的电子电路［1］，高频信号发生器主要用来向各种电子设备和电路提供高频能量或高频标准信号，以便测试各种电子设备和电路的电气特性，现代工业对各种高频信号的指标要求越来越高.其可以用于对家用电器如收音机、录音机及电视机等的元器件性能进行测试.不但可以调整收音机中短波段频率范围，而且还可以测试晶体管放大器的频带，调试收音机选频网络的中频信号，观察电感、电容的高频特性［2］.现今，实验室使用的低频信号发生器的最高输出频率普遍小于1MHZ.以集成函数波形发生器为例，该类设备一般均采用扫描信号发生器ICL8038或者集成函数发生器5G8038，仅可以产生低于300kHz的中低正弦波、矩形波等，而且频率及占空比不能单独调节，无法满足高频精密信号源的要求以及高速电路调试的要求，实际使用中有诸多不便.所以，价格低廉、性能高的高频方波发生器的研制极为必要［3-4］.本文基于AD9834对高频方波信号发生器展开研究，设计出输出信号频率在1MHz-40MHz内，输出幅度在0.1V-5V可调且幅度误差小于10%的方波信号发生电路.该设计可以产生出稳定的方波，对于各类高频信号发生器的设计有一定的借鉴作用.1 系统硬件设计为达到设计指标，设计由MSP430单片机写入程序到AD9834振荡电路中，产生输出频率在1～40MHZ范围内，步进1MHZ的正弦波，并经过无源滤波器滤波输出到VCA821放大器实现增益控制，此时输出的正弦波再经过比较器实现波形转换，产生所需的方波，实际输出波形可由示波器观测.系统的总体框图如图1所图1 系统总体框图Fig.1 Block diagram of the system1.1 WRA电源模块系统电源模块中外部输入供电电压为12V，而系统中模块供电需要+5v、-5v和+12v以及-12v，这要求必须将外部12 V电压分别转化为+/-12V和+/-5V.电源模块采用WRA1212和WRA1205稳压芯片，WRA系列的电源芯片具有低纹波、高效率、小体积，输入范围广的特点，电源模块如图2所示.图2 电源模块原理图Fig.2 Schematic diagram of the power supply module 1.2 AD9834振荡电路设计AD9834［5-8］是一款低功耗DDS器件，能够产生高性能正弦波和三角波输出.其片内集成一个比较器，支持产生方波以用于时钟发生.当供电电压为3V时，其功耗仅为20 mW.其电路原理图如图3所示.图3 AD9834振荡电路图Fig.3 Oscillating circuit diagram of AD98341.3 七阶对三角电路设计因输出的正弦波在高频时波形会发生失真，故采用无源低通滤波器来滤除高频杂波［9］.滤波器随着阶数增加而效果更好，但太高阶数的滤波器制作难度过大.综合各种无源滤波器的特点，本设计采用通带和阻带都较为平坦，但衰减快的七阶对三角滤波器［10，11］，其电路图如4所示.图4 七阶对三角电路图Fig.4 Seven order pair trigonometric circuit diagram 1.4 VCA821放大电路设计系统采用VCA821实现可控增益放大，VCA821具有-20dB～20dB的宽增益调节范围，输出电压高达5.34Vpp，呈线性增益，具有高达135MHz的增益控制带宽，控制电压由分压电阻分压产生，能够非常容易地实现增益控制.其电路图如5所示. 图5 VCA821放大电路图Fig.5 Amplifying circuit of VCA8211.5 TLV3501比较电路设计采用TLV3501设计成滞回比较电路，增强了电路的抗干扰能力.通过改变R3电位器阻值来调节阈值电压，使输入的正弦波信号发生跳转，滞回比较电路输出方波.比较电路原理图如图6所示.图6 中间级比较电路原理图Fig.6 Intermediate comparator circuit diagram2 系统软件设计通过MSP430单片机控制AD9834，按键进行步进和扫描控制，从而使AD9834在单片机的控制下产生一路频率可控的正弦波.压控放大器对输出信号进行增益控制，然后对信号进行采集，最终液晶上显示以及导出数据到示波器.程序设计流程图如图7所示.图7 程序设计流程图Fig.7 Flow chart of program design3 实验结果为说明方案的可靠性，实验以频率和幅度两个参数为标准进行测量对比.3.1 频率测量实验中，在频率1～40MHZ范围内测量该方案输出的方波的频率，部分实测数据如表1所示.由表1可见，在频率1～40MHZ下，频率理论值和测量值之间相对误差小于1%，说明该方案的精度较高.表1 频率的测量Tab.1Frequency measurement理论频率/MHZ 实测频率/MHZ 相对误差1 1.01 ＜1%5 49.8 ＜1%10 9.98 ＜1%25 24.98 ＜1%30 30.01 ＜1%40 39.99 ＜1%3.2 幅度测量实验在1～40MHZ的频率范围内，对幅值范围在0.1～5V的信号进行测量，部分实验测量数据如表2所示.由表2可见，在频率1～40MHZ内，输出方波的幅值与理论值之间的相对误差小于10%，说明了实验方案具有一定的精度.其中，实验所测输出的方波波形如图8所示.图8 输出方波波形Fig.8 Square wave output end表2 幅度的测量Tab.2 Amplitude measurement频率/MHZ理论值/V 测量值/V 相对误差频率/MHZ理论值/V 测量值/V 相对误差频率/MHZ理论值/V测量值/V 相对误差1 0.1 0.10 ＜10% 10 1.5 1.49 ＜10% 20 3.0 2.99 ＜10%1 1.0 0.99 ＜10% 10 2.0 1.99 ＜10% 20 4.0 3.98 ＜10%1 1.5 1.49 ＜10% 10 3.0 2.99 ＜10% 30 0.1 0.10 ＜10%1 2.0 1.99 ＜10% 10 4.0 3.99 ＜10% 30 1.0 0.99 ＜10%1 3.0 2.99 ＜10% 10 5.0 5.00 ＜10% 30 1.5 1.49 ＜10%1 4.0 3.99 ＜10% 15 0.1 0.10 ＜10% 30 2.0 1.99 ＜10%1 5.0 5.00 ＜10% 15 1.0 0.99 ＜10% 30 3.02.99 ＜10%5 0.1 0.10 ＜10% 15 1.5 1.49 ＜10% 30 4.03.99 ＜10%5 1.0 0.99 ＜10% 15 2.0 1.99 ＜10% 30 5.0 5.01 ＜10%5 1.5 1.48 ＜10% 15 3.0 2.99 ＜10% 40 0.1 0.10 ＜10%5 2.0 1.99 ＜10% 154.0 3.99 ＜10% 40 1.0 0.99 ＜10%5 3.0 2.99 ＜10% 155.0 5.01 ＜10% 40 1.5 1.49 ＜10%5 4.0 3.99 ＜10% 20 0.1 0.10 ＜10% 40 2.0 1.98 ＜10%5 5.0 5.01 ＜10% 20 1.0 0.10 ＜10% 40 3.0 2.99 ＜10%10 0.1 0.10 ＜10% 20 1.5 1.49 ＜10% 40 4.0 3.98 ＜10%101.0 0.99 ＜10% 202.0 1.99 ＜10% 40 5.0 4.99 ＜10%4 结论为设计出信号频率为1MHz～40MHz，输出幅度在0.1～5.0V可调且幅度误差不大于10%的高频方波信号发生器，本文先由AD9834模块产生出正弦波，然后经过7阶对三角滤波器和AD8367自动增益模块整合出杂波少且波形稳定的正弦波，再由TLV3501芯片设计比较器电路产生方波信号.由实验测量的频率和幅度数据可知，该设计具有一定的精度，对高频信号发生器的设计有一定的参考价值.实验中，测量方波的频率大于10MHZ后，由于高频特性，经过压控放大器调节时，波形失真为类似正弦波信号，测量的误差值超过系统的要求.因此，如何扩大频率范围获得更高精度的信号，是今后研究的重点.【参考文献】【相关文献】［1］孟建，胡来招.脉冲信号的频率估计技术［J］.电子对抗技术，1999（2）：27-34.［2］贺静.高频方波信号发生器的设计［J］.运城学院学报，2014，32（02）：52-54.［4］曹鹏辉，郭湘南.基于MSP430的信号发生系统设计［J］.电子产品世界，2016，23（12）：52-54+51.［3］刘峰，李晓红.基于AD9834的信号发生器的设计［J］.吉林化工学院学报，2012，29（11）：121-123.［4］徐伟，周杏鹏.基于AD9834的高性价比信号发生器设计［J］.仪器仪表与分析监测，2008（1）：6-8.［5］Zhenyu Zhao.The Design and Implementation of Signal Generator Based on DDS ［A］.IEEE Beijing Section、Guangdong University of Technology、University of Electronic Science and Technology of China.Proceedings of 2017 9th IEEE International Conference on Communication Software and Networks（ICCSN 2017）［C］.IEEE Beijing Section、Guangdong University of Technology、University of Electronic Science and Technology of China：，2017：4.［6］Zengyou Sun，Yong Tian.Design of Intelligent Radio-Frequency Signal Generator Based on Phase-locked Loop Frequency Synthesizer［A］.智能信息技术应用学会.Proceedings of 2010 International Conference on Management Sci-ence and Engineering（MSE 2010）（Volume 5）［C］.智能信息技术应用学会：，2010：3.［7］廖良，王敬，许云，等.一种用于DC/DC控制器的三角波发生电路［J］.微电子学，2007（5）：696-699.［8］温慧星，屠华.RC积分电路获取三角波信号的研究［J］.科技视界，2012（29）：286+289. ［9］郑忠楷，罗志灶，张红.积分电路产生三角波波形畸变刍议［J］.闽江学院学报，2014，35（5）：28-31.［10］TomonoriYanagida.High-FrequencyLow-Distortion One-Tone and Two-Tone Signal Generation Using ArbitraryWaveform Generator［A］.IEEE BeijingSection.2016 13th IEEE International Conference on Solid-State and Integrated Circuit Technology（ICSICT）Proceedings［C］.IEEE Beijing Section：，2016：3.［11］Wei Bing，Wei Xueye，Wang Liqing，etc.Study on Signal Generator for the DigitalCoding Track Circuit［A］.中国电子学会.ICEMI’2005第七届国际电子测量与仪器学术会议论文集［C］.中国电子学会，2005：5.。
怎么设计出一个输出10M~100MHZ幅值1000伏的方波信号发生器
怎么设计出一个输出10M~100MHZ幅值1000伏的方波信号发生器可以分为两部分：（1）设计出一个输出10M~100MHZ方波信号；（2）将方波信号幅值增大至1000V。
设计出一个输出10M~100MHZ方波信号频率为10M~100MHZ的方波信号，那么它的周期为T=1/f，则周期在10ns~100ns之间。
可以看出频率是非常高的，属于高频的范畴，高频电路设计还是相当有难度的，很多器件在高频电路当中无法使用。
比如555定时器，这是输出方波最常用的芯片，设计信号发生器时，很多人会想起555定时器。
但是对于输出10M~100MHZ方波信号，555定时器是根本实现不了的，555定时器的最大输出频率大约为360KHZ左右，大于该频率输出波形会不规则或者出现故障。
10M~100MHZ的超高频方波信号虽然在设计上有点难，还是可以实现的，比如可以使用FPGA实现，FPGA的处理速度比DSP高多了，FPGA的时钟最高也就800M左右，使用FPGA进行分频，可以实现输出输出10M~100MHZ的方波信号（幅值3.3V）。
将方波信号幅值增大至1000V若是低频的方波信号，想要将其电压幅值增大至1000V，还是比较容易实现的，可是使用耐压大于1000V的晶体管或场效应管实现，但是想要实现将10M~100MHZ的超高频方波信号的幅值扩大至1000V，根本没有满足这样条件的三极管或场效应管，有高频的晶体管最高频率可达1GHZ以上，但是其耐压值一般几十伏，根本达不到1000V。
频率为10M~100MHZ的方波，其周期为10ns~100ns之间，在这个时间内要实现峰值为1000V的一个周期的方波，也就是说这个时间内要实现从0V升到1000V，然后从1000V降到0V的过程，可能吗？个人认为是完全不可能的。
基于DDS同频正弦波与方波信号发生器的研究与设计
基于DDS 同频正弦波与方波信号发生器的研究与设计贺国锋河海大学计算机及信息工程学院，江苏常州 (213022)E-mail ：guofeng_h@摘 要：介绍了一种基于DDS 技术的20HZ-1MHZ 正弦波与方波信号发生器的设计，详细论述了DDS 的工作原理，在设计中将DDS 模块集成到一个单片FPGA 上，使设计出的系统具有集成度高、可扩展性好等优点，经测试系统的稳定性、测试精度及功能满足信号发生器的设计要求。
关键词：DDS ，信号发生器，FPGA 中图分类号：TP2161. 概述随着频率合成理论和高速大规模集成电路的发展，信号发生器作为一类重要的仪器，在通信、检测、导航等领域有着广泛的应用。
特别是在高压电力系统的检测领域，常常需要模拟电网谐波的标准信号源对检测设备的性能进行校验，例如高压电力线路的相位检测，避雷器的性能检测，用户电能表的校准等。
1971年3月美国学者J.Tierncy ，C.M.Rader 和B.Gold 首次提出了直接数字频率合成（DDS －Direct Digital Synthesis ）技术。
这是一种从相位概念出发直接合成所需要的波形的新的全数字频率合成技术。
同传统的频率合成技术相比，DDS 技术具有极高的频率分辨率、极快的变频速度，变频相位连续、相位噪声低，易于功能扩展和全数字化便于集成，容易实现对输出信号的多种调制等优点，满足了现代电子系统的许多要求，因此得到了迅速的发展。
2. DDS 原理将单频连续信号进行一个周期采样，采样频率要满足采样定理（即至少是单频连续信号频率的2倍）。
假设采样点为2N 个，这样可以将波形数据存储在地址线位数为N 的ROM 中，如下图1所示。
图1 “滚动”ROM换向思考，将采样频率看作波形数据的输出频率，则被恢复波形的频率：02c N Mf f =从而改变步进量M可以改变输出信号的频率，改变其始位置可以改变输出波形的初相位。
这样ROM的地址不断累加，便可以输出周期性的波形幅度数据，再经过数模转换器和低通滤波器，从而产生周期性的连续谐波信号。
DSP三角波方波锯齿波信号发生器
2.在CCS软件环境下用时频图演示出来。
三、波形发生器源程序
#include <math.h>
#include <stdio.h>
#define N 1024
#define t 1//修改t可以改频率,频率等于t*N
int outbuffer[N];
int i=0;
char a=1;//1为三角波 2为方波 3为锯齿波
int j,k=0,n=0;
void delay(int z)//延时函数
{
int i,j;
for(i=0;z>i;i++)
{
for(j=0;j<200;j++);
}
}
void main(void)
{
while(1)
{
switch (a)
{
case 1://三角波
for(j=0;j<20;j++)
{
2.方波
3.三角波
五、硬件验证
无
六、小结
在对设计的信号发生器进行调试时采用了集成开发环境Code Composer Studio(CCS)，即对C55xx的C语言程序进行调试。
本次实验以基于DSP的信号发生器完成了三角波、方波、锯齿波输出任意频率的波形任务。但是上述工作尚有许多不成熟、不完善的地方，这就需要今后进一步开展的工作。
outbuffer[i]=k;
i++;k++;
delay(t);
}
for(j=0;j<20;j++)
{
outbuffer[i]=k;
信号发生器(方波)正文
信号发生器<方波）1 绪论1.1 设计背景数字信号处理器，也称DSP芯片，是针对数字信号处理需要而设计的一种具有特殊结构的微处理器，它是现代电子技术、相结合的产物。
一门主流技术，随着信息处理技术的飞速发展，计算机技术和数字信号处理技术数字信号处理技术逐渐发展成为它在电子信息、通信、软件无线电、自动控制、仪表技术、信息家电等高科技领域得到了越来越广泛的应用。
数字信号处理因为运算速度快，具有可编程特性和接口灵活的特点，使得它在许多电子产品的研制、开发和应用中，发挥着重要的作用。
采用DSP芯片来实现数字信号处理系统是当前发展的趋势。
1.2设计目的1．通过课程设计加深对DSP软件有关知识的学习与应用。
2．学习汇编语言并能熟练掌握与应用。
3．了解定时中断原理。
1.3设计任务1. 设计一个信号发生器<方波）。
2. 在XF引脚上输出任意频率的方波。
2 设计原理及分析2.1设计原理作为本设计的核心器件，DSP芯片的运算能力要求比较高，同时又存在运算过程中大量数据交换的特点。
方波信号发生器是信号中最常见的一种，它能输出一个幅度可调、频率可调的方波信号，在科学研究及生产实践中均有着广泛应用。
目前，常用的信号发生器绝大部分是由模拟电路构成的，当这种模拟信号发生器用于低频信号输出往往需要的RC值很大，这样不但参数准确度难以保证，而且体积大和功耗都很大，而由数字电路构成的低频信号发生器，虽然其低频性能好但体积较大，价格较贵，而本文借助DSP运算速度高，系统集成度强的优势设计的这种信号发生器，比以前的数字式信号发生器具有速度更快，且实现更加简便。
这里说明一下使用TI公司的DSP芯片TMS320C5502<以下简称5502）来产生方波信号的原理：因为产生一个方波信号需要有一个适合的定时器来重复产生一个与方波周期相同的计数周期，并用一个比较寄存器来保持调制值，因此，比较寄存器的值应不断与定时寄存器的值相比较，这样，当两个值相匹配时，就会在响应的输出上产生一个转换<从低到高或从高到低），从而产生输出脉冲，输出的开启<或关闭）时间与被调制的数值成正比，因此，改变调制数值，相关引脚上输出的脉冲信号的宽度也将随之改变。
课程设计 方波信号发生器设计
目录一、概述 (2)二、技术性能指标 (2)2.1设计内容及技术要求 (2)2.2设计目的 (3)2.3设计要求 (3)三、方案的选择 (3)3.1方案一 (4)3.2方案二 (5)3.3最终方案 (6)四、单元电路设计 (6)4.1矩形波产生电路 (6)4.2三角波产生电路 (9)4.3正弦波产生电路 (11)五、总电路图 (13)六、波形仿真结果 (13)6.1矩形波仿真结果 (13)6.2三角波仿真结果 (14)6.3正弦波仿真结果 (15)6.4三种波形同时仿真结果 (15)七、PCB版制作与调试 (16)结论 (17)总结与体会 (18)致谢 (18)附录1 元件清单 (19)附录2 参考文献 (20)函数信号发生器设计报告一、概述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（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，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。
二、技术性能指标2.1设计内容及技术要求设计并制作一个信号发生器，具体要求如下：1、能够输出正弦波、方波、三角波；2、输出信号频率范围为1——10Hz，10——100Hz；3、输出信号幅值：方波Up-p=24V，三角波Up-p=0——20V，正弦波U>1V；4、波形特征：方波Tr<10s（100Hz，最大输出时），三角波失真系数THD<2%，正弦波失真系数THD<5%；5、电源：±13V直流电源供电；按照以上技术完成要求设计出电路，绘制电路图，对设计的电路用Multisim进行必要的仿真，用PROTEL软件进行制板、焊接，然后对制作的电路完成调试，撰写设计报告测，通过答辩。
基于单片机的方波信号发生器设计
基于单片机的方波信号发生器设计为了实现方波信号的发生器，我们可以使用单片机来实现，单片机可以通过编程来控制方波信号的频率和占空比。
在这里，我将介绍一种基于单片机的方波信号发生器的设计。
首先，我们需要选择一个合适的单片机来作为我们的控制器。
常用的单片机有Arduino、STM32等。
在这里，我们选择使用Arduino Uno作为控制器。
Arduino Uno是一种开源的微控制器板，使用ATmega328P芯片，具有易用性和良好的稳定性。
接下来，我们需要连接一块电路板用于输出方波信号。
为了实现方波信号的生成，我们可以使用一个555定时器芯片来实现。
555定时器可以方便地产生方波信号。
我们将在Arduino Uno和555定时器之间进行串联连接，Arduino Uno将通过编程来控制555定时器的工作。
接下来，我们需要编写Arduino的程序来控制方波信号的频率和占空比。
我们可以使用Arduino的PWM输出功能来控制方波信号的频率。
通过调整PWM的占空比，我们可以控制方波信号的占空比。
以下是一个简单的Arduino程序示例：```c//定义信号输出引脚#define SIGNAL_PIN 9void setu//将信号输出引脚设为输出模式pinMode(SIGNAL_PIN, OUTPUT);void loo//设置PWM频率为1kHzint frequency = 1000;//设置PWM占空比为50%int dutyCycle = 50;//计算PWM周期//计算PWM高电平时间int highTime = period * dutyCycle / 100;while (true)//输出高电平digitalWrite(SIGNAL_PIN, HIGH);delayMicroseconds(highTime);//输出低电平digitalWrite(SIGNAL_PIN, LOW);delayMicroseconds(period - highTime);}```在这个示例程序中，我们定义了信号输出引脚为9号引脚，在setup 函数中将其设为输出模式。
555芯片设计占空比可调的方波信号发生器
占空比可调的方波信号发生器三、实验原理：1、555电路的工作原理（1）555芯片引脚介绍图1 555电路芯片结构和引脚图555定时器是一种应用极为广泛的中规模集成电路，该电路使用灵活、方便，只需外接少量的阻容原件就可以构成单稳、多谐和施密特触发器。
因而广泛用于信号的产生、变换、控制和检测。
1脚：外接电源负极或接地（GND）。
2脚：TR触发输入。
3脚：输出端（OUT或Vo）。
4脚：RD复位端，移步清零且低电平有效，当接低电平时，不管TR、TH输入什么，电路总是输出“0”。
要想使电路正常工作，则4脚应与电源相连。
5脚：控制电压端CO(或VC)。
若此端外接电压，则可改变内部两个比较器的基准电压，当该端不用时，应将该端串入一只0.01μF 电容接地，以防引入干扰。
6脚：TH 高触发端（阈值输入）。
7脚：放电端。
8脚：外接电源VCC （VDD ）。
（2）555功能介绍555定时器的功能主要是由两个比较器C1和C2的工作状况决定的。
由图1可知，当V6>VA 、V2>VB 时，比较器C1的输出VC1=0、比较器C2的输出VC2=1，基本RS 触发器被置0，TD 导通，同时VO 为低电平。
当V6<VA 、V2>VB 时，VC1=1、VC2=1，触发器的状态保持不变，因而TD 和输出的状态也维持不变。
当V6<VA 、V2<VB 时，VC1=1、VC2=0，故触发器被置1，VO 为高电平，同时TD 截止。
这样我们就得到了表1 555定时器的功能表。
2、占空比可调的方波信号发生器（1）占空比可调的方波信号发生器电路图放电管状态T D表1 555定时器的功能表输 入 <V A 阈值输入V 6 输 出触发输入V 2输出V O复位D R× 不变截止 导通 0 0 0 1 1 1 1× >V A <V A<V B >V B >V B不变导通图2 利用555定时器设计方波电路原理图（2）占空比可调的方波信号发生器分析如图2所示，电路只要一加上电压VDD ，振荡器便起振。
频率可调的方波信号发生器设计及电路
频率可调的方波信号发生器设计及电路用单片机产生频率可调的方波信号。
输出方波的频率范围为1Hz-200Hz，频率误差比小于0.5%。
要求用“增加”、“减小”2个按钮改变方波给定频率，按钮每按下一次，给定频率改变的步进步长为1Hz,当按钮持续按下的时间超过2秒后，给定频率以10次/秒的速度连续增加（减少），输出方波的频率要求在数码管上显示。
用输出方波控制一个发光二极管的显示，用示波器观察方波波形。
开机默认输出频率为5 Hz。
3.5.1模块1：系统设计（1）分析任务要求，写出系统整体设计思路任务分析：方波信号的产生实质上就是在定时器溢出中断次数达到规定次数时，将输出I/O管脚的状态取反。
由于频率范围最高为200Hz,即每个周期为5ms（占空比1:1，即高电平2.5ms,低电平2.5 m s），因此，定时器可以工作在8位自动装载的工作模式。
涉及以下几个方面的问题：按键的扫描、功能键的处理、计时功能以及数码管动态扫描显示等。
问题的难点在按键连续按下超过2S的计时问题，如何实现计时功能。
系统的整体思路：主程序在初始化变量和寄存器之后，扫描按键，根据按键的情况执行相应的功能，然后在数码显示频率的值，显示完成后再回到按键扫描，如此反复执行。
中断程序负责方波的产生、按键连续按下超过2S后频率值以10Hz/s递增（递减）。
（2）选择单片机型号和所需外围器件型号，设计单片机硬件电路原理图采用MCS51系列单片机At89S51作为主控制器，外围电路器件包括数码管驱动、独立式键盘、方波脉冲输出以及发光二极管的显示等。
数码管驱动采用2个四联共阴极数码管显示，由于单片机驱动能力有限，采用74HC244作为数码管的驱动。
在74HC244的7段码输出线上串联100欧姆电阻起限流作用。
独立式按键使用上提拉电路与电源连接，在没有键按下时，输出高电平。
发光二极管串联500欧姆电阻再接到电源上，当输入为低电平时，发光二极管导通发光。
图3-14 方波信号发生器的硬件电路原理图（3）分析软件任务要求，写出程序设计思路，分配单片机内部资源，画出程序流程图软件任务要求包括按键扫描、定时器的控制、按键连续按下的判断和计时、数码管的动态显示。
基于AD9834的高频方波信号发生器设计
图 ２ 电源模块 原理 图
［关键词 ］高 频；方波 ；频率 ；幅度 ［中图分类号 ］ ＴＰ３６８ ［文献标识码 ］Ａ ［文章编号 ］１００４—４６７１（２０１８）０２—００２２—０７
电子 电路 中 ，没 有激 励信 号 的 电子 电路极 为 常见 ，这种 电路 一般 称 为高 频信 号发 生 器 ，可以 产生高频 、调 幅信号 ．高频信号发生器是在没有外加激励信号 的情况下 ，能将直流电能转换 成 具 有一 定 波形 、一 定频 率 和一 定 幅度交 变 能量 的 电子 电路 …，高 频信 号发 生器 主要用 来 向 各种 电子设备和电路提供高频能量或高频标准信号 ，以便测试各种电子设备和电路的电气特 性 ，现代工业对各种高频信号的指标要求越来越高 ．其可以用于对家用 电器如收音机 、录音机及 电视机等 的元器 件 性 能进 行测 试 ．不 但 可 以调 整收 音 机 中短 波段 频率 范 围 ，而 且 还可 以测 试 晶体 管 放 大器 的频 带 ， 调试 收 音机选 频 网络 的 中频 信号 ，观察 电感 、电容 的高频 特性 ｜２］． 现今 ，实验室使用的低频信号发生器 的最高输 出频率普遍小于 ＩＭＨＺ．以集成函数波形发生器为例 ， 该 类设 备 一般 均采 用 扫描 信 号发 生器 ＩＣＬ８０３８或 者集 成 函数 发 生器 ５Ｇ８０３８，仅可 以产 生 低 于 ３００ｋＨｚ的 中 低 正 弦波 、矩 形 波 等 ，而且 频 率及 占空 比不 能单 独 调 节 ，无 法满 足 高频 精 密信 号 源 的要求 以及 高速 电路 调试 的要求 ，实际使用 中有诸多不便 ．所以，价格低廉 、性能高的高频方波发生器的研制极为必要 ～、． 本 文 基于 ＡＤ９８３４对 高频 方波 信号 发生 器展 开研究 ，设计 出输 出信号频 率 在 １ＭＨｚ一４０ＭＨｚ内 ，输 出幅 度 在 ０．１Ｖ一５Ｖ可 调且 幅度 误 差小 于 １０％ 的方波 信号 发 生 电路 ．该 设 计可 以产 生 出稳 定 的方波 ，对 于 各类 高 频 信号 发生 器 的设计有 一定 的借 鉴作 用 ．
方波、三角波波形发生器课程设计
方波、三角波波形发生器课程设计方波、三角波发生器摘要在模拟电子技术当中，我们会见到各种类型的波形，除了常见的正弦波之外，还有别的各种非正弦波，这些类型各异的波形，广泛应用于模拟电子技术的各个领域。
在模拟电子电路中，各种非正弦波，如矩形波、三角波、锯齿波、阶梯波等，在各种驱动电路及信号处理电路中广泛应用。
波形发生器是一种常用的信号源，广泛的运用于电子电路、自动控制系统和教学实验等领域。
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，通过对函数波形发生器的原理以及构成分析，可以设计一个能变换出三角波、方波的函数波形发生器。
本文利用LM324N产生一个可调频和调幅的方波信号，通过此信号来产生三角波。
电子电路设计、仿真与实践第 1 页目录1 设计题目 ............................................................... 2 2设计任务和要求 .........................................................2 3 整体电路设计 ........................................................... 2 4 仿真及仿真结果 ......................................................... 7 5 PCB板的绘制 ............................................................9 6 误差分析 .............................................................. 10 7总结 ..................................................................11 8 心得体会 (11)电子电路设计、仿真与实践第 2 页1 设计题目方波、三角波发生器2 设计任务和要求要求设计并用分立元件和集成运算放大器制作能产生方波和三角波波形的波形发生器。
555芯片设计占空比可调的方波信号发生器
占空比可调的方波信号发生器三、实验原理：1、555电路的工作原理（1）555芯片引脚介绍图1 555电路芯片结构和引脚图555定时器是一种应用极为广泛的中规模集成电路，该电路使用灵活、方便，只需外接少量的阻容原件就可以构成单稳、多谐和施密特触发器。
因而广泛用于信号的产生、变换、控制和检测。
1脚：外接电源负极或接地（GND）。
2脚：TR触发输入。
3脚：输出端（OUT或Vo）。
4脚：RD复位端，移步清零且低电平有效，当接低电平时，不管TR、TH输入什么，电路总是输出“0”。
要想使电路正常工作，则4脚应与电源相连。
5脚：控制电压端CO(或VC)。
若此端外接电压，则可改变内部两个比较器的基准电压，当该端不用时，应将该端串入一只0.01μF 电容接地，以防引入干扰。
6脚：TH 高触发端（阈值输入）。
7脚：放电端。
8脚：外接电源VCC （VDD ）。
（2）555功能介绍555定时器的功能主要是由两个比较器C1和C2的工作状况决定的。
由图1可知，当V6>VA 、V2>VB 时，比较器C1的输出VC1=0、比较器C2的输出VC2=1，基本RS 触发器被置0，TD 导通，同时VO 为低电平。
当V6<VA 、V2>VB 时，VC1=1、VC2=1，触发器的状态保持不变，因而TD 和输出的状态也维持不变。
当V6<VA 、V2<VB 时，VC1=1、VC2=0，故触发器被置1，VO 为高电平，同时TD 截止。
这样我们就得到了表1 555定时器的功能表。
2、占空比可调的方波信号发生器（1）占空比可调的方波信号发生器电路图放电管状态T D表1 555定时器的功能表输 入 <V A 阈值输入V 6 输 出触发输入V 2输出V O复位D R× 不变截止 导通 0 0 0 1 1 1 1× >V A <V A<V B >V B >V B不变导通图2 利用555定时器设计方波电路原理图（2）占空比可调的方波信号发生器分析如图2所示，电路只要一加上电压VDD ，振荡器便起振。
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频率可调的方波信号发生器设计
用单片机产生频率可调的方波信号。
输出方波的频率范围为1Hz-200Hz，
频率误差比小于0.5%。
要求用增加、减小2 个按钮改变方波给定频率，按钮每按下一次，给定频率改变的步进步长为1Hz,当按钮持续按下的时间超过2 秒后，给定频率以10 次/秒的速度连续增加（减少），输出方波的频率要求在数码管上显示。
用输出方波控制一个发光二极管的显示，用示波器观察方波波形。
开机
默认输出频率为5Hz。
3.5.1 模块1：系统设计（1）分析任务要求，写出系统整体设计思路任务分析：方波信号的产生实质上就是在定时器溢出中断次数达到规定次数时，将输出I/O 管脚的状态取反。
由于频率范围最高为200Hz,即每
个周期为5ms（占空比1:1，即高电平2.5ms,低电平2.5 ms），因此，定时器可以工作在8 位自动装载的工作模式。
涉及以下几个方面的问题：按键的扫描、功能键的处理、计时功能以及数码管动态扫描显示等。
问题的难点在按键连续按下超过2S 的计时问题，如何实现计时功能。
系统的整体思路：主程序在初始化变量和寄存器之后，扫描按键，根据按键的情况执行相应的功能，然后
在数码显示频率的值，显示完成后再回到按键扫描，如此反复执行。
中断程序
负责方波的产生、按键连续按下超过2S 后频率值以10Hz/s 递增（递减）。
（2）选择单片机型号和所需外围器件型号，设计单片机硬件电路原理图采用MCS51 系列单片机At89S51 作为主控制器，外围电路器件包括数码管驱动、独立式键盘、方波脉冲输出以及发光二极管的显示等。
数码管驱动采用2 个四联共阴极
数码管显示，由于单片机驱动能力有限，采用74HC244 作为数码管的驱动。
在74HC244 的7 段码输出线上串联100 欧姆电阻起限流作用。
独立式按键使用上提拉电路与电源连接，在没有键按下时，输出高电平。
发光二极管串联500 欧
姆电阻再接到电源上，当输入为低电平时，发光二极管导通发光。