正弦波函数信号发生器
vhdl语言正弦波信号发生器设计
AS正弦波信号发生器设计一、实验内容1.设计一正弦信号发生器，采用ROM进行一个周期数据存储，并通过地址发生器产生正弦信号。
（ROM：6位地址8位数据；要求使用两种方法：VHDL编程和LPM）2.正弦信号六位地址数据128，140，153，165，177，188，199，209，219，227，235，241，246，250，253，255，255，254，252，248，244，238，231,223，214，204，194，183，171，159，147，134，121，109,96,84,72,61,51,41,32,24，17,11,7, 3，1，0，0，2，5,9，1420,28,36,46,56,67,78,90,102,115,127。
二、实验原理正弦波信号发生器是由地址发生器和正弦波数据存储器ROM两块构成，输入为时钟脉冲，输出为8位二进制。
1．地址发生器的原理地址发生器实质上就是计数器，ROM的地址是6位数据，相当于64位循环计数器。
2.只读存储器ROM的设计(1)、VHDL编程的实现①基本原理：为每一个存储单元编写一个地址，只有地址指定的存储单元才能与公共的I/O相连，然后进行存储数据的读写操作。
②逻辑功能：地址信号的选择下，从指定存储单元中读取相应数据。
(2)、基于LPM宏功能模块的存储器的设计①LPM：Library of Parameterized Modules，可参数化的宏功能模块库。
②Quartus II提供了丰富的LPM库，这些LPM函数均基于Altera器件的结构做了优化处理。
③在实际的工程中，设计者可以根据实际电路的设计需要，选择LPM库中适当的模块，并为其设置参数，以满足设计的要求，从而在设计中十分方便的调用优秀的电子工程技术人员的硬件设计成果。
三、设计方案1.基于VHDL编程的设计在地址信号的选择下，从指定存储单元中读取相应数据系统框图如下:2.基于LPM宏功能模块的设计LPM宏功能具有丰富的由优秀的电子工程技术人员设计的硬件源代码可供调用，我们只需要调用其设计的模块并为其设计必要的参数即可。
什么是函数信号发生器,函数信号发生器的作用,函数信号发生器的工作原理
什么是函数信号发生器，函数信号发生器的作用，函数信号发生器的工作原理什么是函数信号发生器？函数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。
函数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。
函数信号发生器的工作原理：函数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。
它能够产生多种波形，如三角波、锯齿波、矩形波、正弦波，所以在生产实践和科技领域中有着广泛的应用。
函数信号发生器系统主要由主振级、主振输出调节电位器、电压放大器、输出衰减器、功率放大器、阻抗变换器和指示电压表构成。
当输入端输入小信号正弦波时，该信号分两路传输，一路完成整流倍压功能，提供工作电源;另一路进入一个反相器的输入端，完成信号放大功能。
该放大信号经后级的门电路处理，变换成方波后经输出，输出端为可调电阻。
函数信号发生器产生的各种波形曲线均可以用三角函数方程式来表示，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，都需要射频发射，这里的射频波就是载波，把音频、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。
函数信号发生器(三角波,梯形波,正弦波)
电子课程设计题目：函数信号发生器的设计学院：机械工程学院班级：测控技术与仪器071班作者：学号：指导教师：2010年7月7日摘要：该函数发生器采用AT89S51 单片机作为控制核心，外围采用数字/模拟转换电路（DAC0832）、运放电路（1458N）等。
电路采用AT89S51单片机和一片DAC0832数模转换器组成函数信号发生器，在单片机的输出端口接DAC0832进行DA转换，再通过运放进行波形调整，最后输出波形接在示波器上显示。
它具有价格低、性能高和在低频范围内稳定性好、操作方便、体积小、耗电少等特点。
由于采用了1458N运算放大器，使其电路更加具有较高的稳定性能，性能比高。
此电路清晰，出现故障容易查找错误，操作简单、方便。
本设计主要应用AT89S51作为控制核心。
硬件电路简单，软件功能完善，控制系统可靠，性价比较高等特点，具有一定的使用和参考价值。
关键词：AT89S51、DAC0832、波形调整【Abstract】： For special requirement the function generator usingAT89S51 microcontroller as the control, external analog / digital conversion circuit (DAC0832), op-amp circuit (1458C) and so on. AT89S51 microcontroller circuit and an integral function DAC0832 digital-signal generator, the microcontroller output port connected to DA converter DAC0832, and then wave through the op amp to adjust the final output connected to the oscilloscope waveform display. It has a low cost, high performance and low frequency range, good stability, easy operation, small size, low power consumption and so on. As a result of 1458G operational amplifier circuit to a more stable performance with high performance is high. The circuit clear, easy to find failure error, simple and convenient.The design of the main application AT89S51 as the control center. Simple hardware circuit, software, functional, and reliable control system, high cost performance characteristics, has some use and reference.Key words:AT89S51, DAC0832, waveform adjust目录1、设计概述1.1、设计任务----------------------------------4 1.2、方案选择与论证----------------------------41.3、系统设计框图------------------------------52、硬件电路设计--------------------------------53、软件系统设计3.1、阶梯波设计思想及流程图--------------------133.3、三角波和正弦波设计思想--------------------144、系统软件仿真4.1、protues仿真原理图------------------------154.2、仿真波形图--------------------------------165、课程设计心得体会---------------------------176、参考文献------------------------------------177、附录附录一：protel原理图----------------------------18 附录二：PCB图 ----------------------------------18 附录三：焊接后的电路板实物图---------------------19 附录四：实际电路板调试后发生阶梯波图-------------19附录五：实验源程序-------------------------------191.1设计任务与要求：1采用AT89S51及DAC0832设计函数信号发生器；2输出信号为正弦波或三角波或阶梯波；3输出信号频率为100Hz，幅度-5V—+5V可调；4必须具有信号输出及外接电源、公共地线接口，程序在线下载接口。
正弦波信号发生器实验报告
正弦波信号发生器实验报告
实验名称：正弦波信号发生器实验
实验目的：了解正弦波的基本属性，掌握正弦波信号的发生方法，对正弦波信号进行基本的测量和分析。
实验器材：函数发生器、示波器、万用表。
实验原理：正弦波（Sine Wave）是最常见的一种周期波形，其特点是正弦曲线的波形，具有完全的周期性和对称性。
在电路和信号处理系统中，正弦波信号非常常见，在很多实际应用中具有重要的作用。
函数发生器是一种能够产生各种各样波形的仪器，包括正弦波、方波、三角波等等。
而在产生正弦波信号的过程中，函数发生器利用一个内部的振荡器电路来产生振荡信号，再将其经过信号调制映射到正弦波的形式。
实验步骤：
1.将函数发生器的输出端口连接到示波器的输入端口，并将函数发生器的频率设定在1kHz左右。
2.打开示波器，选择一个适合的纵向和横向刻度，并将其垂直和水平方向校准至
合适位置，以显示正弦波的波形。
3.选择函数发生器的正弦波输出模式，调整幅度与频率，以获得所需的正弦波信号，可使用万用表对其进行精确测量。
实验结果：经过实验，我们成功产生了一路1kHz左右的正弦波信号，并使用示波器和万用表进行了基本的测量和分析，包括正弦波的频率、幅度、相位等基本特性。
实验结论：通过本次实验，我们深入了解了正弦波的特性及用途，掌握了正弦波信号发生器的基本使用方法，熟悉了正弦波信号的测量和分析方法，并在实践中获得了相应的实验数据。
这些知识和经验对我们今后的学习和工作将有非常重要的作用。
信号发生器算法原理
信号发生器算法原理1.信号生成算法正弦波的生成算法是比较简单的，通常使用正弦函数来计算每个时间点的波形值。
假设要生成一个频率为f的正弦波信号，其数学表达式为：\[y(t) = A \cdot sin(2\pi f t + \phi) \]其中，A为幅度，f为频率，t为时间，φ为相位。
通过不断更新t的数值，就可以生成连续的正弦波信号。
方波、三角波和锯齿波的生成算法则相对复杂一些。
以方波为例，其数学表达式为：\[ y(t) = \begin{cases} 1, & \text{if }\sin(2\pi ft + \phi) \geq 0 \\ -1, & \text{if }\sin(2\pi ft + \phi) < 0 \end{cases} \]通过计算的方式来确定每个时间点的波形值，从而实现方波信号的生成。
除了基本波形外，信号发生器还可以通过参数调节、混合、调制等方式产生更复杂的信号波形。
这些算法会结合数学模型和信号处理技术来实现信号的生成。
2.信号输出算法信号生成算法生成了所需类型的信号波形后，还需要将波形转换成模拟信号输出给外部设备。
这一过程需要通过数字信号处理技术来完成。
在信号输出算法中，首先需要将生成的数字信号通过数模转换器转换成模拟信号。
数模转换器会根据设定的采样率将数字信号转换成连续的模拟信号，并输出给外部设备。
采样率的选择会影响信号的准确性和精度，通常会选择足够高的采样率来保证信号质量。
另外，信号输出算法可能还会涉及到信号调制、滤波等技术。
比如，如果需要产生带调制的信号，就需要将基础信号与调制信号相乘，得到最终的调制信号。
而滤波技术可以用来去除不必要的高频噪声，保证信号的纯净性。
总体来说，信号发生器的算法原理是通过信号生成算法生成所需的信号波形，并通过信号输出算法将数字信号转换成模拟信号输出给外部设备。
这一过程涉及到信号处理、数学模型和数字信号处理等多个方面，是一种综合性技术。
正弦波信号发生器设计(课设)
课程设计I(论文)说明书(正弦波信号发生器设计)2010年1月19日摘要正弦波是通过信号发生器，产生正弦信号得到的波形，方波是通过对原信号进行整形得到的波形。
本文主要介绍了基于op07和555芯片的正弦波-方波函数发生器。
以op07和555定时器构成正弦波和方波的发生系统。
Op07放大器可以用于设计正弦信号，而正弦波可以通过555定时器构成的斯密特触发器整形后产生方波信号。
正弦波方波可以通过示波器检验所产生的信号。
测量其波形的幅度和频率观察是否达到要求，观察波形是否失真。
关键词：正弦波方波 op07 555定时器目录引言 (2)1 发生器系统设计 (2)1.1系统设计目标 (2)1.2 总体设计 (2)1.3具体参数设计 (4)2 发生器系统的仿真论证 (4)3 系统硬件的制作 (4)4 系统调试 (5)5 结论 (5)参考文献 (6)附录 (7)1引言正弦波和方波是在教学中经常遇到的两种波形。
本文简单介绍正弦波和方波产生的一种方式。
在这种方式中具体包含信号发生器的设计、系统的论证、硬件的制作，发生器系统的调制。
1、发生器系统的设计1.1发生器系统的设计目标设计正弦波和方波发生器，性能指标要求如下：1）频率范围100Hz-1KHz ；2）输出电压p p V ->1V ；3）波形特性：非线性失真~γ<5%。
1.2总体设计（1）正弦波设计：正弦波振荡电路由基本放大电路、反馈网络、选频网络组成。
2图1.1正弦波振荡电路产生的条件是要满足振幅平衡和相位平衡，即AF=1；φa+φb=±2nπ；A=X。
/Xid; F=Xf/X。
；正弦波振荡电路必须有基本放大电路，本设计以op07芯片作为其基本放大电路。
基本放大电路的输出和基本放大电路的负极连接电阻作为反馈网络。
反馈网络中两个反向二极管起到稳压的作用。
振荡电路的振荡频率f0是由相位平衡条件决定的。
一个振荡电路只在一个频率下满足相位平衡条件，这要求AF环路中包含一个具有选频特性的选频网络。
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。
正弦信号发生器原理
正弦信号发生器原理
正弦信号发生器主要由振荡电路、放大电路和输出电路三部分组成。
振荡电路是实现正弦信号的关键部分，通过在电路中引入反馈机制，产生自激振荡。
其中，通常采用的是RC振荡电路或LC振荡电路。
在RC振荡电路中，通过调节电容和电阻的数值，可以调整正弦信号的频率。
而在LC振荡电路中，则通过调节电感和电容的数值来控制频率。
振荡电路输出的信号较小，需要经过放大电路进行放大。
放大电路通常采用集成运算放大器（OP-AMP）作为基础组件，通过调整电阻、电容的数值和配置方式，可以进一步增大振荡电路输出的信号幅度。
最后，正弦信号经过输出电路进行整形，使其具有合适的输出特性。
输出电路中通常包括滤波电路，用来去除掉信号中的高频杂散成分，以及输出阻抗匹配电路，使其能够与外部设备连接。
总结起来，正弦信号发生器通过振荡电路产生基准信号，经过放大电路增大信号幅度，最后经过输出电路整形并输出。
通过调节振荡电路的参数，可以得到不同频率的正弦信号。
信号发生器的分类
信号发生器的分类信号发生器也称信号源，是用来产生振荡信号的一种仪器，为使用者提供需要的稳定、可信的参考信号，并且信号的特征参数完全可控。
所谓可控信号特征，主要是指输出信号的频率、幅度、波形、占空比、调制形式等参数都可以人为地控制设定。
信号发生器的分类1、正弦信号发生器正弦信号主要用于测量电路和系统的频率特性、非线性失真、增益及灵敏度等。
按频率覆盖范围分为低频信号发生器、高频信号发生器和微波信号发生器；按输出电平可调节范围和稳定度分为简易信号发生器（即信号源）、标准信号发生器（输出功率能准确地衰减到-100分贝毫瓦以下）和功率信号发生器（输出功率达数十毫瓦以上）；按频率改变的方式分为调谐式信号发生器、扫频式信号发生器、程控式信号发生器和频率合成式信号发生器等。
2、低频信号发生器包括音频（200～20000赫）和视频（1赫～10兆赫）范围的正弦波发生器。
主振级一般用RC式振荡器，也可用差频振荡器。
为便于测试系统的频率特性，要求输出幅频特性平和波形失真小。
3、高频信号发生器频率为100千赫～30兆赫的高频、30～300兆赫的甚高频信号发生器，一般采用LC调谐式振荡器，频率可由调谐电容器的度盘刻度读出，主要用途是测量各种接收机的技术指标，输出信号可用内部或外加的低频正弦信号调幅或调频，使输出载频电压能够衰减到1微伏以下，高频信号发生器的输出信号电平能准确读数，所加的调幅度或频偏也能用电表读出。
此外，仪器还有防止信号泄漏的良好屏蔽。
4、微波信号发生器从分米波直到毫米波波段的信号发生器，信号通常由带分布参数谐振腔的超高频三极管和反射速调管产生，但有逐渐被微波晶体管、场效应管和耿氏二极管等固体器件取代的趋势，仪器一般靠机械调谐腔体来改变频率，每台可覆盖一个倍频程左右，由腔体耦合出的信号功率一般可达10毫瓦以上，简易信号源只要求能加1000赫方波调幅，而标准信号发生器则能将输出基准电平调节到1毫瓦，再从后随衰减器读出信号电平的分贝毫瓦值；还必须有内部或外加矩形脉冲调幅，以便测试雷达等接收机。
信号发生器的分类
信号发生器的分类信号发生器是一种用于产生特定频率、幅度和波形的电信号的仪器。
根据不同的应用场景和信号特性，信号发生器可以分为多种类型。
下面将介绍几种常见的信号发生器分类。
一、基本信号发生器基本信号发生器是最简单的一类信号发生器，主要用于产生常规的波形信号，如正弦波、方波、三角波等。
它通常具有固定的频率范围和可调节的幅度。
基本信号发生器常用于电子实验、通信系统测试等领域。
二、函数信号发生器函数信号发生器是一种能够产生多种复杂波形的信号发生器。
它具有丰富的波形选择，如任意波形、噪声信号、脉冲信号等。
函数信号发生器通常具有更高的频率范围和更精确的频率调节能力，适用于高精度测量和频率特性测试。
三、微波信号发生器微波信号发生器是一种专门用于产生微波频率信号的仪器。
微波信号发生器具有更高的频率范围，通常在几百兆赫兹至数十千兆赫兹之间。
它适用于射频通信、雷达系统、卫星通信等高频领域。
四、脉冲信号发生器脉冲信号发生器是一种专门用于产生脉冲信号的仪器。
它可以产生具有不同脉宽、占空比和重复频率的脉冲信号，用于模拟数字电路、计数器、触发器等应用。
脉冲信号发生器通常具有快速上升和下降时间，以确保脉冲信号的准确性和稳定性。
五、音频信号发生器音频信号发生器是一种用于产生音频频率信号的仪器。
它通常用于音频设备测试、音频系统校准和声学研究等领域。
音频信号发生器可以产生不同频率、振幅和相位的音频信号，用于测试音响设备的频率响应、失真等参数。
六、视频信号发生器视频信号发生器是一种用于产生视频信号的仪器。
它可以产生不同标准（如PAL、NTSC、SECAM）的视频信号，并具有丰富的测试模式，如彩条、灰度图、色阶等。
视频信号发生器通常用于电视、监视系统、视频设备测试等领域。
以上是几种常见的信号发生器分类，每种类型的信号发生器都有自己特定的应用领域和功能特点。
在实际应用中，根据需要选择合适的信号发生器可以提高工作效率和测试精度。
随着科技的不断进步，信号发生器的功能和性能也在不断提升，为各行各业的研发和测试工作提供了更多可能性。
函数信号发生器工作原理
函数信号发生器工作原理函数信号发生器是一种可以产生不同形式的波形信号的电子设备。
它通常用于测试电路或设备的响应，及验证系统的可靠性和性能。
本文将介绍函数信号发生器的工作原理及其基本组成。
1、函数信号发生器的基本原理函数信号发生器使用内部电路产生信号波形，这些波形可以是正弦波、方波、三角波等，也可以是随时间变化的任意模拟波形信号，称为任意波形（Arbitrary Waveform）。
任意波形信号可以通过数字信号处理器（DSP）和相应的算法产生，可以控制其幅值、频率、相位、周期等参数，与旋钮手动调节产生的波形相比，任意波形信号更具有可重复性和精度。
任意波形成为了近年来函数信号发生器的重要特点之一。
函数信号发生器的工作原理基于模拟电路和数字技术的结合。
如下图所示，函数信号发生器的主要部件包括信号发生器主控板、波形发生控制板、数字信号处理器（DSP）和高精度数字模拟转换器（DAC）等。
其中波形发生控制板控制信号发生器主控板的输出电压幅值、频率、相位等参数，主控板再将这些参数转换成数字信号通过DSP和DAC产生电压波形输出到信号输出端。
2、函数信号发生器的基本组成（1）信号发生器主控板信号发生器主控板是函数信号发生器的核心控制板，它负责启动、控制和调节函数信号发生器的各种功能。
主控板内包含高速时钟电路、微控制器、输出放大器等部件，通过接收波形控制板发来的指令从而产生需要的波形输出并控制其电压幅值、频率、相位等参数。
（2）波形发生控制板波形发生控制板负责产生波形控制信号，这些信号包括电压幅值、频率、相位等参数。
它和信号发生器主控板通过数字接口连接，主控板根据波形控制板的指令产生相应的波形信号输出。
（3）数字信号处理器（DSP）数字信号处理器（DSP）是函数信号发生器中的重要部件，它用于实现任意波形信号的产生和输出。
DSP通过高精度滤波器将输入的数字信号处理成需要的波形信号，再将这些信号通过DAC转换成模拟信号输出到信号输出端。
方波——三角波——正弦波函数信号发生器
目录1 函数发生器的总方案及原理框图 (1)1.1 电路设计原理框图 (1)1.2 电路设计方案设计 (1)2设计的目的及任务 (2)2.1 课程设计的目的 (2)2.2 课程设计的任务与要求 (2)2.3 课程设计的技术指标 (2)3 各部分电路设计 (3)3.1 方波发生电路的工作原理 (3)3.2 方波---三角波转换电路的工作原理 (3)3.3 三角波---正弦波转换电路的工作原理 (6)3.4电路的参数选择及计算 (8)3.5 总电路图 (10)4 电路仿真 (11)4.1 方波---三角波发生电路的仿真 (11)4.2 三角波---正弦波转换电路的仿真 (12)5电路的安装与调试 (13)5.1 方波---三角波发生电路的安装与调试 (13)5.2 三角波---正弦波转换电路的安装与调试 (13)5.3 总电路的安装与调试 (13)5.4 电路安装与调试中遇到的问题及分析解决方法 (13)6电路的实验结果 (14)6.1 方波---三角波发生电路的实验结果 (14)6.2 三角波---正弦波转换电路的实验结果 (14)6.3 实测电路波形、误差分析及改进方法 (15)7 实验总结 (17)8 仪器仪表明细清单 (18)9 参考文献 (19)1．函数发生器总方案及原理框图1.1 原理框图1.2 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。
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)。
为进一步掌握电路的基本理论及实验调试技术，本课题采用由集成运算放大器与晶体管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。
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。
正弦波信号发生器的原理及制作
正弦波信号发生器的原理及制作
1．电路图和PCB的设计
正弦波信号发生器电路原理图如上图所示，下图是为其配套的电源电路。
整个电路可以在面包板上焊接而成，也可自制PCB图，效果会更佳。
2．电路工作原理和元器件的选择
由上图可见，正弦波信号发生器电路由两级构成。
第一级是一个RC文氏桥振荡器，通过双刀四掷波段开关ZK切换电容进行信号频率的粗调，每挡的频率相差10倍。
通过双连电位器RP1进行信号频率的细调，在该挡频率范围内频率连续可调。
RP2是一个多圈电位器，调节它可以改善波形失真。
若将R4改成阻值为3K的电阻，则调节RP2时，可以明显看出RC文氏桥电路的起振条件和对波形失真的改善过程。
电路的第二级是一个反向比例放大器，调节单连电位器RP3可以改变输出信号的幅度，本级的电压放大倍数最大为5倍，最小为零倍，调节RP3可以明显看到正弦波信号从无到有直至幅度逐渐增大的情况。
当然这级电路若采用同向比。
正弦波发生器实验报告
正弦波发生器实验报告正弦波发生器实验报告一、引言正弦波发生器是电子实验中常用的一种信号发生器，用于产生稳定的正弦波信号。
在本实验中，我们将通过搭建一个简单的正弦波发生器电路，来探究其工作原理和性能。
二、实验目的1. 了解正弦波发生器的基本原理；2. 掌握正弦波发生器的搭建方法；3. 分析正弦波发生器的输出特性。
三、实验器材与原理本实验所需器材有：函数发生器、示波器、电阻、电容、集成电路等。
正弦波发生器的基本原理是利用反馈电路使放大器的输出信号与输入信号具有相同的幅度和相位，从而实现正弦波的产生。
四、实验步骤1. 搭建正弦波发生器电路：将函数发生器的输出信号接入放大器的输入端，通过反馈电路将放大器的输出信号再次输入到放大器的输入端，形成闭环反馈；2. 调节函数发生器的频率和幅度，观察放大器输出信号的变化；3. 使用示波器测量放大器输出信号的频率和幅度，并记录数据；4. 改变电路中的电阻和电容数值，观察输出信号的变化，并记录数据；5. 分析实验结果，总结正弦波发生器的性能。
五、实验结果与分析通过实验观察和测量，我们得到了一系列正弦波信号的输出结果。
实验中我们发现，正弦波发生器的输出频率与函数发生器的输入频率基本一致，但是幅度会有一定的衰减。
这是因为反馈电路中的电阻和电容会引入一定的阻尼，导致输出信号的幅度减小。
在改变电路中的电阻和电容数值时，我们发现输出信号的频率和幅度也会相应改变。
增加电容的数值会使输出信号的频率降低，而增加电阻的数值会使输出信号的幅度降低。
这是因为电容和电阻对信号的传递和衰减起到了重要作用。
六、实验总结通过本次实验，我们了解了正弦波发生器的基本原理和搭建方法。
实验结果表明，正弦波发生器可以产生稳定的正弦波信号，但是在输出过程中会有一定的衰减。
同时，电路中的电阻和电容数值的改变也会对输出信号的频率和幅度产生影响。
在实际应用中，正弦波发生器广泛用于各种电子设备和实验中，如音频设备、通信设备等。
函数信号发生器课程设计之正弦波
函数信号发生器课程设计之正弦波华北科技学院《模拟电子技术》课程设计目录一、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 (8)4.3 正弦波产生电路 (10)五、总电路图 (14)六、波形仿真结果 (14)6.1 矩形波仿真结果 (14)6.2 三角波仿真结果 (15)6.3 正弦波仿真结果 (16)6.4 三种波形同时仿真结果 (17)七、PCB版制作与调试 (17)结论 (19)总结与体会 (20)致谢 (20)附录1 元件清单 (21)附录2 参考文献 (22)1华北科技学院《模拟电子技术》课程设计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；2华北科技学院《模拟电子技术》课程设计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。
方波_三角波_正弦波_锯齿波发生器
电子工程设计报告目录设计要求1．前言 (2)2方波、三角波、正弦波发生器方案 (3)2.1原理框图 (3)3．各组成部分的工作原理 (4)3.1 方波发生电路的工作原理 (4)3.2 方波--三角波转换电路的工作原理 (5)3.3三角波--正弦波转换电路的工作原理 (7)3.4 方波—锯齿波转换电路的工作原理 (8)3.5总电路图 (9)方波—三角波—正弦波函数信号发生器摘要波形函数信号发生器广泛地应用于各场所。
函数信号发生器应用范围：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。
除供通信、仪表和自动控制系统测试用外，还广泛用于其他非电测量领域，而我设计的正是多种波形发生器。
设计了多种波形发生器，该发生器通过将滞回电压比较器的输出信号通过RC电路反馈到输入端，即可组成矩形波信号发生器。
然后经过积分电路产生三角波，三角波通过低通滤波电路来实现正弦波的输出。
其优点是制作成本低，电路简单，使用方便，频率和幅值可调，具有实际的应用价值。
函数（波形）信号发生器。
能产生某些特定的周期性时间函数波形（正弦波、方波、三角波、锯齿波和脉冲波等）信号，频率范围可从几个微赫到几十兆赫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而因此电子专业的学生，对函数信号发生器的设计，仿真，制作已成为最基本的一种技能，也是一个很好的锻炼机会，是一种综合能力的锻炼，它涉及基本的电路原理知识，仿真软件的使用，以及电路的搭建，既考验基础知识的掌握，又锻练动手能力。
关键词：振荡电路；电压比较器；积分电路；低通滤波电路设计要求1．设计、组装、调试方波、三角波、正弦波发生器。
2．输出波形：方波、三角波、正弦波；锯齿波3．频率范围：在0.02－20KHz范围内且连续可调；1．前言在人们认识自然、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、快速的选用不同特征的信号源成了现代测量技术值得深入研究的课题。
正弦波信号发生器的基本概念
1. 正弦波自激振荡的基本原理
.
.
Xid
放大环节 A· Xo
.
Xf 正反馈网络 入Xid
工作原理 放大环节 A·
. ..
输出Xo= AXid
. ..
反馈Xf=FXo
正反馈网络 F· 正反馈
如果X. f=X. id
可在输出端继续维持原有的输出信号
.
输入Xid
如果X. f=X. id
. ..
反馈Xf=FXo 由· 及
放大环节 A·
. ..
输出Xo= AXid
正反馈网络 F·
·.
. ··
··
知电路产生自激振荡的平衡条件为
··
式 ·· 中
· ·
上式可分解为 a. 幅度平衡条件
b. 相位平衡条件
.
.
Xid 放大环节 A· Xo
平衡条件讨论
.
Xf 正反馈网络 F·
a. 相位平衡条件
一个振荡器，只在振荡频率f0时满足相位平衡条件。
在电路中应包含选频网络
.
.
Xid 放大环节 A· Xo
.
Xf 正反馈网络 F· b. 幅度平衡条件
若 ,则电路减幅振荡，最后停止振荡。
若 ，电路增幅振荡。
AF=1是维持等幅振荡的唯一条件
2．振荡的建立与稳定 A·F·=1只能维持振荡，但不能建立振荡。
振荡电路的起振条件：
AF > 1
A·F·> 1
A·F·> 1 输出幅值越来越大，最后出现非线性失真。
放大电路中还应包含稳幅环节
自激振荡电路的起振过程
函数信号发生器设计(三角波、方波、正弦波发生器)
基于AT89C51的函数信号发生器设计设计团队：郭栋、陈磊、集炜、査荣杰指导老师：程立新2011-11-13目录1、概述 (3)2、技术性能指标 (3)2.1、设计内容及技术要求 (3)3、方案的选择 (3)3.1、方案一 (4)3.2、方案二 (6)3.3、方案三 (6)4、单元电路设计 (6)4.1、正弦波产生电路 (6)4.2、方波产生电路 (8)4.3、矩形波产生锯齿波电路 (99)5、总电路图 (10)6、波形仿真结果 (1010)6.1正弦波仿真结果 (10)6.2矩形波仿真结果 (11)6.3锯齿波仿真结果 (11)7、PCB版制作与调试 (12)8、元件清单 (134)结论 (14)总结与体会 (14)参考文献 (15)函数信号发生器1、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。
2、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10Hz——10KHz；3、输出信号幅值：正弦波3V，矩形波10V，锯齿波4V；4、输出矩形波占空比50%-95%可调，矩形波斜率可调。
5、信号发生器用220V/50Hz的工频交流电供电；6、电源：220V/50Hz的工频交流电供电。
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PCB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3、方案的选择根据实验任务的要求，对信号产生部分可采用多种方案：如模拟电路实现方案，数字电路实现方案，模数结合实现方案等。
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因为运放输出级由PNP型与NPN型两种晶体管组成复合互补对称电路，输出方波时，两管轮流截止与饱和导通，导通时受输出电阻的影响，使方波输出值小于电源电压值，故方波输出电压Up-p≤2Vcc。方波的上升时间tr主要受运算放大器转换速率的限制。
弦波电路图
三角波发生电路在产生方波之后，利用此波形输入到一个积分电路便可输出一个三角波。由于三角波信号是电容的充放电过程形成的指数形式，所以线性度较差，为了能得到线性度较好的三角波，可以将运放和几个电阻，电容构成积分电路。正弦波发生电路
利用差分放大器传输特曲线的非线性，将三角波信号转化成正弦波信号。其传输特性曲线越对称，线性区越窄越好，三角波的幅值Ｕpp应正好使晶体管接近饱和区和截止去。
>Ucc/3
不变
不变
1
<2Ucc/3
<Ucc/3
1
截止
2、单稳态触发器4017
图4—24 CD4017工作原理及应用电路图
十进制计数／分频器CD4017，其内部由计数器及译码器两部分组成，由译码输出实现对脉冲信号的分配，整个输出时序就是O0、O1、O2、…、O9依次出现与时钟同步的高电平，宽度等于时钟周期。
图5—22 积分电路图
六、
序号
名称
单位
数量
序号
名称
单位
数量
1
电阻72K
个
2
8
电容10uF
个
1
2
电阻5K
个
2
9
电容104
个
2
3
电阻10K
个
6
10
电容4.7uF
个
1
4
电阻330
个
1
11
IN4001
个
2
5
电位器502
个
1
12
芯片4017
片
1
6
IC座8P
片
3
13
芯片555
片
1
7
IC座16P
片
1
14
芯片358
[3]梁宗善. 电子技术基础课程设计[M]. 武汉：华中理工大学出版社
[4]张玉璞，李庆常. 电子技术课程设计[M]. 北京：北京理工大学出版社
[5]薛鹏骞，梁秀荣. 电子设计自动化技术实用教程[M]. 北京：中国矿业大学出版社
在设计中遇到了一些实际困难，通过本人及同组同学多次查找参考资料，以及同学之间的仔细交流，终于豁然开朗；通过这次设计不仅巩固了本专业的知识，加深了对课本知识的理解，为本人在这一学期所学专业知识做了一个系统的总结。
八、
[1]彭介华.电子技术课程设计指导[M].北京：高等教育出版社
[2]孙梅生，李美莺，徐振英. 电子技术基础课程设计[M]. 北京：高等教育出版社
片
2
七、
本课题根据设计中要实现的功能，经过自己认真地分析、实践，确立方案，书写文档，设计出电路，在设计过程中翻阅了资料，通过对所得的各种资料的综合分析，总结出自己需要的信息，从而提高自己的分析能力；通过对主要技术指标的分析，认真体会了设计时的各项技术；通过对设计时出现的各种问题的分析与解决，独立分析，进行设计；通过对电路设计中的某些问题的较为深入的探索，培养了自己的设计能力；通过设计论文的书写，文字表达能力和对工作的认真态度。
(b) 控制输出信号的波形;
(c) 测量输出的频率或测量外部输入的频率并显示;
(d) 测量输出信号的幅度并显示;
(e) 控制输出单次脉冲。
查找其他资料知：在正弦波发生器中比较器与积分器组成正反馈闭环电路，方波、三角波同时输出。电位器与要事先调整到设定值，否则电路可能会不起振。只要接线正确，接通电源后便可输出方波、三角波。微调Rp1，使三角波的输出幅度满足设计要求，调节Rp2，则输出频率在对应波段内连续可变。
采用由集成运算放大器与晶体管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。并采用先产生方波—三角波，再将三角波变换成正弦波的电路设计方法：
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。设计差分放大器时，传输特性曲线要对称、线性区要窄，输入的三角波的的幅度Um应正好使晶体管接近饱和区或截止区。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。
图4—22 555定时器原理
定时器的功能主要取决于比较器,比较器A、B的输出控制着RS触发器和三级管sw的状态,4号管脚(Rd)为复位端.当Rd=0时,输出Uo=0,sw管饱和导通.此时其他输入端状态对电路清0状态无影响。正常工作时，应将Rd接高电平。
像上面所说的那样, 当控制电压输入端5脚悬空时，比较器A、B的基准电压分别为2Ucc/3，和Ucc/3。如果5脚ui外接固定电压，则比较器A、B的基准电压为Ui和Ui/2。
由图5可知，若5脚悬空，当ui6<2Ucc/3，ui2<Ucc/3时，比较器A、B分别输出高电平和低电平，即R=1，S=0，使基本RS触发器置1，放电三极管截止，输出u0=1。
当ui6<2Ucc/3，ui2>3Ucc时，比较器C1输出低电平，比较器C2输出高电平，即R=1，S=1。 RS触发器维持原状态，使u0输出保持不变。
二、
方案
采用分立器件实现电路组成，主要的部件有双运放358运算放大器、电压比较器、积分运算电路、差分放大电路、选择开关、电位器和一些电容、电阻组成。该方案由三级单元电路组成的，第一级单元可以产生方波，第二级可以产生三角波，第三级可以产生正弦波，通过第二级的选择开关可以实现频率波段的转换，通过对差分放大电路部分元器件的调节来改善正弦波产生的波形。4017这类单片硅集成电路器件提供输出短路保护和闭锁自由运作，可以方便的输出精度较高的方波、三角波、正弦波，且可以通过调节差分放大电路的各个参数调节正弦波的失真。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，可将频率很低的三角波变换成正弦波。
图4—21积分电路
1、555定时器
如图为555等效功能框图中包含两个COMS电压比较器A和B，一个RS触发器，一个反相器，一个P沟道MOS场效应管构成的放电开关SW，三个阻值相等的分压电阻网络，以及输出缓冲级。三个电阻组成的分压网络为上比较器A和下比较器B分别提供2Vcc/3和1Vcc/3的偏置电压。
图4—25 CD4017引脚图
2．CD4017级连后可以顺序输出24个高电平，同上理可组合出各种不同的发光方式，见图3，可使6串彩灯向右流水发光，再向左流水发光，中心向两边散开后再向中心靠拢发光，1、3、5、2、4、6串间隔发光等等
3.LM358 内部包括有两个独立的、高增益、内部频率补偿的双运算放大器，适合于电源电压范围很宽的单电源使用，也适用于双电源工作模式，在推荐的工作条件下，电源电流与电源电压无关。它的使用范围包括传感放大器、直流增益模块和其他所有可用单电源供电的使用运算放大器的场合。
图4—26LM358引脚图
电位计(potentiometer)或称(电压计)，也称为“pots”或可变电阻器，通常被制造成不管使用多久均能维持原有的特性，若当位置传感器使用，电位计可以是直线或旋转式位置传感器。电位计输出一个电压值，其正比于沿着可变电阻器之滑动器的位置。因为温度变化、磨耗及滑动器与可变电阻器之间的污垢均会造成电阻变化，影响电位计的精度，因此，电位计有太低的准确度。由于材料的发展，特别是在导电性塑料，使得电位计在使用很长时间后仍可以维持原有特性，同时也改进它们的性能。
三、
1. 掌握函数信号发生器工作原理。
2. 熟悉集成运放的使用。
要求
1. 用集成运放组成正弦波、方波和三角波发生器。
2. 幅值和频率自定义。
3. 正弦波、方波和三角波的幅值、频率可调。
4. 输出频率范围：20HZ~20KHZ
5. 输出电压幅度：UPP>6V
四、
4.1设计内容
图4—11 函数信号发生器原理图
(a) 信号发生器系统主要由下面几个部分组成：主振级、主振输出调节电位器、电压放大器、输出衰减器、功率放大器、阻抗变换器(输出变压器)和指示电压表。
(b) 工作模式：当输入端输入小信号正弦波时，该信号分两路传输，其一路径回路，完成整流倍压功能，提供工作电源;另一路径电容耦合，进入一个反相器的输入端，完成信号放大功能。该放大信号经后级的门电路处理，变换成方波后经输出。输出端为可调电阻。
CD4017有10个输出端（O0～O9）和1个进位输出端～O5-9。每输入10个计数脉冲，～O5-9就可得到1个进位正脉冲，该进位输出信号可作为下一级的时钟信号。CD4017有3个输（MR、CP0和~CP1），MR为清零端，当在MR端上加高电平或正脉冲时其输出O0为高电平，其余输出端（O1～O9）均为低电平。CP0和～CPl是2个时钟输入端，若要用上升沿来计数，则信号由CP0端输入；若要用下降沿来计数，则信号由～CPl端输入。设置2个时钟输入端，级联时比较方便，可驱动更多二极管发光。由此可见，当CD4017有连续脉冲输入时，其对应的输出端依次变为高电平状态，故可直接用作顺序脉冲发生器。
当ui6>2Ucc/3，ui2<Ucc/3，比较器C1、C2均输出低电平，即R=0，S=0。这种情况对于基本RS触发器属于禁止状态。
综上分析，可得555定时器功能表如表1所示。
表4—23 555定时功能表
输入 输出
Rd
Ui6
Ui2
U0
T状态
0
x
x
0
导通
1
>2Ucc/3
>Ucc/3
0
导通