函数信号发生器的设计与制作
函数信号发生器的设计与制作.
函数信号发生器的设计与制作实验任务与要求①要求所设计的函数信号发生器能产生方波、三角波、正弦波②要求该函数信号发生器能够实现频率可调实验目的：1: 进一步巩固简熟悉易信号发生器的电路结构及电路原理并了解波形的转变方法；2：学会用简单的元器件及芯片制作简单的函数信号发生器，锻炼动手能力；3：学会调试电路并根据结果分析影响实验结果的各种可能的因素实验方案采用555组成的多谐振荡器可以在接通电源后自行产生矩形波再通过积分电路将矩形波转变为三角波再经积分网络转变为正弦波555定时器芯片工作原理,功能及应用555定时器是一种数字电路与模拟电路相结合的中规模集成电路。
该电路使用灵活、方便，只需外接少量的阻容元件就可以构成单稳态触发器和多谐振荡器等，因而广泛用于信号的产生、变换、控制与检测。
一、555定时器555定时器产品有TTL型和CMOS型两类。
TTL型产品型号的最后三位都是555，CMOS 型产品的最后四位都是7555，它们的逻辑功能和外部引线排列完全相同。
555定时器的电路如图9-28所示。
它由三个阻值为5k?的电阻组成的分压器、两个电压比较器C1和C2、基本RS触发器、放电晶体管T、与非门和反相器组成。
555定时器原理图分压器为两个电压比较器C1、C2提供参考电压。
如5端悬空（也可对地接上0.01uF 左右的滤波电容），则比较器C1的参考电压为2 Vcc 3 ，加在同相端；C2的参考电压为Vcc3 ，加在反相端。
u11是比较器C1的信号输入端，称为阈值输入端；u12是比较器C2的信号输入端，称为触发输入端。
￣RD 是直接复位输入端。
当￣RD 为低电平时，基本RS 触发器被置0，晶体管T 导通，输出端u0为低电平。
u11和u12分别为6端和2端的输入电压。
当u11>2 Vcc 3 ，u12>Vcc3 时，C1输出为低电平，C2输出为高电平，，基本RS 触发器被置0，晶体管T 导通，输出端u0为低电平。
函数信号发生器的设计
函数信号发生器的设计函数信号发生器是一种电子测试仪器，用于产生各种波形信号，如正弦波、方波、三角波、锯齿波等。
它广泛应用于电子、通信、计算机、自动控制等领域的科研、教学和生产中。
本文将介绍函数信号发生器的设计原理和实现方法。
一、设计原理函数信号发生器的设计原理基于信号发生器的基本原理，即利用振荡电路产生一定频率和幅度的电信号。
振荡电路是由放大器、反馈电路和滤波电路组成的。
其中，放大器负责放大电信号，反馈电路将一部分输出信号反馈到输入端，形成正反馈，使电路产生自激振荡，滤波电路则用于滤除杂波和谐波，保证输出信号的纯度和稳定性。
函数信号发生器的特点是可以产生多种波形信号，这是通过改变振荡电路的参数来实现的。
例如，正弦波信号的频率和幅度可以通过改变电容和电阻的值来调节，方波信号的占空比可以通过改变开关电路的工作方式来实现，三角波信号和锯齿波信号则可以通过改变电容和电阻的值以及反馈电路的参数来实现。
二、实现方法函数信号发生器的实现方法有多种，其中比较常见的是基于集成电路的设计和基于模拟电路的设计。
下面分别介绍这两种方法的实现步骤和注意事项。
1. 基于集成电路的设计基于集成电路的函数信号发生器设计比较简单，只需要选用合适的集成电路，如NE555、CD4046等，然后按照电路图连接即可。
具体步骤如下：（1）选择合适的集成电路。
NE555是一种常用的定时器集成电路，可以产生正弦波、方波和三角波等信号；CD4046是一种锁相环集成电路，可以产生锯齿波信号。
（2）按照电路图连接。
根据所选集成电路的电路图，连接电容、电阻、电感等元器件，形成振荡电路。
同时，根据需要添加反馈电路和滤波电路，以保证输出信号的稳定性和纯度。
（3）调节参数。
根据需要调节电容、电阻等参数，以改变输出信号的频率和幅度。
同时，根据需要调节反馈电路和滤波电路的参数，以改变输出信号的波形和稳定性。
（4）测试验证。
连接示波器或万用表，对输出信号进行测试和验证，以确保输出信号符合要求。
《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在此处键入公式。
术知识，运用AD软件设计并制作一简易函数信号发生器，要求能产生方波和三角波信号，且频率可调，并自行设计电路所需电源1.2 整机实现的基本原理及框图1.电源电路组成由变压器—整流电路—滤波电路—滤波电路—稳压电路组成。
变压器将220V 电源降压至双15V，经整流电路变换成单方向脉冲直流电压，此电源使用四个整流二极管组成全波整流桥电源变压器的作用是将电网220V 的交流电压变成整流电路所需要的电压u1。
因此，u1=nu i（n 为变压器的变比）。
整流电路的作用是将交流电压山变换成单方向脉动的直流U2。
整流电路主要有半波整流、全波整流方式。
以单相桥式整流电路为例，U2=0.9u1。
每只二极管所承受的最大反向电压u RN= √2u1，平均电流I D(A V),=12I R=0.45U1R对于RC 滤波电路，C的选择应适应下式，即RC放电时间常数应该满足：RC= (3~5）T/2，T 为50Hz 交流电压的周期，即20ms。
此电源使用大电容滤波，稳压电路，正电压部分由三端稳压器7812输出固定的正12V电压，负电压部分由三端稳压器7912输出固定-12V电压。
并联两颗LED灯分别指示正负电压。
2．该函数发生器由运放构成电压比较器出方波信号，方波信号经过积分器变为三角波输出。
2 硬件电路设计硬件电路设计使用Altium Designer 8.3设计PCB，画好NE5532P,7812及7912的原理图和封装后，按照电路图画好原理图后生成PCB图。
合理摆放好各器件后设置规则：各焊盘大小按实际情况设置为了更容易的进行打孔操作，设置偏大一些，正负12V电源线路宽度首选尺寸1.2mm，最小宽度1mm，最大宽度1.2mm，GND线路宽度首选尺寸1mm，最小宽度1mm，最大宽度1.5mm，其他线路首选尺寸0.6mm，最小宽度1mm，最大宽度1.2mm。
函数信号发生器电路设计与制作.
作业（论文）题目：函数信号发生器的设计与制作所修课程名称：电子产品设计与制作所修课程学年学期：二〇一一至二〇一二学年第二学期完成作业（论文）日期： 2012 年 5 月学号： 10050208 姓名：李磊评阅成绩：评阅意见：评阅教师签名：年月日函数信号发生器设计与制作一.总体方案设计1.1 设计基本要求1. 产生方波、三角波、正弦波和全波整流波；2. 电源输入:±9V ；3. 方波：Vpp≤14V；4. 三角波输出: Vpp≤8V；5. 正弦波: Vpp≥10V6. 方波、三角波和正弦波的输出频率为200Hz~ 5KHz；7. 在负载为2KΩ的条件下。
1.2方案的比较方案一：考虑到正弦波发生器是由RC自激振荡产生的，需要满足比较多的条件，并且要求频率大范围可调，那么要改变电阻和电容，且要使用两档的电容，同时，要满足两电阻和两电容绝对对称，所以比较难以实现不予以实行。
方案二：由555电路构成，电路结构简单，且脉宽可以调制，但是只能产生方波，且一个电路只能构成一个输出。
考虑到后面还要产生三角波、正弦波，故不采用此方案。
方案三∶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。
1.3实行方案此方案较电路简单，且必须满足的要求较少，只需要用TL074即可实现，成本也较低，所以可行。
1.5 实验所需器材二.单元模块设计2.1三角波发生电路模块2.1.1工作原理图中端口Uo1输出方波，经过运放U1B与电阻电容构成的积分电路，产生三角波。
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
函数发生器的设计与制作
第一章绪论函数信号发生器本来是一种超低频仪器，不打为所注意，但近几年来，情况发生了极大的变化。
现在函数发生器，不仅可以产生各种各样的数学波形，而且还具有某些专用仪器的能力，如频率合成、扫描、调制（调幅、调频与调相）。
以上这些功能在台式函数发生器与调控函数发生器与程控函数发生器之间权衡选用，前者常被称作“便携式”，后者通常用于自动测试的设备中。
由于函数发生器性能价格比较很好，应用范围日益扩大。
据报道，函数发生器在国外已成为设计人员在工作台上不可缺少的信号源。
所有先进的函数发生器都具有这样或那样的灵活性，由外部电压选择发生器的频率是它的共同点；另一特点是，滞留偏置可调，可按具体实验要求调节输出信号的直流电平。
波形空度比可调。
因而波形形状可变。
许多函数发生器具有可调的起/止相位鉴别器，相位锁定，以及具有触发输入或门控输出的选择，有的发生器还可以借操作人员把伪隨机噪声加到波形上，以使用于噪声环境，也可以把所有产生的信号相位锁定于外接源的相位上。
第二章总体电路方案设计与选择2.1设计要求1.输出的各种波形工作频率范围0.02Hz～1kHz连续可调。
2.正弦波幅值±10V，失真度小于1.5％。
3.方波幅值±10V。
4.三角波峰峰值20V；各种输出波形幅值均连续可调。
2.2设计的基本方案方案一：由RC桥式电路振荡产生正弦波，再经整形积分产生方波和三角波。
由运算放大器进行设计,如图2-2所示：图2-2函数发生器原理图1采用振荡电路获得正弦波,再由比较器获得方波,最后通过积分电路获得三角波。
方案二：用ICL8038集成函数信号发生器所需信号。
接入外部电路后ICL8038的9、3、2引脚就可分别产生方波、三角波、正弦波，频率调节部分通过其它的引脚接外电路来完成 .然后从ICL8038出来经过选择开关选择所需波形进入LM31D8进行放大和幅度调节，最后从LM31D8出来的波即为频率和幅度可调的方波，三角波和正弦波。
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。
函数信号发生器的设计与制作
函数信号发生器的设计、与装配实习一．设计制作要求：掌握方波一三角波一正弦波函数发生器的设计方法与测试技术。
学会由分立器件与集成电路组成的多级电子电路小系统的布线方法。
掌握安装、焊接与调试电路的技能。
掌握在装配过程中可能发生的故障进行维修的基本方法。
二．方波一三角波一正弦波函数发生器设计要求函数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(如单片集成电路函数发生器ICL8038)。
本次电子工艺实习，主要介绍由集成运算放大器与晶体管差分放大器组成的方波一三角波一正弦波函数信号发生器的设计与制作方法。
产生正弦波、方波、三角波的方案有多种：1：如先产生正弦波，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。
2：先产生三角波一方波，再将三角波变成正弦波或将方波变成正弦波。
33：本次电路设计，则采用的图1函数发生器组成框图是先产生方波一三角波，再将三角波变换成正弦波的电路设计方法。
此钟方法的电路组成框图。
如图1所示：可见，它主要由：电压比较器、积分器和差分放大器等三部分构成。
为了使大家能较快地进入设计与制做状态，节省时间，在此，重新复习电压比较器、积分器和差分放大器的基本构成和工作原理：所谓比较器，是一种用来比较输入信号v1和参考电压V，并判REF断出其中哪个大，在输出端显示出比较结果的电路。
在《电子技术基础》一书的9.4—非正弦波信号产生电路的9.4.1中，专门讲述了： A：单门限电压比较器、B：过零比较器 C：迟滞比较器的电路结构和工作原理。
一、单门限电压比较器所谓单门限电压比较器，是指比较器的输入端只有一个门限电压。
如果比较器的输入信号从运放的同相端输入，则称为：同相输入单门限电压比较器。
如果比较器的输入信号从运放的反相端输入，则称为：反相输入单门限电压比较器它们的基本电路结构相同，如图2a所示，不同的是输入信号的接法。
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。
函数信号发生器设计与制作
南京铁道职业技术学院课程项目报告课程名称电子产品设计与制作项目名称函数信号发生器设计与制作作者学号团队成员指导老师二级学院通信信号学院院系电子电气系专业电子信息工程技术班级电子信息13012015年6月报告中文摘要函数信号发生器设计与制作摘要随着集成制造技术的不断发展，多功能信号发生器已被制作成专用集成电路。
函数信号发生器就是一种常见的信号源，广泛的应用于电子电路、自动控制系统和数学实验等领域。
因此函数信号发生器是我们在学习、科学研究等方面不可或缺的工具。
利用集成电路LM358制作的函数信号发生器设计要求输出200Hz～50kHz的正弦波、方波和三角波三种波形，分两波段连续可调；输出电压范围（0～10）Vp-p。
利用Protel 99 SE绘制出电路图，在PCB板上进行布线印制出电路板，并将元器件焊接到电路板做出实物板，对实物板进行调试。
通过老师的指导和我们不断的学习和研究完成了预想的功能。
关键词集成片、函数信号发生器、三种波形目次1引言 (5)2 项目制作 (5)2.1项目要求 (5)2.2正弦波产生电路的设计 (6)2.3方波产生电路的设计 (9)2.4三角波产生电路的设计 (10)2.5输出电路的设计 (11)2.6直流稳压电源的设计 (12)2.7项目原理图 (12)3主要元器件介绍 (13)3.1 LM358集成电路 (13)3.2 TL074集成电路 (14)3.3 三端稳压集成电路 (14)3.4发光二极管 (15)3.5电阻器 (15)3.6电容器 (16)3.7二极管 (16)3.8变压器 (16)4印刷电路板设计与制作过程 (17)4.1制作菲林图片 (17)4.2曝光 (17)4.3显影 (17)4.4蚀刻 (18)4.5脱膜 (18)4.6 打孔 (19)5项目PCB图 (19)6项目ppc图 (20)7焊装和调试过程 (20)8收获与体会 (20)结论 (20)致谢 (21)参考文献 (21)1 引言在人们认识自然、改造自然自然的过程中，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、快速的提供被测电路所需要的已知信号（各种波形），然后用其他仪表测量感兴趣的参数。
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
函数信号发生器的设计首先，函数信号发生器的设计目的是输出一定的频率范围内的连续可变信号，并且可以调整信号的振幅、频率、相位等参数。
为了实现这一目标，函数信号发生器通常由以下几个主要部分组成：1.振荡电路：振荡电路是函数信号发生器的核心部分，它通常采用电容和电感构成的谐振电路，实现正弦波、方波等不同形状的振荡信号。
振荡电路的频率可以通过调整电容或电感的参数来实现。
2.控制电路：控制电路是用于控制振荡电路参数的一部分电路，它通常由微处理器或可编程逻辑器件实现。
通过控制电路，用户可以通过面板上的按钮或旋钮来设置信号的振幅、频率、相位等参数。
3.输出电路：输出电路将振荡电路产生的信号放大并输出到外部设备或电路中。
输出电路通常由放大电路和阻抗匹配电路组成，以确保信号能够正确地传输到外部设备。
4.显示与控制界面：函数信号发生器通常配备有显示屏和控制按钮，用于显示当前设置的信号参数和控制信号的生成。
通过显示界面，用户可以方便地调整信号的频率、振幅等参数。
了解了函数信号发生器的主要组成部分，接下来我们来了解一下其运行原理。
当函数信号发生器接通电源后，控制电路会读取用户设置的参数并进行处理。
然后，控制电路会通过控制振荡电路的参数，从而产生相应的频率、振幅和相位等信号。
振荡信号经过放大电路放大后，通过输出电路输出到外部设备。
总结起来，函数信号发生器是一种常用的仪器设备，用于产生可变的信号波形，通常用于电子设计和实验室测试中。
它由振荡电路、控制电路、输出电路和显示与控制界面等部分组成，并通过控制电路的设置来产生相应的信号。
函数信号发生器不仅可以产生正弦波、方波等常见形式的信号，还可以通过附加功能实现信号的调频、调相等特殊操作。
函数发生器的设计及制作
函数发生器的设计及制作首先，信号波形的选取。
函数发生器通常可以生成多种类型的波形，包括正弦波、方波、三角波、锯齿波等。
选择哪种波形要根据具体应用来确定。
例如，正弦波适用于声音处理和音频信号发生器，方波适用于数字电路测试等。
根据需要选择合适的集成电路来实现具体的波形生成。
其次，频率范围的设计。
函数发生器一般需要提供广泛的频率范围，以满足不同应用的需求。
频率范围的选择应考虑使用的具体场景，如声音处理常用的范围为20Hz至20kHz，但对于RF测试则需要更宽的频率范围。
设计时可以选择使用锁相环（PLL）技术来实现频率的稳定和调节。
然后，幅度调节的设计。
函数发生器通常应具备调节信号幅度的功能，以适应不同电路的要求。
幅度调节一般通过电压控制放大器（Voltage Controlled Amplifier, VCA）来实现。
这里需要注意的是，在不同波形下，幅度调节的方式可能会有所不同，需要根据具体的波形类型来设计调节电路。
最后，稳定性的考虑。
函数发生器需要具备较高的稳定性，以保证输出信号的准确性和可靠性。
稳定性可以通过选择高精度的参考电压源和稳压器来实现。
另外，使用高性能的时钟发生器和低噪声放大器也可以提高函数发生器的稳定性。
在实际制作函数发生器时，可采用集成电路、电阻、电容、晶振、时钟发生器、运放等一系列电子元件来搭建电路。
首先，根据具体的设计需求，选择合适的集成电路来实现波形的生成、频率调节和幅度调节等功能。
然后，根据电路图和原理图进行电路的布局和焊接。
注意电路连接的准确性和稳定性，避免过于复杂的布线。
最后，进行电源和地线的连接，并添加合适的外壳和面板。
在制作过程中，还需进行电路的调试和性能测试，确保函数发生器的正常工作和稳定性。
在函数发生器的制作过程中，还可以根据具体需求添加一些附加功能，如频率计、相位调节等。
这些功能的添加会增加电路的复杂度，需要更高的专业知识和技能。
因此，在制作函数发生器之前，应进行充分的设计和规划，并确保所需的材料和设备齐全。
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。
基于FPGA的函数信号发生器设计
基于FPGA的函数信号发生器设计函数信号发生器是一种能够产生不同类型信号的测试设备，通常在电子电路实验中使用。
基于FPGA的函数信号发生器设计利用可编程逻辑器件FPGA，可以实现更高的灵活性和可定制性，同时减少了硬件开发成本。
本文将详细介绍基于FPGA的函数信号发生器的设计原理、主要模块和实现方法。
一、设计原理二、主要模块1.时钟生成器模块：时钟信号是产生各种信号波形的基础，因此需要设计一个时钟生成器模块来产生稳定的时钟信号。
可以使用FPGA内部的锁相环（PLL）或计数器来实现。
2.波形选择模块：为了产生不同类型的信号波形，需要设计一个波形选择模块。
通过该模块，用户可以选择所需的信号波形，如正弦波、方波、三角波等。
3. 波形生成模块：根据用户的选择，使用FPGA内部的逻辑门电路来实现不同类型的信号波形的生成。
可以利用查找表（Look-Up Table，简称LUT）来存储不同波形的采样点数据，并通过控制逻辑将这些数据输出为相应的信号波形。
4.频率控制模块：通过频率控制模块，可以对信号波形的频率进行控制。
可以根据用户的输入，通过改变时钟信号的频率或改变波形采样点的间隔来实现频率的调节。
5.幅值控制模块：通过幅值控制模块，可以对信号波形的幅值进行控制。
可以通过改变逻辑门的阈值电压或者改变DAC（数字模拟转换器）的输出电平来实现幅值的调节。
三、实现方法2.硬件设计：根据设计需求，选择合适的FPGA芯片、外部时钟源、AD/DA转换器等外部器件。
根据电路原理图，进行相应的电路布局和连线。
在确认电路无误后，进行焊接和组装工作。
在软件和硬件设计完成后，可以通过控制板上的按钮、旋钮等输入设备来调节信号波形的频率、幅值等参数，从而实现不同类型的信号波形的生成。
总结：基于FPGA的函数信号发生器设计利用FPGA的可编程特性，可以实现信号波形的灵活生成和控制。
通过设计合适的模块，可以产生多种类型的信号波形，并对其频率、幅值等参数进行调节。
《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。
函数发生器的设计与制作
函数发生器的设计与制作函数发生器是一种用于产生特定形式的周期性信号的电子设备。
它可以用于科学实验、电子工程、音频处理等各种领域。
设计和制作一个函数发生器需要涉及电路设计、元器件选型、PCB设计和焊接、测试和调试等方面的工作。
下面将详细介绍函数发生器的设计和制作过程。
首先，我们需要确定函数发生器的输出形式。
常见的函数发生器有正弦波、方波、三角波、锯齿波等输出形式。
根据需要选择合适的输出形式，并确定输出的频率范围和精度要求。
接下来，我们需要进行电路设计。
函数发生器的核心部分是振荡电路。
我们可以选择基于集成电路的振荡器，比如使用555定时器芯片。
这种设计成本较低、稳定性好，适合于频率较低的输出。
对于高频输出，可以选择使用AD9850或DDS芯片等数字合成发生器。
根据振荡电路的输出信号形式，我们需要设计滤波电路对输出信号进行滤波处理。
比如对于正弦波，我们可以使用RC滤波器进行滤波。
对于方波、三角波和锯齿波，可以使用运算放大器和比较器电路进行波形整形。
此外，我们还需要添加控制电路，以便调整函数发生器的频率、幅度和偏置等参数。
可以使用旋钮、开关等控制元件，通过改变电阻、电容和运算放大器的参数来实现控制。
完成电路设计后，我们需要进行元器件选型。
根据电路设计的需求，选择合适的电阻、电容、运算放大器、开关等元器件，并留意其额定功率、精度、容差等参数。
接下来，我们将电路设计进行PCB设计和焊接。
使用软件如EAGLE或Altium Designer进行PCB设计，并选择合适的材料和工艺进行焊接。
在焊接过程中，需要确保焊接质量和连接的可靠性。
完成焊接后，我们需要进行测试和调试。
首先，我们可以使用示波器对输出信号进行波形分析，以确保输出形式和频率精度满足要求。
其次，我们可以通过电位器等元器件调节频率、幅度和偏置等参数，以验证函数发生器的控制功能。
最后，我们需要进行功能测试。
通过连接外部设备如示波器和信号分析仪，检测函数发生器的输出信号的频率、相位、幅度等参数，确保其输出符合预期。
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函数信号发生器的设计、和装配实习一．设计制作要求：掌握方波一三角波一正弦波函数发生器的设计方法和测试技术。
学会由分立器件和集成电路组成的多级电子电路小系统的布线方法。
掌握安装、焊接和调试电路的技能。
掌握在装配过程中可能发生的故障进行维修的基本方法。
二．方波一三角波一正弦波函数发生器设计要求函数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(如单片集成电路函数发生器ICL8038)。
本次电子工艺实习，主要介绍由集成运算放大器和晶体管差分放大器组成的方波一三角波一正弦波函数信号发生器的设计和制作方法。
产生正弦波、方波、三角波的方案有多种：1：如先产生正弦波，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。
2：先产生三角波一方波，再将三角波变成正弦波或将方波变成正弦波。
33：本次电路设计，则采用的图1函数发生器组成框图是先产生方波一三角波，再将三角波变换成正弦波的电路设计方法。
此钟方法的电路组成框图。
如图1所示：可见，它主要由：电压比较器、积分器和差分放大器等三部分构成。
为了使大家能较快地进入设计和制做状态，节省时间，在此，重新复习电压比较器、积分器和差分放大器的基本构成和工作原理：，并判所谓比较器，是一种用来比较输入信号v1和参考电压VREF断出其中哪个大，在输出端显示出比较结果的电路。
在《电子技术基础》一书的9.4—非正弦波信号产生电路的9.4.1中，专门讲述了： A：单门限电压比较器、B：过零比较器 C：迟滞比较器的电路结构和工作原理。
一、单门限电压比较器所谓单门限电压比较器，是指比较器的输入端只有一个门限电压。
如果比较器的输入信号从运放的同相端输入，则称为：同相输入单门限电压比较器。
如果比较器的输入信号从运放的反相端输入，则称为：反相输入单门限电压比较器它们的基本电路结构相同，如图2a所示，不同的是输入信号的接法。
在图2a所示的比较器基本电路中，我们可知：参考电压REF加于运放的反相端，它可以是正值，也可以是负值（也可以从同相端加入），图中给出的为正值。
而输入信号υ1则加于运放的同相端（也可以从反相端加入）。
由此可见，它是同相输入单门限电压比较器。
这时，运放处于开环工作状态，具有很高的开环电压增益。
电路的传输特性如图2b所示。
电路的工作过程是：当输入信号电压υ1小于参考电压VREF时，即差模输入电压υID=υ1一VREF < 0时，运放将处于负饱和状态，输出电压υo= VoL;当输入信号电压υ1升高到略大于参考电压VREF时，即差模输入电压υID =υ1一VREF > O，运放立即转于正饱和状态，输出电压uo =VoH，如图的实线所示，它表示υ1在参考电压VREF附近有微小的减小时，输出电压将从正的饱和值VoH过渡到负的饱和值VoL。
若有微小的增加，输出电压又将从负的饱和值VoL过渡到正的饱和值VoH。
把比较器输出电压uo从一个电平跳变到另一个电平时相应的输人电压υ1值称为门限电压或阈值电压Vth，对于图2所示电路，Vth = VREF。
反相输入单门限电压比较器的工作原理和之相同。
其相应传输特性如图2b 中的虚线所示。
二、过零比较器所谓过零比较器是指将参考电压设为零，即VREF = O，它的基本电路结构如图3a所示：其传输特性如图3 b所示由过零比较器的基本电路可知，输入信号电压υ1每次过零时，输出电压就要产生突然的变化。
这种比较器就称为过零比较器。
其具体的工作过程：见“EWB过零比较器”当输入信号为正弦波时，每过零一次，比较器的输出端将产生一次电压跳变，其正、负向幅度均受供电电源的限制。
因此，输出电压波形将为具有正负极性的方波。
若使方波电压经由RC微分电路(这时电路的时间常数RC 《 T/2，T为输入正弦信号周期》输出，那么输出电压就将为一系列的正、负相间的尖顶脉冲，如果输出的正负向尖顶脉冲，又经二极管D接到负载电阻RL上，则因二极管的单向导电作用，负载上就只剩下正向的尖顶脉冲，其时间间隔等于输入正弦波周期T，如图9.4.2f所示。
这里，二极管把负向尖顶脉冲削去了，称为削波或限幅，二极管D和RL构成限幅电路。
三、迟滞比较器单门限电压比较器虽然有电路简单、灵敏度高等特点，但其抗干扰能力差。
例如，单门限电压比较器，当输入信号电压υ1中含有噪声或干扰电压时，由于在υ1=Vth=VREF附近出现干扰，输出电压υo将时而为VoH，时而为VoL，导致比较器输出不稳定。
如果用这个输出电压υo去控制电机，将出现频繁的起停现象，这种情况是不允许的。
提高抗干扰能力的一种方案是采用迟滞比较器。
(1)电路组成顾名思义，迟滞比较器是一个具有迟滞回环传输特性的比较器。
它是在反相输入单门限电压比较器的基础上引入了正反馈网络，如图4所示：就组成了具有双门限值的反相输入迟滞比较器{又叫施密特触发器(Schmitt Trigger)}。
如将υ1和VREF位置互换，就可组成同相输入迟滞比较器。
由于正反馈作用，这种比较器的门限电压是随输出电压uo的变化而改变的。
它的灵敏度低一些，但抗干扰能力却大大提高了。
(2)门限电压的估算由于比较器中的运放处于正反馈状态，因此一般情况下，输出电压υo和输人电压υ1不成线性关系，只有在输出电压υo发生跳变瞬间，集成运放两个输入之间的电压才可以近似认为等于零，即υID≈0或υp≈υN=υ1是输出电压υo转换的临界条件。
当输入电压υ1 >υp（门限电压）时，输出电压υo为低电平Vol。
当输入电压υ1 <υp时，输出电压υo为高电平VoH。
一．积分器二．差分放大器1）．方波一三角波产生电路方波一三角波信号产生的基本电路如图2所示。
图2 产生方波一三角波信号的基本电路电路工作原理如下:若a点断开，运算放大器A1和R1、R2及R3、RP1组成同相输入迟滞比较器，R1称为平衡电阻，R3、RP1为正反馈元件，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，同相端接输入电压Via;比较器的输出Vo1的高电平等于正电源电压+Vcc ，低电平等于负电源电压_VEE 。
当比较器的V+ = V- = 0时，比较器翻转，输出信号Vo1则从高电平+Vcc 跳到低电平-VEE ，或从低电平-VEE 跳到高电平+Vcc 。
设v o1＝＋Vcc ，则：V +=1322RP R R R ++(+Vcc)+13213RP R R RP R +++ Via = 0 式1 式中，RP 1指电位器的调整值（以下同），将上式整理，得比较器翻转的下门限电位V ia- = 132RP R R +-(+Vcc) = 132RP R R +-Vcc 式2 若v o1= -V EE ，则比较器翻转的上门限电位 V ia+ = 132RP R R +-(-V EE ) = 132RP R R +Vcc 式3 比较器的门限宽度V H 为 V H = V ia+ －V ia- = 2。
132RP R R +Vcc 式4 由式1－式4可得比较器的电压传输特性，如图3所示图3 比较器电压传输特性 图4方波－三角波（见EWB 电压比较器）a 点断开后，运放A 2和R 4、RP 2、C 2及R 5组成反相积分器，其输入信号为方波V 01 ,则积分器的输出ν02＝224)(1C RP R +-⎰dt 01ν 式5 当ν01＝＋Vcc 时ν02＝224)()(C RP R V EE ++-t = 224)(C RP R V cc +-t 式6 当v 01＝－Vcc 时ν02＝224)()(C RP R V EE +--t = 224)(C RP R V cc +t 式7 可见，当积分器的输入为方波时，输出是一个上升速率和下降速率相等的三角波，其波形关系如图4所示（见EWB 积分器）如果把电压比较器和积分器首尾相连，形成一个闭环电路，则该电路就能够自动产生方波－三角波。
（见EWB HSXHFSQ ）三角波的幅度V 02m =132RP R R +Vcc 式8 方波－三角波的频率f =224213)(4C RP R R RP R ++ 式9 由此可得出以下结论：① 电位器RP 2在调整方波－三角波的输出频率时，不会影响输出波形的幅度，若要求输出频率范围较宽，可用C 2改变频率的范围，RP 2实现频率微调。
② 方波的输出幅度约等于电源电压＋Vcc ，三角波的输出幅度不超过电源电压＋Vcc 电位器RP 1可实现幅度微调，但会影响方波－三角波的频率。
2．三角波 正弦波变换电路为学习多级电路的调试技术，我们将选用差分放大器作为三角波- 正弦波的变换电路，波形变换的原理是：利用差分对管的饱和和截止特性进行变换，分析表明，差分放大器的传输特性曲线i c1 （或i c2）的表达式为i C1= 1E i α= VT vid e I /01-+α 式10式中α＝Ic ／I E ≈1；Io 为差分放大器的恒定电流；V T 为温度的电压当量，当室温为25℃ 时，V T ≈26mV 。
如果v id 为三角波，设表达式id v =⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧---)43(4)4(4T t tVm T t T Vm 式11 式中，Vm 为三角波的幅度；T 为三角波的周期。
将式11代入式10，则⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧++=---)43(4)4(40101)(1T t VT Vm T t VT Vm T T e I e I t iC αα 式12 用计算机对式12进行计算，打印输出的i c1(t) 或i c2(t) 曲线近似于正弦波，则差分放大器的输出电压i c1(t)、i c2(t)亦近似于正弦波，波形变换过程如图5示为使输出波形更接近正弦波，要求：① 传输特性曲线尽可能对称，线性区尽可能窄；② 三角波的幅值Vm 就接近晶体管的截止电压值。
图5 三角波 正弦波变换图6为三角波 正弦波的变换电路，其中，RP 1调节三角波的幅度，RP 2调整电路的对称性，并联电阻R E2用来减小差分放大器的线性区。
C 1、C 2、C 3为隔直电容，C 4为滤波电容，以滤除谐波分量，改善输出波形。
图6 三角波——正弦波变换电路三、函数发生器的性能指标●输出波形正弦波、方波、三角波等●频率范围频率范围一般分为若干波段：如1HZ－10HZ，10HZ－100HZ，100HZ－1KHZ，1KHZ－10KHZ，10KHZ－100KHZ，100KHZ－1MHZ等6个波段。
●输出电压一般指输出波形的峰值，即V P-P =2Vm。
●波形特性表征正弦波特性的参数是非线性失真γ－，一般要求γ－< 3%；表征三角波特性的参数是非线性系数γ△，一般要求γ△< 2%；表征方波特性的参数是上升时间t r，一般要求t r< 100ns(1KHZ,最大输出时)。