简易函数发生器的设计与制作电子实验报告
电路实验报告 函数信号发生器
电子电路综合设计实验实验一函数信号发生器的设计与调测班级: 2009211108**: ***学号: ********小班序号: 26课题名称函数信号发生器的设计与实现一、摘要函数信号发生器是一种为电子测量提供符合一定要求的电信号的仪器, 可产生不同波形、频率和幅度的信号。
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,用信号发生器来模拟在实际工作中使用的待测设备的激励信号。
信号发生器可按照产生信号产生的波形特征来划分:音频信号源、函数信号源、功率函数发生器、脉冲信号源、任意函数发生器、任意波形发生器。
信号发生器用途广泛, 有多种测试和校准功能。
本实验设计的函数信号发生器可产生方波、三角波和正弦波这三种波形, 其输出频率可在1KHz至10KHz范围内连续可调。
三种波形的幅值及方波的占空比均在一定范围内可调。
报告将详细介绍设计思路和与所选用元件的参数的设计依据和方法。
二、关键词函数信号发生器迟滞电压比较器积分器差分放大电路波形变换三、设计任务要求:1、(1)基本要求:2、设计一个可输出正弦波、三角波和方波信号的函数信号发生器。
3、输出频率能在1-10KHZ范围内连续可调, 无明显是真;4、方波输出电压Uopp≥12V, 上升, 下降沿小于10us, 占空比可调范围30%-70%;5、三角波输出电压Uopp≥8V;6、正弦波输出电压Uopp≥1V;设计该电源的电源电路(不要求实际搭建), 用PROTEL软件绘制完整的电路原理图(SCH)。
(2)提高要求:1.三种输出波形的峰峰值Uopp均在1V-10V范围内连续可调。
2.三种输出波形的输出阻抗小于100Ω。
3.用PROTEL软件绘制完整的印制电路板图(PCB)。
(3)探究环节:1.显示出当前输入信号的种类、大小和频率(实验演示或详细设计方案)。
2.提供其他函数信号发生器的设计方案(通过仿真或实验结果加以证明)。
四、设计思路和总体结构框图(1)原理电路的选择及总体思路:根据本实验的要求, 用两大模块实现发生器的设计。
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。
简易函数信号发生器设计报告
简易函数信号发生器设计报告一、引言信号发生器作为一种测试设备,在工程领域具有重要的应用价值。
它可以产生不同的信号波形,用于测试和调试电子设备。
本设计报告将介绍一个简易的函数信号发生器的设计方案。
二、设计目标本次设计的目标是:设计一个能够产生正弦波、方波和三角波的函数信号发生器,且具有可调节频率和幅度的功能。
同时,为了简化设计和降低成本,我们选择使用数字模拟转换(DAC)芯片来实现信号的输出。
三、设计原理1.信号产生原理正弦波、方波和三角波是常见的函数波形,它们可以通过一系列周期性的振荡信号来产生。
在本设计中,我们选择使用集成电路芯片NE555来产生可调节的方波和三角波,并通过滤波电路将其转换为正弦波。
2.幅度调节原理为了实现信号的幅度调节功能,我们需要使用一个可变电阻,将其与输出信号的放大电路相连。
通过调节可变电阻的阻值,可以改变放大电路的放大倍数,从而改变信号的幅度。
3.频率调节原理为了实现信号的频率调节功能,我们选择使用一个可变电容和一个可变电阻,将其与NE555芯片的外部电路相连。
通过调节可变电容和可变电阻的阻值,可以改变NE555芯片的工作频率,从而改变信号的频率。
四、设计方案1.正弦波产生方案通过NE555芯片产生可调节的方波信号,并通过一个电容和一个电阻的RC滤波电路,将方波转换为正弦波信号。
2.方波产生方案直接使用NE555芯片产生可调节的方波信号即可。
3.三角波产生方案通过两个NE555芯片,一个产生可调节的方波信号,另一个使用一个电容和一个电阻的RC滤波电路,将方波转换为三角波信号。
五、电路图设计设计的电路图如下所示:[在此插入电路图]六、实现效果与测试通过实际搭建电路,并连接相应的调节电位器,我们成功地实现了信号的幅度和频率调节功能。
在不同的调节范围内,我们可以得到稳定、满足要求的正弦波、方波和三角波信号。
七、总结通过本次设计,我们成功地实现了一个简易的函数信号发生器,具有可调节频率和幅度的功能。
函数发生器实验报告
函数发生器实验报告函数发生器实验报告引言:函数发生器是一种用于产生各种波形信号的实验仪器。
它在科学研究、电子工程、通信技术等领域中有着广泛的应用。
本次实验旨在通过搭建函数发生器电路并进行一系列实验,探究函数发生器的工作原理和性能特点。
实验目的:1. 了解函数发生器的基本原理和组成结构;2. 掌握函数发生器的使用方法和参数调节技巧;3. 研究函数发生器在不同频率、幅度和波形下的输出特性。
实验仪器和材料:1. 函数发生器主机;2. 示波器;3. 电缆和连接线;4. 电阻、电容等元件。
实验步骤:1. 搭建函数发生器电路:根据实验要求,连接函数发生器主机和示波器,并确保电路连接正确稳定。
2. 调节函数发生器参数:通过函数发生器主机上的旋钮和按钮,调节频率、幅度、波形等参数,观察示波器上的波形变化。
3. 测量输出信号的频率和幅度:利用示波器上的测量功能,测量函数发生器输出信号的频率和幅度,并记录数据。
4. 观察不同波形下的输出特性:通过调节函数发生器主机上的波形选择按钮,观察并记录正弦波、方波、三角波等不同波形下的输出特性。
5. 研究函数发生器的调制功能:尝试使用函数发生器的调制功能,如调幅、调频、调相等,观察输出信号的变化,并记录实验结果。
实验结果与分析:1. 频率和幅度调节:通过调节函数发生器主机上的旋钮,我们成功地改变了输出信号的频率和幅度。
频率的变化范围从几赫兹到数百千赫兹,幅度的变化范围从几毫伏到数十伏特。
这些调节功能使得函数发生器在实际应用中具有较大的灵活性。
2. 波形输出特性:我们观察到函数发生器能够产生多种波形,如正弦波、方波、三角波等。
通过调节函数发生器主机上的波形选择按钮,我们可以轻松地切换不同的波形。
这为不同实验需求提供了便利。
3. 调制功能实验:通过使用函数发生器的调制功能,我们实现了信号的调幅、调频、调相等操作。
这些操作使得输出信号具有了更多的变化特性,扩展了函数发生器的应用范围。
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函数生成器课程设计实验报告引言函数生成器是计算机科学中常用的一种工具,它可以帮助我们生成特定规律的函数。
在本次课程设计实验中,我们使用函数生成器来实现一些常见的函数生成任务。
本报告将详细介绍实验的目标、方法、结果和分析。
一、实验目标本次实验的目标是设计和实现一个函数生成器,能够生成满足特定条件的函数。
具体来说,我们将实现以下几个功能:1. 生成等差数列函数;2. 生成等比数列函数;3. 生成斐波那契数列函数;4. 生成阶乘函数;5. 生成幂函数。
二、实验方法为了实现上述目标,我们采用了以下步骤:1. 设计函数生成器的接口,包括输入参数和返回值类型;2. 实现等差数列函数生成器,通过输入起始值、公差和长度来生成等差数列函数;3. 实现等比数列函数生成器,通过输入起始值、公比和长度来生成等比数列函数;4. 实现斐波那契数列函数生成器,通过输入长度来生成斐波那契数列函数;5. 实现阶乘函数生成器,通过输入数字来生成阶乘函数;6. 实现幂函数生成器,通过输入底数和指数来生成幂函数。
三、实验结果经过实验,我们成功实现了上述功能,并得到了以下结果:1. 等差数列函数生成器可以根据输入的起始值、公差和长度生成相应的等差数列函数;2. 等比数列函数生成器可以根据输入的起始值、公比和长度生成相应的等比数列函数;3. 斐波那契数列函数生成器可以根据输入的长度生成相应的斐波那契数列函数;4. 阶乘函数生成器可以根据输入的数字生成相应的阶乘函数;5. 幂函数生成器可以根据输入的底数和指数生成相应的幂函数。
四、实验分析通过本次实验,我们可以得出以下几点分析:1. 函数生成器是一种非常有用的工具,可以帮助我们快速生成特定规律的函数;2. 等差数列函数生成器和等比数列函数生成器可以帮助我们生成常见的数列函数,对数学问题的解决有很大帮助;3. 斐波那契数列函数生成器可以帮助我们生成斐波那契数列,这在算法设计和动态规划等领域有广泛应用;4. 阶乘函数生成器可以帮助我们生成阶乘函数,这在数学计算和组合问题等领域有重要作用;5. 幂函数生成器可以帮助我们生成幂函数,这在数学建模和函数拟合等领域有实际应用。
57简易函数信号发生器的制作.
集美大学实验报告用纸课程:电子工艺实习日期:2009年5月11日班级:光电0811 学号:2008534003 姓名:郑美玲成绩:实验四 5.7简易函数信号放生器的制作一.简要工作原理图5-7为由NE555组成的方波信号发生器,在此基础上经一级RC 滤波器输出三角波信号,再经一级RC滤波器输出正弦波信号,由此产生三种基本函数信号。
图5-7简易函数发生器二.调试步骤1.正负极与电源接好,看二极管有没有发光,有发光,电路一般没接错,可以进行调试;2.根据电路图,把R4左端与示波器连接好,调节示波器,等到屏幕上出现稳定的波形时,观察其波形并记录好输出周期和振幅;3.经一级RC滤波器输出的信号,把R4右端与示波器连接好,调节示波器,使示波器的屏幕上显示稳定的波形时,观察其波形并记录其周期和振幅;4.把R6右端与示波器连接,调节示波器,使示波器上显示稳定的波形时,观察其波形,并记录周期和振幅;5.仪器:数字示波器(CA620)及双路直流稳压电源(CJ1710)。
三.测量结果5-7 实验数据记录表波形周期(ms)振幅(V或mv)方波 2 0.11v正弦波 6 5mv三角波 1.2 75mv四.结果分析由表,得f1=1/(2*10^-3)=500 Hzf 2=1/(6*10^-3)=167 Hzf 3=1/(1.2*10^-3)=833 Hz在f1=500Hz下可以导出振幅为0.11v的方波;经一级RC滤波器,在f2=167Hz下可以导出振幅为5mv的正弦波;再经一级RC滤波器,在f3=833Hz下可以导出振幅为75mv的三角波。
五.心得体会本实验用到二极管,虽然不是第一次接触二极管,但在连接线路的时候不小心还是会把正负极接错,做实验时要养成认真的习惯,调节示波器一开始的时候可能会调不出来,但不要着急,细心观察以显示的图形,再加以微调,使波形稳定,再测数据,记录导出的是什么波形及其频率。
简易函数发生器设计报告
简易函数发生器设计报告1 方案先产生三角波,而后通过比较器产生方波,同时用折线法将三角波转换为正弦波输出。
此电路的三角波发生器的设计频率连续可调,积分电路的时间参数选择保证电路不出现积分饱和失真。
2 原理分析(1)Vin Vout-+R1R3R2A1V D运算放大器电路的输出与入是按一次函数(比例)的变化关系进行的。
Vout=-Vin*R2/R1,当电压高于图中所设电压时 Vout=-Vin*R2//R3/R1,把波形进行压缩,经多次压缩就可得到一定的正弦波。
把经积分电路所得三角波进行折线,得所需的正弦波。
(2)积分电路参数选择1. 积分电路中运算放大器A2的输入电流i 对电 容C 进行充电,这时积分器输出电压变化率 (斜率)由 e0=-i/c(V/S))决定。
也就是说,输入 电流i 越大,则 每单位时间的电压变化越大。
这就是输出波形的斜 率即三角波的频率应与 ±VC 大小成比例。
2. 使用运算放大器的积分电路高频特性不好,因此,对于标准的电路要接人一个与积分 串联的电阻,从而改善振荡频率对于控 压的线性关系,而R5的阻值由实验确定。
3. 电阻R0与电容C0的值由VCO的最高频率f max决定,先决定容易得到的电容的值,再反过来计算R0的阻值即可。
控制电压VC设定为+1V,振荡频率约为2kHz(它为最高频率的l/10)时振荡情况。
4.现施加+10V的控制电压,本来应是理想的20kHz频率进行振荡,但由于运算放大器的响应时间的延迟,振荡频率变为20kHz以下。
该电路约以16kHz频率进行振荡。
5 调节与C0串联的补偿电阻R5(VR),设定的振荡频率正好为VC=1V时频率的10倍(要注意,VR阻值随电容C0的值不同而异)。
4 函数发生器元器件清单1、电阻:1K(1个) , 1.5K(1个) , 10K(10个), 100K(1个);2、三极管:2SK30A(1个);3.二极管:1N4148(1个);4.运放: TL082(3个),8脚集成块插座(3个);5、电容:2400P(1个),0.1uF(10个);6、稳压管:6.2V(2个);7、电位器:1K(1个),5K (1个),50k;8、其他:排针、夹子(红黑各2个)、电源线;3 电路简图。
模电实训报告函数发生器
一、实训背景函数发生器是模拟电子技术中的重要组成部分,它可以将输入信号转换为所需的波形输出。
在通信、音频、视频等领域有着广泛的应用。
本次实训旨在通过设计和制作一个简易的函数发生器,加深对模拟电子技术中相关原理和电路设计的理解,提高动手实践能力。
二、实训目的1. 理解函数发生器的基本原理和电路结构;2. 掌握常见波形(正弦波、三角波、方波)的产生方法;3. 熟悉电路元件参数的选择和调试;4. 提高动手实践能力,培养团队协作精神。
三、实训内容1. 理论学习首先,我们学习了函数发生器的基本原理,了解了正弦波、三角波、方波的产生方法。
正弦波的产生可以通过RC振荡电路实现,三角波和方波的产生可以通过RC积分电路和RC微分电路结合实现。
2. 电路设计根据实训要求,我们选择设计一个简易的函数发生器,可以产生正弦波、三角波和方波。
电路设计如下:(1)正弦波发生器:采用RC振荡电路,通过调整电路元件参数,使电路产生稳定的正弦波。
(2)三角波发生器:采用RC积分电路和RC微分电路结合,通过调整电路元件参数,使电路产生稳定的三角波。
(3)方波发生器:采用RC积分电路和RC微分电路结合,通过调整电路元件参数,使电路产生稳定的方波。
3. 电路制作与调试根据电路设计,我们按照以下步骤进行电路制作与调试:(1)按照电路图焊接电路元件,注意焊接质量。
(2)连接信号输入和输出端口,将信号输入到电路中。
(3)观察波形输出,根据实际情况调整电路元件参数,使输出波形达到预期效果。
(4)测试不同频率和幅度下的波形输出,验证电路的稳定性和可靠性。
四、实训结果与分析1. 正弦波发生器:通过调整电路元件参数,成功产生稳定的正弦波。
输出波形幅度适中,频率可调。
2. 三角波发生器:通过调整电路元件参数,成功产生稳定的三角波。
输出波形幅度适中,频率可调。
3. 方波发生器:通过调整电路元件参数,成功产生稳定的方波。
输出波形幅度适中,频率可调。
在实训过程中,我们发现以下问题:(1)电路元件参数的选择对波形输出有较大影响,需要根据实际情况进行调整。
简易函数信号发生器的设计报告
简易函数信号发生器的设计报告设计报告:简易函数信号发生器一、引言函数信号发生器是一种可以产生各种类型函数信号的设备。
在实际的电子实验中,函数信号发生器广泛应用于工程实践和科研领域,可以用于信号测试、测量、调试以及模拟等方面。
本文将着重介绍一种设计简易函数信号发生器的原理和方法。
二、设计目标本设计的目标是实现一个简易的函数信号发生器,能够产生包括正弦波、方波和三角波在内的基本函数信号,并能够调节频率和幅度。
同时,为了提高使用方便性,我们还计划增加一个显示屏,实时显示当前产生的信号波形。
三、设计原理1.信号源函数信号发生器的核心是信号发生电路,由振荡器和输出放大器组成。
振荡器产生所需的函数信号波形,输出放大器负责放大振荡器产生的信号。
2.振荡器为了实现多种函数波形的产生,可以采用集成电路作为振荡器。
例如,使用集成运算放大器构成的和差振荡器可以产生正弦波,使用施密特触发器可以产生方波,使用三角波发生器可以产生三角波。
根据实际需要,设计采用一种或多种振荡器来实现不同类型的函数信号。
3.输出放大器输出放大器负责将振荡器产生的信号放大到适当的电平以输出。
放大器的设计需要考虑到信号的频率范围和幅度调节的灵活性。
4.频率控制为了能够调节信号的频率,可以采用可变电容二极管或可变电阻等元件来实现。
通过调节这些元件的参数,可以改变振荡器中的RC时间常数或LC谐振电路的频率,从而实现频率的调节。
5.幅度控制为了能够调节信号的幅度,可以采用可变电阻作为放大电路的输入阻抗,通过调节电阻阻值来改变信号的幅度。
同时,也可以通过增加放大倍数或使用可变增益放大器来实现幅度的控制。
四、设计步骤1.确定电路结构和信号发生器的类型。
根据功能和性能需求,选择合适的振荡器和放大器电路,并将其组合在一起。
2.根据所选振荡器电路进行参数计算和元件的选择。
例如,根据需要的频率范围选择适合的振荡器电路和元件,并计算所需元件的数值。
3.设计输出放大器电路。
函数信号发生器实训报告
一、实训目的本实训旨在通过设计制作一个可输出方波、三角波、正弦波信号的函数信号发生器,掌握函数信号发生器的设计原理、电路组成、工作过程以及调试方法。
通过本次实训,提高学生对电子电路设计和调试能力的培养,为今后从事相关领域工作打下坚实基础。
二、实训内容1. 设计要求(1)通过集成运算放大器和晶体管查分放大电路设计一个函数信号发生器。
(2)输出波形:方波、三角波、正弦波。
(3)输出频率:1—10KHz范围内连续可调,无明显失真。
(4)方波输出电压Uopp:12V,上升、下降沿小于10us(误差<20%)。
(5)三角波Uopp:8V(误差<20%)。
(6)正弦波Uopp:1V。
2. 设计思路(1)原理框图:函数信号发生器主要由振荡器、频率调节电路、波形变换电路和输出电路组成。
(2)系统的组成框图:① 振荡器:产生稳定的振荡信号。
② 频率调节电路:实现输出频率的连续可调。
③ 波形变换电路:将振荡信号转换为所需的波形。
④ 输出电路:放大输出信号。
(3)分块电路和总体电路的设计:① 振荡器:采用正弦波振荡电路,利用晶体管构成正反馈回路,产生正弦波信号。
② 频率调节电路:采用可变电阻器或电位器,调节振荡频率。
③ 波形变换电路:采用比较器和积分器,将正弦波信号转换为方波信号;利用积分器将方波信号转换为三角波信号。
④ 输出电路:采用差分放大器,提高输出信号的幅度和抗干扰能力。
三、实训过程1. 电路搭建根据设计要求,搭建函数信号发生器的电路。
主要包括振荡器、频率调节电路、波形变换电路和输出电路。
2. 电路调试(1)检查电路连接是否正确,确保无短路、断路等故障。
(2)调整频率调节电路,使输出频率达到设计要求。
(3)观察波形变换电路输出波形,确保输出波形符合设计要求。
(4)调整输出电路,使输出信号幅度达到设计要求。
3. 测试与验证(1)使用示波器观察输出波形,确保输出波形符合设计要求。
(2)使用频率计测量输出频率,确保输出频率达到设计要求。
函数信号发生器设计与制作实训报告
班级名称
指导教师
批阅教师
一、简述电路工作原理
二、电路安装和焊接时应注意的问题?
三、简述元件插装和焊接步骤
实训报告3
实训项目:电路检测与调试实训时间:年月日星期
学Hale Waihona Puke 姓名系(院)成绩班级名称
指导教师
批阅教师
一、通电后,分别将两组电源电压调至15V,波动转换开关,用示波器观察到那些波形?若失真,通过调节谁来改善波形,分别测量波形输出电压的幅度并记录
《函数信号发生器设计与制作》实训报告
实训报告1
实训项目:测试电路元器件实训时间:年月日星期
学生姓名
系(院)
成绩
班级名称
指导教师
批阅教师
一、怎样用万用表检测集成运算放大器?整流二极管和稳压二极管的好坏?
二、怎样用万用表检测双联线性电位器?
实训报告2
实训项目:电路安装并焊接实训时间:年月日星期
学生姓名
系(院)
二、调整电位器和波动转换开关,测量各种波形的输出频率变化范围。
简易函数发生器
简易函数发生器制作报告1.设计要求:1. 输出三角波,频率在20Hz-20KHz之间可调,输出幅度峰峰值约为7v。
2. 输出与三角波同步的方波,频率在20Hz-20KHz可调。
方波幅度约为7v。
3. 输出与三角波同步的信号波形完整不失真正弦波,频率在20Hz-20KHz可调。
2.设计方案:输入直流10V电源通过极性转换电路产生约为±7v的电压。
然后通过一个积分电路产生一个三角波,三角波的输出通过电压比较器产生一个方波,另外在三角波的输出通过一个折线变换电路转化为正弦波,由此构成了一个函数发生系统。
3.设计内容及原理:①极性转换电路如图示:本实验中运放采用TL082型号,在于运放连接的场效应管(23K30A)电路中,当场效应管的偏置电位为零时,场效应管管导通,此时电路构成了一个反向比例放大器,放大系数由R1和R2的比值决定,试验中R1=R2=10K。
R3=10K。
因此Vo=—Vin。
在实际情况下输出电压Vo约为—9V。
另一种情况,当场效应管的偏置电压大于截断电压,场效应管处于截止状态,此时电路构成了缓冲器。
输出电压约为9v。
D1为二极管,型号1N4148,当二极管右边为负值时,场效应管截止;当D1右边为正值时,场效应管导通。
以上为极性转换电路工作原理。
②三角波产生电路(积分电路)如图示:电路按照原样积分,在一定时间内积分达到饱和接近电源电压。
在达到饱和之前,积分电压若达到一个基准电压时发生极性切换,此时进行反向积分。
依次重复产生了周期性的三角波。
应当注意的是,输出三角波的斜路和输入电路的电压值成正比例的。
U0=−1RC Ui(t2−t1)。
因此电路的积分是一个线性积分。
在实际工程中,运放的积分对于高频特性不好,因此在输出端与C0串联一个电阻,改善振荡频率对于控制电压的线性关系。
R5的值由实际试验测定。
试验中用2~5K的电位器。
电容值选用2400PF。
R11选用1K的电位器。
R11和C1的值电路的信号的最高频率(20K)来决定。
函数发生器实验及设计
函数发生器实验及设计第一篇:函数发生器实验及设计电子信息工程学院班级:电子信息一班姓名:何胜学号:201105431551函数信号发生器一、设计任务函数发生器的设计二、设计条件设计基于学校实验室三、设计要求1.电路能输出正弦波(选做)、方波(必做)和三角波(必做)等三种波形;2.输出信号的频率要求可调;3.在面包板上或万能板上安装电路;4.测量输出信号的幅度和频率;5.写出设计性报告。
四、设计内容设计内容包括电路能输出正弦波、方波和三角波三种波形1.电路原理图D6R12R2R3D1N9143k15k2D7.2kC3V2U115VdcD1N9140.1u fR1737++VOS25uA74110k0U4R11R9U373++VOS253+VOS25O UT6R8+65k2k2OUT6-V-OS11R6OUT0212k0-V-OS12-V-OS114V110kuA741uA741044R7R5C101520kR410k0.01ufD310k C2D4D1N7500.01ufD1N750002.计算与仿真分析8.0V4.0V0V-4.0V-8.0V130ms131msV(D3:1)132ms133ms134ms135msTime136ms137ms138ms139ms140ms15V14V13V12V130msV(C 3:2)131ms132ms133ms134ms135msTime136ms137ms138ms139ms140ms20V10V0V-10V-20V130ms131msV(C1:2)132ms133ms134ms135msTime136ms137ms138ms139ms140ms3.元件清单10k电阻4个,9k一个,45k一个,2.2k一个,20k一个,2k两个,5k一个,0.01u两个,0.1u一个,ua741三个,稳压管两个,二极管两个,导线若干 4.调试过程依据元件清单和电路图连接进行调试 5.设计和使用说明产生正弦波、方波和三角波三种波形,在低频范围内性能好。
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一、引言函数发生器是计算机科学中的一个重要概念,它可以生成一个序列,而不需要事先计算出所有的值。
本实验旨在通过设计一个函数发生器,来加深对函数发生器的理解,并探索其在实际应用中的作用。
二、实验目的1. 理解函数发生器的基本概念和原理;2. 学会使用Python语言实现一个简单的函数发生器;3. 探索函数发生器在实际应用中的可能性。
三、实验步骤与结果1. 设计函数发生器的算法在设计函数发生器的算法时,我们需要考虑以下几个方面:a. 序列的起始值和结束值:确定函数发生器生成序列的起始值和结束值;b. 序列的递增或递减方式:确定序列是按照递增还是递减的方式生成;c. 序列的步长:确定每一步的增量或减量大小;d. 序列的生成方式:确定序列是按照固定步长生成还是按照自定义函数生成。
2. 编写函数发生器的代码根据设计的算法,我们可以使用Python语言来实现一个简单的函数发生器。
以下是一个示例代码:```pythondef sequence_generator(start, end, step):sequence = []if start < end:while start <= end:sequence.append(start)start += stepelse:while start >= end:sequence.append(start)start -= stepreturn sequence# 测试代码start_value = 1end_value = 10step_size = 2result = sequence_generator(start_value, end_value, step_size) print(result)```3. 运行函数发生器的代码编写好函数发生器的代码后,我们可以运行代码来生成序列。
根据上述示例代码,我们可以得到从1开始,以步长为2递增的序列[1, 3, 5, 7, 9]。
函数信号发生器设计报告
函数信号发生器设计报告
以下是一份函数信号发生器设计报告的范本,供参考:
设计报告:函数信号发生器
一、概述
函数信号发生器是一种能够产生各种波形(如正弦波、方波、三角波等)的电子设备。
本设计报告将介绍如何设计一个简易的函数信号发生器。
二、设计原理
函数信号发生器的核心是波形生成电路。
本设计采用基于555定时器的波形生成电路,通过调节电阻和电容的值,可以生成不同频率和幅值的波形。
三、电路设计
1.电源电路:采用7805稳压芯片,为整个电路提供稳定的5V电源。
2.波形生成电路:基于555定时器,通过调节R1、R2和C1的值,可以生成不
同频率和幅值的波形。
3.输出电路:采用OP07运算放大器,将波形信号放大后输出。
四、测试结果
经过测试,本设计的函数信号发生器能够产生正弦波、方波和三角波三种波形,频率范围为1Hz~10kHz,幅值范围为0~5V。
在测试过程中,未发现明显的失真现象。
五、结论
本设计报告成功地介绍了一种简易的函数信号发生器的设计和制作过程。
测试结果表明,该函数信号发生器能够产生高质量的波形,具有较宽的频率和幅值调节范围。
在实际应用中,可以根据需要调节波形、频率和幅值,以满足不同的
需求。
《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。
函数信号发生器设计实验报告
函数信号发生器的设计实验报告院系:电子工程学院班级:2012211209**:***班内序号:学号:实验目的:设计一个设计制作一个可输出方波、三角波、正弦波信号的函数信号发生器。
1,输出频率能在1—10KHz范围内连续可调,无明显失真;2,方波输出电压Uopp = 12V,上升、下降沿小于10us(误差<20%);3,三角波Uopp = 8V(误差<20%);4,正弦波Uopp≥1V。
设计思路:1,原理框图:2,系统的组成框图:分块电路和总体电路的设计:函数发生器是指能自动产生方波、三角波和正弦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,本课题采用由集成运算放大器与晶体差分管放大器共同组成的方波—三角波、三角波—正弦波函数发生器的方法。
本课题中函数信号发生器电路组成如下: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。
差分放大器的特点:工作点稳定,输入阻抗高,抗干扰能力较强等。
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的传输特性曲线的非线性。
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。
Ⅰ、方波—三角波产生电路设计方波输出幅度由稳压管的稳压值决定,即限制在(Uz+UD)之间。
方波经积分得到三角波,幅度为Uo2m=±(Uz+UD)方波和三角波的震荡频率相同,为f=1/T=āRf/4R1R2C,式中ā为电位器RW 的滑动比(即滑动头对地电阻与电位器总电阻之比)。
即调节RW可改变振荡频率。
根据两个运放的转换速率的比较,在产生方波的时候选用转换速率快的LM318,这样保证生成的方波上下长短一致,用LM741则会不均匀。
简易函数发生器的设计与制作电子实验报告
目录1设计任务(1)实验名称(2)实验目的(3)实验要求(4)主要技术指标2 设计分析(1)实验原理(2)方案论证比较(3)系统功能及设计框图3电路设计过程(1)电路各部分设计a分压电路的设计b跟随器的设c反相器的设计d积分电路的分析与设计e 差分放大电路的设计f反馈电路的设计(2)电路规格计算4设计总图及元件列表调试(1)总图(2)元件列表(3)电路修正5实验结论及经验总结(1)注意事项(2)实验感想1 设计任务(1) 实验名称:简易函数发生器的设计与制作(2)实验目的:a.了解电路系统的设计过程,增加动手能力,理论联系实践b.进一步学习模电放大器,积分器电路的特性和设计方法c.巩固基本的电学仪器的使用方法d.掌握波形的转换电路及通过反馈进行电路控制的方法(3)实验要求:a 用基本集成放大器,三极管,电阻电容等制作一个简易函数发生器。
b 用EWB软件进行仿真设计求得各电压电阻参数。
(4)主要技术指标a 函数发生器输入电压为0-2V,输入频率为0-10KHz.b. 函数发生器可以输出方波,三角波,正弦波等波形c. 输出三角波的幅度为-4V--+4V,输出正弦波幅度为-2V——+2V,方波幅度为0-10V 。
2 设计分析(1)实验原理:本设计实验通过模电教学中常用的集成运放,三极管,电容等器件让学生自主设计简易函数发生器。
函数发生器由电压控制,可实现方波,三角波,正,需要在电路中加入反馈,使得电压反向器产生交替的电压形成方波。
整个电路基本框图弦波按照一定频率输出。
三角波的形成可以通过方波积分形成,而三角波经过单入单出差分放大器后产生饱和失真,三角波顶端变平滑,可近似看做正弦波。
要控制方波的输出,必须在积分电路后加入负反馈,使得反向器控制电路交替正负从而形成方波信号。
(2)方案论证比较:方案1:该方案在生成正弦波方面有所不同,利用低通滤波器。
将三角波按照傅里叶级数展开的如下12811()(sin sin 3sin 5.....)925m u t U t t t ωωωωπ=-+-其中Um 是三角波的幅值。
简易函数信号发生器的设计报告
3.1 参数选择及计算
第三级电路是二阶有源低通滤波器,用于对第二级电路送来的信号 U02 进行 滤波。U02 经过第三级电路的滤波之后,变换成正弦波信号后由 U03 输出。U03
输出信号的周期与 U02 输出信号的周期相同。因为 R8=I.5 kΩ,R9=5.1kΩ,RW2=20 kΩ 所以
峰-峰值(V) 12.2 12.2
2.2 测试的三角波波形
波形
测试值 频率(Hz)
三角波
fmin=219.9 fmax=3.838k
峰-峰值(V) 7.04 10.7
2.3 测试的正弦波波形
波形 测试值 频率(Hz) 峰-峰值(V)
fmin=189.9
16.6
正
弦
fmax=3.546k
10.6
U03=RW2/( R8+ R9 )U02=20/6.6 U02=9.5(V) 而第三级电路的上限截止频率为:
上述公式中,
fH=1/(2πRC)
R=6.6kΩ
C=0.01μF
fH=1/(2×3.14×6.6×103×0.01×10-6)=2411(HZ) 这说明,第三级电路将阻止频率高于 2411HZ 的信号通过。
2. 设计要求 ┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄ 4
二 方案选择与比较 ┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄ 5
三 电路设计原理 ┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄ 7
1.系统原理 ┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄ 7
2.方波--三角波发生电路 ┄┄┄┄┄┄┄ 8
3.正弦波发生电路 ┄┄┄┄┄┄┄┄┄
9
4.Multisim 软件仿真 ┄┄┄┄┄┄┄┄┄ 11
3.2 原理图
4 Multisim 软件仿真 4.1 仿真电路图
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目录
1设计任务
(1)实验名称
(2)实验目的
(3)实验要求
(4)主要技术指标
2 设计分析
(1)实验原理
(2)方案论证比较
(3)系统功能及设计框图
3电路设计过程
(1)电路各部分设计
a分压电路的设计
b跟随器的设
c反相器的设计
d积分电路的分析与设计
e 差分放大电路的设计
f反馈电路的设计
(2)电路规格计算
4设计总图及元件列表调试(1)总图
(2)元件列表
(3)电路修正
5实验结论及经验总结
(1)注意事项
(2)实验感想
1 设计任务
(1) 实验名称:简易函数发生器的设计与制作
(2)实验目的:
a.了解电路系统的设计过程,增加动手能力,理论联系实践
b.进一步学习模电放大器,积分器电路的特性和设计方法
c.巩固基本的电学仪器的使用方法
d.掌握波形的转换电路及通过反馈进行电路控制的方法
(3)实验要求:
a 用基本集成放大器,三极管,电阻电容等制作一个简易函数发生器。
b 用EWB软件进行仿真设计求得各电压电阻参数。
(4)主要技术指标
a 函数发生器输入电压为0-2V,输入频率为0-10KHz.
b. 函数发生器可以输出方波,三角波,正弦波等波形
c. 输出三角波的幅度为-4V--+4V,输出正弦波幅度为-2V——+2V,方波幅度为0-10V 。
2 设计分析
(1)实验原理:
本设计实验通过模电教学中常用的集成运放,三极管,电容等器件让学生自主设计简易函数发生器。
函数发生器由电压控制,可实现方波,三角波,正,需要在电路中加入反馈,使得电压反向器产生交替的电压形成方波。
整个电路基本框图弦波按照一定频率输出。
三角波的形成可以通过方波积分形成,而三角波经过单入单出差分放大器后产生饱和失真,三角波顶端变平滑,可近似看做正弦波。
要控制方波的输出,必须在积分电路后加入负反馈,使得反向器控制电路交替正负从而形成方波信号。
(2)方案论证比较:
方案1:
该方案在生成正弦波方面有所不同,利用低通滤波器。
将三角波按照傅里叶级数展开的如下
128
11()(sin sin 3sin 5.....)925m u t U t t t ωωωωπ=-+-
其中Um 是三角波的幅值。
根据上式可知,低通滤波器的通带截止频率应大于三角波的基波频率且小于三角波的三次谐波频率。
但是,由于低通滤波电路这种做法,对于干扰信号的屏蔽能力差,而且正弦波如果频率变化范围比较大的话不适合使用低通滤波器。
所以放弃这种方案。
跟随电路 比较反馈
差分放大器
积分器 反相器
方案二、
使用单限比较器也可以达到同样的效果,但由于单限比较器对干扰信号的屏蔽能力差,在电路中不能有比较大的电压波动,多以不适合在这里使用,故结论如下。
(2)整个电路总体结计框图如下图所示:
整个电路可以实现函数发生器的功能。
跟随电路 单限比较器
差分放大器
积分器 反相器 跟随电路 反相器 积分器 差分放大器
反馈电路
3电路设计过程
(1)电路各部分设计:
a分压电路的设计:
b跟随器的设计
电源跟随器主要起电源保护作用,同时保持电压。
电源跟随器电路如下:
C反相器的设计
连接电源跟随器的是由放大器组成的反相器,反相器的作用主要是在开关的控制下,实现电压的正负方向的翻转,而这是直流电形成方波信号的途径,在函数发生器当中,开关是用一个三极管代替的由电平控制的系统,而控制三极管的电平由反馈电路控制,反相器的电路如下图表示:
d积分电路的分析与设计
由直流电形成的方波信号经过积分电路时,电容以近乎恒流的方式进
行充电,输出电压与时间成线性关系,所以方波信号可以积分形成三角波信号,积分电路可以由集成运算放大器和合适的电阻电容构成,根据
可以得到满足要求的三角波信号。
积分器的设计如下图所示:
e 差分放大电路的设计
当积分器形成三角波输出之后,想要得到近似正弦波的波形,需要用到合适的差分放大器,使得三角波波形出现顶端失真的情况,从而使得三角波尖部平滑,得到需要的波形,差分放大器采用单入单出接法,故其设计电路图如下图:
这样就得到了三角波和正弦波,
f反馈电路的设计
为了控制反相器正常工作,需要在反相器的三极管开关处接一个控制的反馈信号,用施密特控制器来做反馈电路,施密特反馈电路如下图
所示:
(2)电路规格计算
a 由于实验室提供的电源电压是12V 稳压电源,因此需要通过分压电路产生0~2V 电压。
即两个电阻的比值满足5:1即可。
故选取5K Ω固定电阻和1K Ω滑动变阻器进行调节。
b 跟随器只需要反馈电阻与输入电阻相同即可,故在设计时选取1K Ω电阻
c 由于反相器的原理可知
112
21f s o o v s i i V V R R V R A V R =⇒
=-⇒==- 因此,调节2
1R R 比值即可满足条件,具体电阻如下图。
d 积分器电路设计
积分器电路是本设计中最重要的参数之一,因为由1/RC 决定着该电路的振荡频率,故由图形分析得知,R 约为1K Ω
左右。
e 差分放大器设计
主要是利用差分放大器的失真来对三角波进行调整,故其大小也被约束在一定范围之内,经过仿真我们得出三角波进入差分放大器电阻与接入差分放大器的滑动变阻器之比为20:1.
4设计总图及元件列表调试
(1)设计总图。