函数信号发生器设计方案
函数信号发生器的设计说明
函数信号发生器的设计说明设计说明：函数信号发生器一、引言二、设计目标1.实现多种基础波形的产生，包括正弦波、方波、三角波、锯齿波等。
2.实现复杂信号的产生，如脉冲信号、调频信号、调幅信号等。
3.提供可调节的信号频率、幅度、相位等参数。
4.具备高稳定性和低失真度的特点。
三、系统架构系统主要由以下模块组成：1.控制模块：负责接收输入的指令、参数，并对其他模块进行控制。
2.信号生成模块：负责产生各种类型的基础波形信号和复杂信号。
3.波形控制模块：负责对生成的信号进行频率、幅度、相位等参数的调节和控制。
4.输出模块：负责将生成的信号输出到外部设备。
四、关键技术1.时钟模块：使用高精度稳定的时钟源来提供基准时钟信号，用于信号的定时和同步。
2.数字信号处理芯片：通过运算、变换等算法实现各种基础波形信号的产生，可以实时调节频率、幅度等参数。
3.数字模拟转换模块：将数字信号转换为模拟信号，并输出到外部设备。
4.软件算法：基于不同的波形类型，设计相应的算法来生成信号，并实现参数的实时调节。
五、设计流程1.确定系统的整体架构和功能模块划分。
2.根据每个模块的功能需求和接口特点，选择合适的硬件和软件实现方案。
3.实现控制模块，包括指令的解析、参数的读取和传递等。
4.实现信号生成模块，根据不同的波形类型和参数要求，设计相应的算法实现信号的产生。
5.实现波形控制模块，设计参数的调整和控制界面，并与信号生成模块进行交互。
6.实现输出模块，将产生的信号转换为模拟信号，并输出到外部设备。
7.进行系统整体调试和测试，确保各个功能模块正常工作。
8.优化系统性能和稳定性，提高波形的准确度和控制精度。
六、预期效果本设计实现的函数信号发生器具备以下优势：1.具备多种基础波形和复杂信号的产生功能，可满足不同场合的需求。
2.通过软件算法，实现参数的实时调节和控制，提供灵活的操作界面。
3.采用高精度时钟源和数字信号处理芯片，保证信号的稳定性和精确度。
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。
函数信号发生器设计方案
函数信号发生器设计方案函数信号发生器是一种能够产生各种类型的电信号的测试设备。
它广泛应用于电子和通信领域的研发和生产过程中，用于测试电路的各种性能参数。
为了设计一个高性能、高精度的函数信号发生器，我们可以采取以下方案。
首先，选择合适的信号发生器芯片。
常用的信号发生器芯片有DDS（直接数字合成）芯片和信号调制芯片。
DDS芯片具有数字处理能力强、干扰小的优点，可以产生高精度、宽频带的各种信号波形。
信号调制芯片则可以实现各种调制方式，如AM、FM、PM等。
根据需要，我们可以选择适合的芯片。
其次，设计合理的电路结构。
函数信号发生器的电路结构一般包括时钟发生电路、数字信号处理电路和模拟输出电路。
时钟发生电路用于产生高精度的时钟信号，为后续的数字信号处理提供基准。
数字信号处理电路利用DDS芯片或信号调制芯片产生各种类型的信号波形，并对波形进行加工、调制等。
模拟输出电路将数字信号转换为模拟信号，用于输出到被测设备。
接下来，需要设计合适的控制界面。
函数信号发生器通常配备有操作面板和显示屏，用于用户对信号发生器进行设置和监控。
操作面板需要设计合理的按键和旋钮，方便用户操作。
显示屏可以显示当前的设置参数和输出波形，保证用户对信号的监测。
此外，为了提高信号发生器的性能，我们可以考虑增加一些附加功能。
例如，可以增加RS232、USB等接口，实现信号发生器与计算机之间的数据交互，方便用户对信号发生器进行远程控制和数据采集。
还可以增加自动测试功能，根据用户设定的测试要求，自动产生相应的信号波形并进行测试。
最后，需要进行严格的测试和调试。
在设计完成后，需要对整个信号发生器进行严格的测试和调试，确保各个模块之间正常工作，信号的输出符合要求。
可以利用示波器、频谱仪等测试仪器对信号进行检测和分析，校准信号发生器的性能参数。
综上所述，设计一个高性能、高精度的函数信号发生器，需要选择合适的芯片、设计合理的电路结构和控制界面、增加附加功能，并进行严格的测试和调试。
函数信号发生器设计方案
函数信号发生器设计方案设计一个函数信号发生器需要考虑的主要方面包括信号的类型、频率范围、精度、输出接口等等。
下面是一个关于函数信号发生器的设计方案，包括硬件和软件两个方面的考虑。
硬件设计方案：1.信号类型：确定需要的信号类型，如正弦波、方波、三角波、锯齿波等等。
可以根据需求选择合适的集成电路或FPGA来实现不同类型的信号生成。
2.频率范围：确定信号的频率范围，例如从几Hz到几十MHz不等。
根据频率范围选择合适的振荡器、计数器等电路元件。
3.精度：考虑信号的精度要求，如频率精度、相位精度等。
可以通过使用高精度的时钟源和自动频率校准电路来提高精度。
4.波形质量：确定信号的波形质量要求，如波形畸变、谐波失真等。
可以使用滤波电路、反馈电路等技术来改善波形质量。
5.输出接口：确定信号的输出接口，如BNC接口、USB接口等，并考虑电平范围和阻抗匹配等因素。
软件设计方案：1.控制界面：设计一个易于操作的控制界面，可以使用按钮、旋钮、触摸屏等各种方式来实现用户与信号发生器的交互。
2.参数设置：提供参数设置功能，用户可以设置信号的频率、幅度、相位等参数。
可以通过编程方式实现参数设置，并通过显示屏或LED等方式来显示当前参数值。
3.波形生成算法：根据用户设置的参数，设计相应的波形生成算法。
对于简单的波形如正弦波可以使用数学函数来计算，对于复杂的波形如任意波形可以使用插值算法生成。
4.存储功能：可以提供存储和读取波形的功能，这样用户可以保存和加载自定义的波形。
存储可以通过内置存储器或外部存储设备实现，如SD卡、U盘等。
5.触发功能：提供触发功能，可以触发信号的起始和停止，以实现更精确的信号控制。
总结：函数信号发生器是现代电子测量和实验中常用的仪器，可以产生各种不同的信号类型，提供灵活的信号控制和生成能力。
在设计过程中，需要综合考虑信号类型、频率范围、精度、波形质量、输出接口等硬件方面的因素，以及控制界面、参数设置、波形生成、存储和触发等软件方面的功能。
函数信号发生器的设计
折线法是一种使用最为普遍、实现也较简 单的正弦函数转换方法。折线法的转换原理是， 根据输入三角波的电压幅度，不断改变函数转 换电路的传输比率，也就是用多段折线组成的 电压传输特性，实现三角函数到正弦函数的逐 段校正，输出近似的正弦电压波形。由于电子 器件（如半导体二极管等）特性的非线性，使 各段折线的交界处产生了钝化效果。因此，用 折线法实现的正弦函数转换电路，实际效果往 往要优于理论分析结果。
模拟电路的实现方案，是指全部采用模拟电 路的方式，以实现信号产生电路的所有功能。由 于教学安排及课程进度的限制，本实验的信号产 生电路，推荐采用全模拟电路的实现方案。
➢ 模拟电路实现信号产生电路的多种方式
方案一
RC文氏电桥振荡器产生正弦波，方波-三角波产生电路可正弦波振荡器采用波形 变换电路, 通过迟滞比较器变换为方波,经积分器获得三角波输出。此电路的输出 频率就是就是RC文氏电桥振荡器的振荡频率.
0.1u
负反馈电路：R1和R2决定起振条
2
件，调节波形与稳幅控制。
10k
6
3
R3并联D1.D2：正向非线性电阻
RV1 C2
7
起振时：电阻大负反馈小；
9%
R2
0.1u
3k
UA741
振荡幅值大时：电阻小负反馈大，
10k
整形限幅。
改变R 调频率
电路调整的关键是：负反馈电路中的电位器RW的 调节， RW过大：输出方波！ RW过小：电路不起 振！
二、总体方案讨论
频率调节
幅度调节
振荡部分
输出电路
输出
频率指示
幅度指示
函数信号发生器的原理框图
➢ 信号产生部分的多种实现方案
▪ 模拟电路实现方案 ▪ 数字电路实现方案 ▪ 模数结合的实现方案
函数信号发生器设计方案
函数信号发生器设计方案函数信号发生器的设计与制作目录一.设计任务概述二.方案论证与比较三.系统工作原理与分析四.函数信号发生器各组成部分的工作原理五.元器件清单六．总结七.参考文献函数信号发生器的设计与制一．设计任务概述（1）该发生器能自动产生正弦波、三角波、方波。
（2）函数发生器以集成运放和晶体管为核心进行设计（3）指标：输出波形：正弦波、三角波、方波频率范围：1Hz~10Hz，10Hz~100Hz输出电压：方波VP-P≤24V，三角波VP-P=8V，正弦波VP-P＞1V；二、方案论证与比较2.1·系统功能分析本设计的核心问题是信号的控制问题，其中包括信号频率、信号种类以及信号强度的控制。
在设计的过程中，我们综合考虑了以下三种实现方案：2.2·方案论证方案一∶采用传统的直接频率合成器。
这种方法能实现快速频率变换，具有低相位噪声以及所有方法中最高的工作频率。
但由于采用大量的倍频、分频、混频和滤波环节，导致直接频率合成器的结构复杂、体积庞大、成本高，而且容易产生过多的杂散分量，难以达到较高的频谱纯度。
方案二∶采用锁相环式频率合成器。
利用锁相环，将压控振荡器（VCO）的输出频率锁定在所需要频率上。
这种频率合成器具有很好的窄带跟踪特性，可以很好地选择所需要频率信号，抑制杂散分量，并且避免了量的滤波器，有利于集成化和小型化。
但由于锁相环本身是一个惰性环节，锁定时间较长，故频率转换时间较长。
而且，由模拟方法合成的正弦波的参数，如幅度、频率相信都很难控制。
方案三：采用8038单片压控函数发生器，8038可同时产生正弦波、方波和三角波。
改变8038的调制电压，可以实现数控调节，其振荡范围为0.001Hz～300K 方案四：采用分立元件设计出能够产生3种常用实验波形的信号发生器，并确定了各元件的参数，通过调整和模拟输出，该电路可产生频率低于1-10Hz的3种信号输出，具有原理简单、结构清晰、费用低廉的优点。
4[1]函数信号发生器设计
![4[1]函数信号发生器设计](https://img.taocdn.com/s3/m/b6c78bdf3b3567ec112d8a15.png)
后，采用差分放大器，作为三角波—正弦波变换电路利用差分对管的饱和
与截止特性进行变换，此电路的输出频率就是就是方波-三角波产生电路
的频率.
方波uof
三角波uo3
迟滞 比较器
积分器
差分 放大器
正弦波
uoz
2020/3/29
长江大学 龙从玉
2
3. RC文氏电桥正弦波振荡电路
3.1 RC文氏电桥正弦波振荡器的工作原理:
6.8k
Q3
9013
RP5
Q4
恒
9013
流
86%
R1
差动波形变换
源
10k
输出正弦波
R9
R10
频率fo =R2/[4R1C(Rp1+Rp2+1R0kD)]
3k
3k
-12v
2020/3/29
长江大学 龙从玉
11
R3
2k
R2 20k
迟滞比较器
R1 10k
SW1
C2
10u
SW-SPDT C1
1uf
Rp
-12v
10k
D1
1N5235B
D2
1N5235B
7
4
U2
2 6
3 UA741
12v
积分电路
1
5
A
uo2
B
C
D
2020/3/29
长江大学 龙从玉
4
3.3 RC文氏电桥振荡电路
文氏电桥振荡器：fo=1/2πRC； 正反馈电路：RC串并选频网络决
Ra和Rb形成反向比例电路决定起振的幅值条件调节波形与稳幅控制.
3.2 RC文氏电桥振荡器实验要点:
函数信号发生器设计
函数信号发生器设计函数信号发生器是一种可以输出各种形式的信号的电子设备，如正弦波、方波、脉冲等。
它通常用于科学研究、电子工程实验、教学以及通信系统的测试和调试等领域。
本文将介绍函数信号发生器的设计原理、关键模块以及一些常见的应用。
一、设计原理1.参考振荡器：参考振荡器是整个函数信号发生器的核心部分，它负责产生一个稳定的基准频率，通常采用石英晶体振荡器作为参考源。
2.频率调节电路：频率调节电路通过改变参考振荡器的频率来控制信号发生器输出的信号频率。
通常采用电压控制振荡器（VCO）或者数字频率合成技术来实现。
3.振幅调节电路：振幅调节电路用于调节信号发生器输出信号的幅值，通常采用放大电路或者可变增益放大器来实现。
4.波形调节电路：波形调节电路用于调节信号发生器输出信号的波形，可以实现正弦波、方波、脉冲等不同形式的信号输出。
二、关键模块设计在函数信号发生器的设计中，有几个关键模块需要特别注意。
1.参考振荡器设计：参考振荡器的设计要求具有高稳定性和低噪声，可以选择石英晶体振荡器或者TCXO（温度补偿石英晶振）作为参考源。
2.频率调节电路设计：频率调节电路的设计要求具有较大的频率范围和较高的分辨率。
可以采用电压控制振荡器（VCO）和锁相环（PLL）等技术来实现。
3.振幅调节电路设计：振幅调节电路的设计要求具有较大的增益范围和较低的失真。
可以选择可变增益放大器和反馈控制技术来实现。
4.波形调节电路设计：波形调节电路的设计要求具有较高的波形质量和波形稳定性。
可以选择滤波电路、比较器和数字信号处理器等技术来实现。
三、常见应用1.信号测试与调试：函数信号发生器可以用于测试和调试各种电子设备和电路，如滤波器、放大器、通信系统等。
通过调节信号的频率、幅值和波形等参数，可以对电路性能进行评估和优化。
2.教学和实验：函数信号发生器可以用于电子教学实验室和科研实验室的教学和研究。
通过实际操作和观测信号的变化，学生和研究人员可以更好地理解和掌握信号处理和调制技术。
函数信号发生器的设计(修正10)
图4 三角波转换器
总电路图
图3 方波转换电路
3.三角波转换器
在方波发生电路中，当滞回比较器的阈值电压数值 较小时，可将电容两端的电压看成为近似三角波。 但是，一方面这个三角波的线性度较差，另一方面 带负载后将使电路的性能发生变化。所以我们只要 将方波电压作为积分运算电路的输入，在其输出就 得到三角波电压，在其输出就得到三角波电压。 由积分电路输入输出关系可知。输出相位改变１８ ０度，由周期性方波信号转换成同频率三角波信号。 元件参数计算及选取：24V／RC约为8V，因此取R 为3.3k，C为100nF满足要求。
分类：正弦波振荡电路常用选频网络所用的元件 来 命名，分为RC正弦波振荡电路，LC正弦波振 荡电路和石英晶体正弦波振荡电路三种。 RC正 弦波振荡电路的振荡频率较低，一般在1MHz以 下； LC正弦波振荡电路的振荡频率多在1MHz以 上；石英晶体正弦波振荡电路也可等效为LC正弦 波振荡电路，其特点是振荡频率非常稳定。 如图1所示R1，R2，C1，C2的串并联电路 既是选频网络又是正反馈网络，通常取R1=R2， C1=C2；uA741为放大环节，所选用的放大电路 应具有尽可能大的输入电阻和尽可能小的输出电 阻，以减小放大电路对选频特性的影响，使振荡 频率几乎仅仅决定于选频网络。因此，通常选用
图2 矩形波发生电路
图2中通过R3对电容的正反向充电实现输出电压在 高低电平之间的转换。电路中正向充电与反向充电 的时间常数均为RC，而且充电总幅值也相等，因而 在一个周期内UO=+UZ与U0=+UZ的时间相等，U0 为对称的方波。 所以方波转换电路如图3 ，输入为可调频率的 正弦波，经由741构成的过零电压比较器，将周期 性的正弦信号转换成同频率的方波信号。当Ｖｉ处 于正半周期时，Ｖｐ＞Ｖｎ，又由于放大器开环增 益接近无穷大，故输出Ｖｏ等于稳压二极管稳压值。 当输入Ｖｉ为负半周时，Ｖｐ＞Ｖｎ，输出达到负 饱和。 元件参数计算及选取：1N4749A稳压值为24V，适 合输出幅度要求。
函数信号发生器设计方案
2、 方案二
由8M晶振产生的信号，经8253分频后，产生100Hz的方波信号。由锁相环CD4046和8253进 行N分频，输出信号送入正弦波产生电路和三角波产生电路，其中正弦波采用
查表方式产 生。计数器的输出作为地址信号，并将存储器2817的波形数据读出，送DAC0832进行D/A 转换，输出各种电压波形，并经过组合，可以得到各种波形。输出信号
7. 能够显示频率和电压
根据题目的要求，我们一共提出了三种设计方案，分别介绍如下： 1、 方案一
采用低温漂、低失真、高线性单片压控函数发生器ICL8038，产生频率受控可变的正弦
波 ，可实现数控频率调整。通过D/A和5G353进行输出信号幅度的控制。输出信号的频
率、 幅度参数由4x4位键盘输入，结果输出采用6位LED显示，用户设置信息的存储由
计具有线路简单、结构紧凑、价格低廉、性能优越等优点。
关键词：信号发生器；单片机；波形调整
Function Generator
Abstract: The design is composed of single-chip AT89C52 generator can produ
ce the triangular wave, square wntrol can be
5、方案一和方案二的频率变换时间主要是它的反馈环处理时间和压控振荡器的响应时间 ，通常大于1ms。而方案三的频率变换时间主要是数字处理延迟，通常为几十个ns。
从以上的方案比较可以看出，方案三结构比较复杂，但具有输出频率稳定性高、频率输 出线性度好、频率分辨率高、波形准确、频率变换时间小、相位噪声小、人机界面友好 ，易于控制等优点，性能优良。是本次设计的理想设计方案。
过一个模拟滤波器后，得到最终的模拟信号波形。通过高速D/A产生数字正弦数字波形和三角数字波形，数字正弦波通过带通滤波器后得到一个对应的模拟正弦波信号，最后该模拟
函数信号发生器电子设计报告_2
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。
基于单片机的函数信号发生器设计
基于单片机的函数信号发生器设计引言函数信号发生器是一种能够产生各种类型的电信号的仪器。
在电子学、通信工程等领域，函数信号发生器被广泛应用于信号测试、频率测量、波形生成等实验和工程应用中。
本文将介绍一种基于单片机的函数信号发生器设计方案。
一、设计目标本设计的目标是实现一个功能齐全、稳定可靠的函数信号发生器。
主要功能包括产生常见的波形，如正弦波、方波、三角波等；能够调节频率和幅度，以满足不同的实验需求；具备稳定性好、误差小等特点。
二、硬件设计1.单片机选择单片机作为该设计的核心，需要选择性能稳定、功能强大的型号。
常用的单片机型号有AT89C51、ATmega328P等。
选择单片机时，需要考虑到其定时器、ADC等外设功能是否满足要求，以及是否能够方便地编程和调试。
2.信号输出电路设计信号输出电路是函数信号发生器的重要组成部分。
一种常见的设计方案是使用DAC芯片将数字信号转换为模拟信号输出。
选择合适的DAC芯片时，需要考虑其分辨率、采样率、失真度等参数，以及是否支持SPI或I2C等通信接口。
除此之外，还需要考虑输出电路的放大和滤波设计，以确保信号质量。
3.控制电路设计函数信号发生器需要能够通过按键或旋钮控制参数，如频率、幅度等。
因此，设计中需要考虑如何选择合适的控制器件，如按钮开关、数码旋钮或触摸屏等，并设计相应的电路以实现参数调节功能。
4.电源设计函数信号发生器需要一个稳定可靠的电源供电。
一种常见的选择是使用交流电源适配器提供稳定的直流电源。
此外，还需要考虑到功耗问题，选择适当的电源容量以满足整个系统的工作需求。
三、软件设计1.程序框架设计函数信号发生器的软件设计需要考虑到以下几个方面：初始化、参数设置、波形生成和输出等。
程序的框架设计可以遵循一般的流程，如初始化硬件、获取用户输入、生成波形、输出信号等。
2.参数设置功能函数信号发生器需要具备参数设置功能，用户可以通过按键或旋钮调节频率、幅度等参数。
因此，在软件设计中需要考虑到相应的数值输入和显示界面设计。
函数信号发生器仿真设计
函数信号发生器仿真设计
1.功能要求
（1）在给定的+12v、-12v直流电源电压条件下，使用运算放大器设计并制作一个函数信号发生器。
（2）函数信号发生器包括方波、三角波、正弦波产生电路，且频率和幅度可调。
（3）信号频率：1Hz-1kHz。
（4）输出电压为：方波V P-P<=24v
三角波V P-P<=8v
正弦波V P-P》4v
2.总体设计方案
产生正弦波、方波、三角波的方案有多种，可以首先产生正弦波，然后通过整形电路将正弦波变换成方波，再有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。
本实例采用先产生方波-三角波，再将三角波变换成正弦波的电路设计方法，其电路组成框图如图1所示：
正弦波V03
图1
图1中，比较器输出的方波经由积分器后输出三角波；三角波经由差分放大器变换为正弦波输出。
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。
3. 单元电路设计。
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。
DDS函数信号发生器的设计
DDS函数信号发生器的设计第一篇：DDS函数信号发生器的设计DDS函数信号发生器的设计、仿真及下载一、实验设计① 利用DDS（Direct DIgital Frequency Synthesis，即直接数字频率合成）技术产生稳定的正弦波，三角波和方波输出，输出频率为10~1000kHz且频率可调，步进为10Hz，1kHz，10kHz，100kHz。
② 用VerilogHDL进行建模和模拟仿真，再利用FPGA进行实现D/A转换。
③ 下载到DE0板上利用VGA端口的一个四位孔进行A/D转换显示在示波器上。
二、实验原理一个直接数字频率合成器由相位累加器、波形ROM、D/A转换器和低通滤波器构成。
DDS的原理框图如下所示：图 1 直接数字频率合成器原理图其中K为频率控制字，fc为时钟频率，N为相位累加器的字长，D为ROM数据位及D/A转换器的字长。
相位累加器在时钟 fc的控制下以步长K作为累加，输出N位二进制码作为波形ROM的地址，对波形ROM进行寻址，波形ROM输出的幅码S（n）经D/A转换器变成梯形波S（t）,再经低通滤波器平滑后就可以得到合成的信号波形了。
合成的信号波形形状取决于波形ROM中存放的幅码，因此用DDS可以产生任意波形。
【来自百度】本设计中直接利用DE0开发板通过D/A转换得到输出波形，省略了低通滤波器这一环节。
DDS工作流程示意图：DDS的具体实现框图：三、实验内容：1、相位累加器和数据锁存器的设计本设计采用模24的二进制累加器和寄存器，其中累加器和寄存器在一个模块中，只取锁存数据的高十位作为查表的地址值。
//地址计数器模块；module counter(clk,fre_word,address);input clk;//声明系统时钟为clkinput [23:0] fre_word;//声明24为频率控制字output reg [9:0] address;reg [23:0] phaseadder;always @(posedge clk)beginphaseadder=phaseadder+fre_word;address=phaseadder[23 :14];//地址取输出锁存后十位（对应波形为一个周期取1024点）end endmodule2、波形存储器设计本设计要求DDS系统能输出方波、三角波及正弦波三种波形。
《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。
课程设计--函数信号发生器
函数信号发生器的设计函数信号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压或仪器。
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（如视频信号函数发生器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5G8038）。
为进一步掌握电路的基本理论及实验调试技术，本课题要求设计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。
一、设计任务书1．设计课题函数信号发生器设计。
2.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：1～１０Hz，１０～１００Ｈz3) 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%。
二、设计过程举例1.课题分析根据任务，函数信号发生器一般基本组成框图如图4.2.15所示。
图4.2.15 函数信号发生器框图2．方案论证（1）确立电路形式及元器件型号1）方波-三角波电路 图4.2.16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R 1、R 2及R 3、R P 1组成电压比较器，C 1为加速电容，可加速比较器的翻转。
图4.2.16 方波-三角波产生电路由图4.2.16分析可知比较器有两个门限电压CC th V RP R R U 1321+-= CC th V RP R R U 1322+=运放A2与R 4、R P 2、C 2及R 5组成反相积分器，其输入信号为方波U o1时，则输出积分器的电压为t U C RP R U o o d )(112242⎰+-= 当U o1=+V CC 时t C RP R U o 224CC 2)(V +-= 当U o1=-V EE 时t C RP R U o 224EE 2)(V += 可见积分器输入方波时，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4.2.17所示。
函数信号发生器的设计
摘要信号发生器是人们在科技生产中经常使用到的一种信号源，比如说，在日常教学学习中对电子电路的分析就能广泛地应用到信号发生器，信号发生器在工作生产的自动化控制系统中也是必不可少的。
目前人们最常使用的信号发生器就是函数信号发生器，虽然价格昂贵，但是函数信号发生器能输出我们需要的特殊的波形。
在本次课题设计中使用的是AT89C51单片机构成的发生器，通过单片机的控制，这个函数信号发生器能够产生三角波、方波、正弦波等多种特殊波形，并且在单片机上加一个外围器件--距阵式键盘，就能够使用键盘来选择波形频率的增加和减少，同时还进行了波形的选择，再用LCD来显示出来频率的大小。
还要在单片机的输出端口接上DAC0832进行数模转换，后面再通过运算放大器对波形进行调整，最后输出波形接在示波器上显示，这种方法不仅准确而且容易操作。
关键词：函数信号发生器单片机矩阵式键盘DAC0832 LEDAbstractSignal generator is a kind of signal source in people often used in the production of science and technology, for example ,widely used in electronic circuit analysis will be able to learn the daily teaching to signal generator, it is also necessary in the automation of production control system.The signa generator is currently the most commonly used people fuction signal generator, although the price is expensive, but it can output the special waveform that we need. In this paper, we use is composed of of single-chip AT89C51 generator based on MCU, this fuction signial generator can generate triangle wave, square wave, sine wave and other special waveform. And a peripheral device—matrix keyboard microcontroller in SISU, can increase and decrease the use of the keybobard to select the waveform frequency, also the waveform selection, then use LCD to display the size of the frequency. But the digital analog conversion at the output port of the microcontroller is connected to DAC0832, followed by operation amplifier to adjust the waveform, then finally output waveform displayed on the oscilloscope, this method is not only accurate and easy to operate. Keywords：fuction signal generator MCU Matrix keyboard DAC0832 LED目录摘要（中文） (1)摘要（英文） (1)第一章绪论 (4)1.1 信号发生器的综述 (4)1.1.1 信号发生器的简单介绍 (4)1.1.2 信号发生器的分类 (4)1.2 研究信号发生器的目的和意义 (5)1.3 本课题在国内外的发展状况 (6)1.4 本课题的研究内容 (6)第二章信号发生器的设计 (7)2.1 方案的比较 (7)第三章硬件系统的设计 (8)3.1 单片机的介绍 (8)3.1.1 AT89C51的介绍 (8)3.1.2 单片机最小系统的介绍 (10)3.2 DC0832转化器简介 (11)3.3 8255简介 (13)3.4 LED数码管 (14)第四章硬件设计 (14)4.1 主控电路 (15)4.2 数/模转换电路 (16)4.3 按键接口电路 (17)4.4 时钟电路 (18)4.5 显示电路 (18)4.6 和基于分立元件的函数信号发生器的对比 (19)4.6.1 正弦波电路模块 (19)4.6.2 三角波的电路模块 (20)第五章软件设计 (20)5.1 设计方案 (20)5.2 程序流程图 (21)5.3 子程序流程图 (22)5.4 波形图 (22)5.4.1 方波波形图 (22)5.4.2 正弦波波形图 (23)5.4.3 三角波波形图 (23)5.4.4 锯齿波波形图 (24)致谢 (25)参考文献 (25)附录 (27)第一章绪论1.1 信号发生器的综述1.1.1 信号发生器的简单介绍信号发生器又可以称为信号源或者是振荡器，根据信号的波形可以分为四种类型，即函数信号，正弦信号，脉冲信号和随机信号，可以使用三角函数方程式来表示各种波形，能够产生如三角波形、锯齿波形、矩形波形（含方波）、正弦波形的电路就叫做函数信号发生器，函数信号发生器被广泛地应用在生产科技和设备的检测中。
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函数信号发生器的设
计与制作
目录
一.设计任务概述
二.方案论证与比较
三.系统工作原理与分析
四.函数信号发生器各组成部分的工作原理
五.元器件清单
六．总结
七.参考文献
函数信号发生器的设计与制
一．设计任务概述
（1）该发生器能自动产生正弦波、三角波、方波。
（2）函数发生器以集成运放和晶体管为核心进行设计
（3）指标：
输出波形：正弦波、三角波、方波
频率范围：1Hz~10Hz，10Hz~100Hz
输出电压：方波VP-P≤24V，三角波VP-P=8V，正弦波VP-P＞1V；
二、方案论证与比较
2.1·系统功能分析
本设计的核心问题是信号的控制问题，其中包括信号频率、信号种类以及信号强度的控制。
在设计的过程中，我们综合考虑了以下三种实现方案：
2.2·方案论证
方案一∶采用传统的直接频率合成器。
这种方法能实现快速频率变换，具有低相位噪声以及所有方法中最高的工作频率。
但由于采用大量的倍频、分频、混频和滤波环节，导致直接频率合成器的结构复杂、体积庞大、成本高，而且容易产生过多的杂散分量，难以达到较高的频谱纯度。
方案二∶采用锁相环式频率合成器。
利用锁相环，将压控振荡器（VCO）的输出频率锁定在所需要频率上。
这种频率合成器具有很好的窄带跟踪特性，可以很好地选择所需要频率信号，抑制杂散分量，并且避免了量的滤波器，有利于集成化和小型化。
但由于锁相环本身是一个惰性环节，锁定时间较长，故频率转换时间较长。
而且，由模拟方法合成的正弦波的参数，如幅度、频率相信都很难控制。
方案三：采用8038单片压控函数发生器，8038可同时产生正弦波、方波和三角波。
改变8038的调制电压，可以实现数控调节，其振荡范围为0.001Hz～300K 方案四：采用分立元件设计出能够产生3种常用实验波形的信号发生器，并确定了各元件的参数，通过调整和模拟输出，该电路可产生频率低于1-10Hz的3种信号输出，具有原理简单、结构清晰、费用低廉的优点。
该电路已经用于实际电路的实验操作。
三、系统工作原理与分析
采用由集成运算放大器与场效应管共同组成的方波—三角波—正弦波函数发生器的设计方法，先通过比较器产生方波，再通过积分器产生三角波，最后通过场效应管正弦波转换电路形成正弦波，波形转换原理图如下：
四．函数信号发生器各组成部分的工作原理：
4.1方波-----三角波的产生
方波一三角波一正弦波信号发生器电路由运算放大器电路及分立元件构成，它利用比较器产生方波输出；方波通过积分产生三角波输出。
如图：运算放大器A1、A2用一只双运放uA747
工作原理如下：若A点断开运算放大器A1与B1、R2、R3及RP1组成电压比较器，R1
称为平衡电阻，C1称为加速电容可加速比较器的翻转；运放的反相端接基准电压，即V-=0,,；比较器的输出端VO1的高电平等于电源电压+VCC，低电平等于负电源电压-VCC ，当比较器的V+=V-=0时，比较器翻转，输出从高电平VCC跳转到低电平-VEE，或从低电平-VEE跳到高电平+VCC。
（该电路可产生频率范围为1HZ-10HZ和10HZ-100HZ二档，输出电压，方波Vpp<=24v,三角波Vpp=8V）
4.2三角波---正弦波转换电路的工作原理
三角波正弦波转换电路利用了场效应管3DJ13A
如图：
工作原理如下：利用场效应管V1和放大器A1等组成的正弦波转换电路。
它利用了场效应管3DJ13A和A1等组成的正弦波转换电路。
它利用了场效应Id-Uds曲线中的正弦关系区域。
调节Rp可改善输出波形的失真。
4.3信号发生器的整体电路图
五．元件清单
六总结
在这次课程设计中我和同组所做的题目是基于场效应管的函数发生器的设计和开发，当时拿到这道题目是心里暗自窃喜，以为这道题目的程序老师上课都讲过再加上学期做过类似的模电设计，想到这些心里更是感觉轻松了很多。
首先我先讲这个设计的思路梳理了一下，这时我发现这次的设计和以前的设计有了很大的区别，以前只是单纯的想完成某项功能要借助很多其他器件来完成，而现在所学的要自己设计整个方案，这样我们就放弃了以前的依赖心理从头做起，通过网络和书本以及protel 99SE软件的应用完成了整个设计，最后，在设计中可能还将会有不当之处，望老师指导改正。
七．主要参考文献
1.戴伏生主编《基础电子电路设计与实践》
2.宋启峰主编《电子测量技术》
3.《电子技术与项目训练》模拟部分。