波形发生器实验报告-陈雷、范广腾、范晓雷
波形发生器实验
本科生实验报告课程名称：模拟电子技术实验A 实验名称：波形发生器实验学院：专业班级：学生姓名：学号：实验时间：实验地点：指导教师：实验原理：1. RC桥式正弦波振荡器(文氏电桥振荡器)图5-12-1所示为RC桥式正弦波振荡器。
其中，RC串、并联电路构成正反馈支路，同时兼作选频网络，R1、R2、Rp、二极管等元件构成负反馈和稳幅环节。
调节电位器Rp,可以改变负反馈深度，以满足振荡的振幅条件和改善波形。
利用两个反向并联二极管VD1、VD2正向电阻的非线性特性来实现稳幅。
VD1、VD2 采用硅管(温度稳定性好)，且要求特性匹配，才能保证输出波形正、负半周对称。
Rs的接人是为了削弱二极管非线性的影响，以改善波形失真。
电路的振荡频率起振的幅值条件其中，，ra为二极管正向导通电阻。
调整反馈电阻Rf(调Rp)，使电路起振，且波形失真最小。
如果不能起振，则说明负反馈太强，应适当加大Rf。
如果波形失真严重，则应适当减小Rf。
改变选频网络的参数C或R,即可调节振荡频率。
一般采用改变电容C作频率量程切换，而调节R作量程内的频率细调。
2.方波发生器方波发生器是一种能够直接产生方波或矩形波的非正弦信号发生器。
实验原理如图5-12-2所示。
它是在滞回比较器的基础上，增加了一个RF、CF组成积分电路，把输出电压经RF。
CF反馈到集成运放的反相输人端，运放的输出端引入限流电阻Rs和两个背靠背的稳压管用于双向限幅。
电路振荡频率为其中方波的输出幅值3.三角波和方波发生器如图5-12-3所示，电路由同相滞回比较器A1和反相积分器A2构成。
比较器A1输出的方波经积分器A2积分可得到三角波Uo, Uo 经电阻R为比较器A1提供输入信号，形成正反馈，即构成三角波、方波发生器。
图5-12-4所示为方波、三角波发生器输出波形图。
由于采用运放组成的积分电路，因此可实现恒流充电，使三角波线性大大改善。
滞回比较器的國值电压，电路震荡频率，方波幅值，三角波幅值调节Rp可以改变振荡频率，改变比值会可调节三角波的幅值。
实验14 综合性实验——由集成运算放大器组成的波形发生器 实验报告模版
开课学院及实验室：电子楼4022012年5月18日
学院
机电学院
年ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ、专业、班
电气102
姓名
夏方舟
学号
1007300069
实验课程名称
模拟电子技术实验
成绩
实验项目名称
由集成运算放大器组成的波形发生器
指导老师
郑炜
一、实验目的
二、实验原理
三、使用仪器、材料
四、实验步骤
五、实验过程原始记录（数据、图表、计算等）
（2）方波和三角波产生电路
利用集成运算放大器组成的具有上、下门限的迟滞比较器，接入RC负反馈回路就可以组成一个简单的方波和三角波发生器。而改变正反向RC积分时间常数又可构成脉冲和锯齿波发生器。图（2）中电路是一个方波、三角波发生器。其中Uo1输出为三角波，Uo2输出为方波。电路由迟滞比较器和一个RC充放电回路组成，双向稳压管DZ用于限定输出幅度，电阻R3为稳压管的限流电阻。
六、实验结果及分析
一、实验目的
1.掌握集成运算放大器的使用方法，构成正弦波、方波和三角波发生器的方法。
2.学会波形发生器的调整和主要性能指标的测试。
3．学会用Multisim电路仿真调整、分析正弦波、方波和三角波发生器
二、实验原理
（1）正弦波产生电路设计
正弦波振荡电路常用的结构有RC移相式振荡器、RC文氏电桥振荡器如图10所示。RC移相式振荡电路结构简单，但其选频性能较差，而且输出幅度不够稳定，输出波形较差，一般只用于振荡频率固定，稳定性要求不高的场合。因此本实验主要使用RC文氏电桥振荡电路。
三、使用仪器、材料
序号
名称
型号与规格
数量
备注
波形发生器实验报告(1)
波形发生器实验报告(1)波形发生器实验报告一、实验目的本实验的目的是通过使用示波器和电子电路来调制和产生不同的波形。
二、实验仪器与器材示波器、经过校准的函数发生器、万用表。
三、实验原理函数发生器是一种电子电路，可以产生不同类型的波形，例如正弦波、方波、三角波等。
为了实现这些波形，函数发生器中需要使用不同的电路元件。
例如，产生正弦波需要使用振荡电路，而产生方波需要使用比较器电路。
函数发生器的输出信号通过示波器来显示和测量。
四、实验步骤1.连接电路：将电源线连接到函数发生器和示波器上。
2.打开电源：按照设备说明书的步骤打开函数发生器和示波器的电源。
3.调节函数发生器：使用函数发生器的控制按钮来选择所需的波形类型，并调节频率和振幅。
使用示波器来观察和测量所产生的波形。
4.调节示波器：使用示波器的控制按钮来调整波形的亮度、对比度、扫描速度等参数，以达到最佳观测效果。
5.记录实验结果：记录所产生的不同波形类型、频率和振幅，并观察和记录示波器的显示结果。
五、实验结果通过本实验，我们成功地产生了正弦波、方波和三角波等不同的波形，并观察了这些波形的频率和振幅。
示波器的显示结果非常清晰，可以直观地观察到波形的特征和参数。
我们还对示波器的参数进行了调整，以获得最佳的观测效果。
六、实验结论本实验通过使用示波器和函数发生器，成功地产生了不同类型的波形，并观察了波形的特征和参数。
这些波形可以应用于各种电子电路实验中，并且需要根据具体应用要求进行调整和优化。
示波器是一种非常重要的测试仪器，可以直接观察和测量电路中的波形和信号特性，因此应用广泛。
模电实验波形发生器实验报告
模电实验波形发生器实验报告模电实验波形发生器实验报告实验名称：模拟电路波形发生器设计与制作实验目的：1.了解正弦波、方波、三角波等基本波形的特性及产生方法；2.掌握模拟电路的基本设计方法和制作技巧；3.加深对电路中各元件的认识和使用方法；4.提高实际操作能力和动手能力。
实验原理：波形发生器是一种模拟电路，在信号发生领域具有广泛的应用。
常见的波形发生器包括正弦波发生器、方波发生器、三角波发生器等。
正弦波发生器：正弦波发生器是一种周期性信号发生器，通过正弦波振荡电路产生高精度的正弦波信号。
常见的正弦波振荡电路有RC，LC和晶体振荡管等。
我们使用的正弦波发生器为Wien桥电路。
方波发生器：方波发生器属于非线性信号发生器，根据输入信号的不同，可以分为单稳态脉冲发生器、双稳态脉冲发生器和多谐振荡器等。
我们使用的方波发生器为双稳态脉冲发生器。
三角波发生器：三角波发生器是一种周期信号发生器，通过将一个线性变化的信号幅度反向后输入到一个比例放大电路中，就可以得到三角波信号。
我们使用的三角波发生器为斜率发生器。
实验步骤：1.按照电路原理图连接电路；2.打开电源，调节电压并测量电压值；3.调节电位器，观察波形在示波器上的变化；4.分别测量各波形的频率和幅值，并记录实验数据；5.将实验结果进行比较分析。
重点技术：1.电路连接技巧；2.相关工具的正确使用方法；3.电路元器件的选择和使用；4.测量和计算实验数据的方法。
注意事项：1.实验中使用电源时应注意电压值和电流值，避免短路和电源过载现象的发生；2.连接电路时应注意电路的接线和连接端子的位置，避免短路和错误连接的情况；3.在实验中应注意对电路元器件的选择和使用，确保电路的正常工作；4.测量和计算实验数据时应认真仔细，避免计算错误和实验数据异常的情况。
实验结论：通过本次实验，我们成功设计和制作了正弦波发生器、方波发生器和三角波发生器。
在实验过程中，我们掌握了模拟电路的基本设计方法和制作技巧，加深了对电路中各元件的认识和使用方法，并提高了实际操作能力和动手能力。
波形发生器实验报告
波形发生器实验报告波形发生器实验报告引言波形发生器是电子实验室中常见的仪器之一，它能够产生不同形状和频率的电信号。
本实验旨在通过搭建和调试波形发生器电路，了解波形发生器的工作原理和应用。
实验目的1. 掌握波形发生器的基本原理和电路结构；2. 学会使用电子元器件和仪器搭建波形发生器电路；3. 调试波形发生器电路，产生不同形状和频率的波形信号。
实验器材与元器件1. 函数发生器2. 示波器3. 电阻、电容、电感等元器件4. 电源5. 连接线实验步骤1. 搭建基本的RC波形发生器电路。
将电阻和电容按照一定的连接方式搭建成RC电路，连接至电源和示波器。
2. 调节电源和示波器的参数。
根据实验要求，设置电源的电压和示波器的时间和电压刻度。
3. 调试波形发生器电路。
通过改变电阻和电容的数值，观察波形发生器输出的波形变化。
记录不同参数下的波形特点。
4. 搭建其他类型的波形发生器电路。
根据实验要求，搭建其他类型的波形发生器电路，如正弦波发生器、方波发生器等。
5. 调试其他类型的波形发生器电路。
通过改变电阻、电容或其他元器件的数值，观察不同类型波形发生器输出的波形特点。
实验结果与分析在实验过程中，我们成功搭建了基本的RC波形发生器电路，并调试出了不同频率和形状的波形信号。
通过改变电阻和电容的数值，我们观察到波形的周期和振幅发生了变化。
当电阻和电容的数值较小时，波形的频率较高；而当电阻和电容的数值较大时，波形的频率较低。
此外，我们还搭建了正弦波发生器和方波发生器电路，并成功调试出了相应的波形信号。
实验总结通过本次实验，我们深入了解了波形发生器的工作原理和应用。
波形发生器作为一种常见的仪器，广泛应用于电子实验、通信、音频等领域。
通过调节电路中的元器件数值，我们可以产生不同形状和频率的波形信号，满足不同实验和应用的需求。
然而，本实验中我们只涉及了基本的RC波形发生器电路和部分常见的波形类型。
在实际应用中，波形发生器还有更多的类型和功能，如脉冲波形发生器、锯齿波形发生器等。
波形发生器专业课程设计实验报告
波形发生器专业课程设计实验报告方法1：选通输入／输出方法。
这时A口或B口8位外设线用作输入或输出，C口4条线中三条用作数据传输联络信号和中止请求信号。
方法2：双向总线方法。
只有A口含有双向总线方法，8位外设线用作输入或输出，此时C口5条线用作通讯联络信号和中止请求信号。
原理框图：硬件设计2.2 数模转换电路因为单片机产生是数字信号，要想得到所需要波形，就要把数字信号转换成模拟信号，所以该文选择价格低廉、接口简单、转换控制轻易并含有8位分辨率数模转换器DAC0832。
DAC0832关键由8位输入寄存器、8位DAC寄存器、8位D/A转换器和输入控制电路四部分组成。
但实际上，DAC0832输出电量也不是真正能连续可调，而是以其绝对分辨率为单位增减，是准模拟量输出。
DAC0832是电流型输出，在应用时外接运放使之成为电压型输出。
1、DAC0832引脚及功效：DAC0832是8分辨率D/A转换集成芯片。
和微处理器兼容。
这个DA芯片以其价格低廉、接口简单、转换控制轻易等优点，在单片机应用系统中得到广泛应用。
D/A转换器由8位输入锁存器、8位DAC寄存器、8位D/A转换电路及转换控制电路组成。
各引脚功效说明：D0～D7：8位数据输入线，TTL电平，有效时间应大于90ns(不然锁存器数据会犯错)；ILE：数据锁存许可控制信号输入线，高电平有效；CS：片选信号输入线（选通数据锁存器），低电平有效；WR1：数据锁存器写选通输入线，负脉冲（脉宽应大于500ns）有效。
由ILE、CS、WR1逻辑组合产生LE1，当LE1为高电平时，数据锁存器状态随输入数据线变换，LE1负跳变时将输入数据锁存；_FER：数据传输控制信号输入线，低电平有效，负脉冲（脉宽应大于500ns）有效；WR2：DAC寄存器选通输入线，负脉冲（脉宽应大于500ns）有效。
由WR2、_FER逻辑组合产生LE2，当LE2为高电平时，DAC寄存器输出随寄存器输入而改变，LE2负跳变时将数据锁存器内容打入DAC寄存器并开始D/A转换。
实验九 波形发生器仿真实验报告
南昌大学实验报告学生姓名：学号: 专业班级：实验类型：■验证□综合□设计□创新实验日期：2017.12.25实验成绩：实验九波形发生器一、实验目的1、学习用集成运放构成正弦波、方波和三角波发生器。
2、学习波形发生器的调整和主要性能指标的测试方法。
二、实验原理RC桥式正弦波振荡器（文氏电桥振荡器）：图2-1 RC桥式正弦波振荡器原理图RC串并联电路构成正反馈支路，同时兼作选频电路，及二极管等元件构成负反馈和稳幅环节。
调节电位器，可以改变负反馈深度，以满足振荡的振幅条件和改善波形。
利用两个反向并联二极管正向电阻的非线性特性来实现稳幅。
采用硅管（温度稳定性好），且要求特性匹配，才能保证输出波形正负半周对称。
的接入是为了削弱二极管非线性的影响，以改善波形失真。
电路的振荡频率起振的幅值条件式中，为正向导通电阻。
调整反馈电阻（调节），使电路起振，且波形失真最小。
如果不能起振，则说明负反馈太强，应该适当加大。
如果波形失真严重，则应该适当减小。
方波发生器：图2-2 方波发生器原理图由集成运放构成的方波发生器和三角波发生器，一般均包括比较器和RC积分器两大部分。
如图所示，滞回比较器及简单RC积分电路组成的方波三角波发生器。
特点是线路简单，但是三角波的线性度较差。
主要用于产生方波，或者对三角波要求不高的场合。
电路振荡频率式中方波输出幅值三角波输出幅值调节电位器（即改变），可以改变振荡频率，但三角波的幅值也会随之变化。
如果想要互不影响，则可以通过改变或者来实现振荡频率的调节。
三角波和方波发生器：图2-3 三角波和方波发生器原理图如果把滞回比较器和积分器首尾相接形成正反馈闭环系统，则比较器输出的方波经积分器积分可得到三角波，三角波又触发比较器自动翻转形成方波，这样即可构成三角波、方波发生器。
由于采用运放组成的积分电路，因此可实现恒流充电，使三角波线性大大改善。
电路振荡频率方波幅值三角波幅值调节可以改变振荡频率，改变比值可以调节三角波的幅值。
波形发生器设计实验报告
波形发生器设计实验报告一、实验目的(1)熟悉555型集成时基电路结构、工作原理及其特点。
(2)掌握555型集成时基电路的基本应用。
(3)掌握由555集成型时基电路组成的占空比可调的方波信号发生器。
二、实验基本原理555电路的工作原理555集成电路开始是作定时器应用的，所以叫做555定时器或555时基电路。
但后来经过开发，它除了作定时延时控制外，还可用于调光、调温、调压、调速等多种控制及计量检测。
此外，还可以组成脉冲振荡、单稳、双稳和脉冲调制电路，用于交流信号源、电源变换、频率变换、脉冲调制等。
由于它工作可靠、使用方便、价格低廉，目前被广泛用于各种电子产品中，555集成电路内部有几十个元器件，有分压器、比较器、基本R-S触发器、放电管以及缓冲器等，电路比较复杂，是模拟电路和数字电路的混合体。
555芯片管脚介绍555集成电路是8脚封装，双列直插型，如图2(A)所示，按输入输出的排列可看成如图2(B)所示。
其中6脚称阈值端(TH)，是上比较器的输入;2脚称触发端(TR)，是下比较器的输入;3脚是输出端(Vo)，它有O和1两种状态，由输入端所加的电平决定;7脚是放电端(DIS)，它是内部放电管的输出，有悬空和接地两种状态，也是由输入端的状态决定;4脚是复位端(MR)，加上低电平时可使输出为低电平;5脚是控制电压端(Vc),可用它改变上下触发电平值;8脚是电源端，1脚是地端。
用555定时器组成的多谐振荡器如图所示。
接通电源后，电容C2被充电，当电容C2上端电压Vc升到2Vcc/3时使555第3脚V0为低电平，同时555内放电三极管T导通，此时电容C2通过R1放电，Vc下降。
当Vc下降到Vcc/3时，V0翻转为高电平。
电容器C2放电所需的时间为t,R1,C,ln2pL2 ( 1-1)当放电结束时，T截止，Vcc将通过R1，R2，R3向电容器C2充电，Vc由Vcc/3 上升到2Vcc/3所需的时间为t,(R1，R2，R3)Cln2,0.7(R1，R2，R3)CpH22 (1-2)当Vc上升到2Vcc/3时，电路又翻转为低电平。
模拟电路实验报告——波形发生器
模拟电路实验报告RC波形发生器电路一．实验设计1.首先需要一个可以产生方波、矩形波、锯齿波、三角波四种波形的电路，分析后可以得知mooc中给出的锯齿波电路(右图)便可以产生这四种波形。
2.根据公式T=2(R PN+R)R/R，可知欲改变信号的频率，可以得到三412种改变信号频率的方法。
｛1>①在AB两点间串联一个滑动变阻器②在CD两点间串联一个滑动变阻器③在B点添加一个滑动变阻器改变分压2>①由公式η=(R PP+R)/(R PN+R)可知若在AB两点间添加滑动变阻44器，则会在改变信号的频率的同时改变信号的占空比，所以不可以在AB两点间串联一个滑动变阻器。
②由公式V OM=(R*V)/R可知若在CD两点间添加一个滑动变阻器，1Z2则会在改变信号的频率的同时改变信号的幅值。
所以也不可以在CD 两点间串联一个滑动变阻器。
③所以只有在B点添加一个滑动变阻器改变分压以此来改变信号的频率是可行的，由此改动电路如下。
3>为保证分压只与滑动变阻器有关，故在在R7后连接一个电压跟随器，并将R和R减小以提高信号的频率，最终电路图如下。
84O二．实验步骤1 2 3 >严格按照最终电路连接好。
>示波器 A 通道两端接在 A 点与地，B 通道两端接在 O 点与地。
>分别将 R 和 R 调整到 0%与 100%，记录下四组照片，这便是锯79齿波与矩形波的图像。
>将 R 和 R 调整到 50%，记录下这组照片，这便是三角波与方波 的图像。
三．理论分析 4 7 9 1 . 理论分析>锯齿波与矩形波(占空比最低)：由公式η=(R PP +R 调整到 0%时(既 R PP =0Ω时)，占空比最低。
当 R 调整到 0%时，分的电压最小，此时信号的周期最小， 频率最高。
当 R 调整到 100%时，分的电压最大，此时信号的周期最大， 频率最低。
>锯齿波与矩形波(占空比最高)：由公式η=(R PP +R 调整到 100%时(既 R PN =0Ω时)，占空比最高。
波形发生器设计报告
波形发生器设计报告摘要波形发生器是一种常用的信号源，广泛地应用于电子电路、自动控制系统和教学实验等领域。
函数信号发生器是一种能够产生多种波形，如三角波、锯齿波、矩形波（含方波）、正弦波的电路。
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，可设计一个能变换出三角波、正弦波、方波的函数波形发生器。
目前使用的信号发生器大部分是函数信号发生器，且特殊波形发生器的价格昂贵。
所以本设计使用的是DAC0832、ICL8038构成的发生器，可产生方波、正弦波等多种特殊波形和任意波形，波形的频率可用程序控制改变。
在单片机上加外围器件独立式键盘，通过键盘控制波形频率的增减、波形幅度的大小以及波形的选择，并用了LCD显示频率大小、波形的种类。
在单片机的输出端口接DAC0832进行D/A转换，通过运放进行波形调整，再通过ICL8038函数发生器，最后输出波形。
本设计具有线路简单、结构紧凑、价格低廉、性能优越等优点。
本设计制作的波形发生器是基于STC89C54RD+单片机可调频发生器，可以输出多种不同频率方波、正弦波，输出的波形的频率、幅度均可调，且操作方便。
关键词：波形发生器；DAC0832；IC8038；单片机一、方案论证 (4)1.1设计要求 (4)1.2方案论证 (4)二、硬件系统的设计 (5)2.1整体框架图 (5)2.2电源模块设计 (5)2.2.1 电源原理 (5)2.2.2 芯片介绍 (6)2.3输入模块设计 (7)2.3.1按键控制模块 (7)2.3.2时钟复位电路 (7)2.4 输出模块设计 (10)2.4.1 LCD显示模块原理 (10)2.4.1 LCD1602芯片介绍 (10)2.5 DA转换模块设计 (11)2.5.1 DA转换模块原理 (11)2.5.2 DAC0832芯片介绍 (12)2.6 ICL8038函数信号发生模块设计 (13)2.6.1 ICL8038函数信号发生模块原理 (13)2.6.2 ICL8038芯片介绍 (14)三、软件设计 (16)3.1输入模块编程 (16)3.2 输出模块编程 (17)3.3 DA转化模块编程 (17)四、仿真与调试 (19)4.1硬件调试 (19)4.1.1电气调试 (19)4.1.2 波形调试 (19)4.1.3波形频率范围调试 (20)4.1.4 波形幅度范围调试 (20)4.1.5 失真度调试 (20)4.2 软件调试 (21)五、心得体会 (22)附录一： (23)一、方案论证1.1设计要求1）信号发生器能产生正弦波、方波；2）输出的频率在100HZ-100KHZ的范围内可调；3）在1000欧负载的条件下，输出正弦波信号的电压峰-峰值Vopp在0-5V的范围可调；4）输出信号的波形无明显失真；5）可实时显示输出信、幅度、频率和频率步进值；1.2方案论证信号发生器的实现方法通常有以下几种：方案一：用分立元件组成的函数发生器，通常是单函数发生器且频率不高，其工作不很稳定，不易调试。
Verilog期末实验报告―波形发生器
Verilog期末实验报告―波形发生器深圳大学实验报告课程名称: Verilog使用及其应用实验名称: 频率可变的任意波形发生器学院: 电子科学与技术学院专业:电子科学与技术班级: 2组号: 指导教师: 刘春平报告人: 陈昊学号: 2007160162 实验地点科技楼B115一、实验目的应用Verilog进行编写四种波形发生的程序，并结合DE2板与DVCC实验板上的D/A转换器在示波器显示出波形。
初步了解Verilog的编程及DE2板的应用，加强对其的实际应用操作能力。
二、实验原理实验程序分为三部分:第一、通过计数器实现内置信号分频，并通过外置开关调节频率来控制输出波形的频率。
第二、设定ROM中的数值，将波形数据存储到ROM中。
第三、设定波形选择开关。
总体设计方案及其原理说明:FPGA图 1-1 系统总体设计方案DDS是一种把数字信号通过数/模转换器转换成模拟信号的合成技术。
它由相位累加器、相幅转换函数表、D/A转换器以及内部时序控制产生器等电路组成。
参考频率f_clk为整个合成器的工作频率,输入的频率字保存在频率寄存器中,经,位相位累加器,累加一次,相位步进增加,经过内部ROM波形表得到相应的幅度值,经过D/A转换和低通滤波器得到合成的波形。
p为频率字,即相位增量;参考频率为,_clk;相位累加器的长度为,位,输出频率,_out为:f_out——输出信号的频率; N————相位累加器的位数;p———频率控制字(步长); f_clk——基准时钟频率。
图1-2 四种波形单周期的取样示意图段地址基地址 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D000 000 1000 001 1700 010 1500 011 1700 100 1000 101 300 110 500 111 301 000 301 001 301 010 301 011 301 100 101 101 101 110 101 111 110 000 010 001 510 010 1010 011 1510 100 2010 101 2510 110 3010 111 3511 000 3511 001 3011 010 2511 011 2011 100 1511 101 1011 110 511 111 0图1-3 函数查找表的设计三、实验内容程序编码:module dds(f_clk,p,choose,data);//端口设定 input [5:0] p; //频率控制字 input[1:0] choose; //波形选择 input f_clk; //内置晶振 output [7:0] data; wire [7:0]data;reg [5:0] addr,address; reg [5:0] i;reg f_out;initialbegini<=0;addr<=0;f_out<=0;endalways @(posedge f_clk) //利用计数器实现任意分频beginif(i==p) //设定频率控制字pbegini=0;f_out=~f_out;endelsei=i+1;endfunction [7:0] romout; //ROM的设定input[5:0] address; case(address) //各波形初值的预装入0 : romout = 10; //正弦波初值 1 : romout = 17;2 : romout = 15;3 : romout = 17;4 : romout = 10;5 : romout = 3;6 : romout = 5;7 : romout = 3;8 : romout = 3; //方波初值 9 : romout = 3;10: romout = 3;11: romout = 3;12: romout = 1;13: romout = 1;14: romout = 1;15: romout = 1;16 : romout = 0; //正三角波初值 17 : romout = 5;18 : romout = 10;19 : romout = 15;20 : romout = 20;21 : romout = 25;22 : romout = 30;23 : romout = 35;24 : romout = 35; //反三角波初值 25 : romout = 30;26 : romout = 25;27 : romout = 20;28 : romout = 15;29 : romout = 10;30 : romout = 5;31 : romout = 0; default : romout = 10'hxx; endcase endfunctionalways@(posedge f_out)beginif(addr==8) //波形数据切换addr=0;elseaddr=addr+1;case(choose) //波形选择开关设定0: address=addr;1: address=addr+8;2: address=addr+16;3: address=addr+24;endcaseendassign data = romout(address);//将ROM中对应数据传递输出端口data输出endmodule四、实验截图1.正弦波示意图:(choose=0时的波形数值)2.方波示意图:(choose=1时的波形数值)3.正三角波示意图:(choose=2时的波形数值)4.反三角波示意图:(choose=3时的波形数值)五、实验总结通过这次期末实验，更进一步认识了Verilog语言的使用，详细了解了整个设计制作和仿真流程，独立思考并通过一步步的调试，逐步摸索和进一步优化程序最终完成实验，锻炼了逻辑思维能力。
Verilog期末实验报告—波形发生器
一、实验目的使用Verilog 软件编写四种波形任意发生器的源代码，用modelsim 软件进行仿真测试，进一步强化Verilog ，modelsim 软件的编程能力为进一步的编程学习打下良好的基础。
二、实验原理该任意波形发生器要实现三个功能：（1）通过计数器并结合拼接操作产生四种波形正弦波，方波，三角波1，三角波形的5位数据地址。
（2）.设定ROM 中对应波形地址地址的8位数值，将所有波形数值存储到ROM 中。
（3）.设定2位的波形选择开关端口。
2bit 00000~00111 01000~01111 3bit data[7:0] 10000~1011111000~11111图 1整体设计方案四种波形要在一个周期内等间隔取8个点，定义对应的数据，下图为示意图，由于编程序需要，数据会进行相应的修改。
图2 四种波形一个周期内的取样示意图地址发生器（0-7）正弦波方波三角波1三角波2cl re 波形选择 1-11正弦方波三角波1三角波2y xx88yyx1四种波形数据地址对应的数据的存储器ROM根据示意图，由于实际情况需要，将正弦波平移至x轴以上，并将所有波形的峰峰值取大100倍。
下表1是ROM存储器三、实验内容任意波形发生器verilog程序代码：module wave(data,clk,add1，reset);//顶层模块端口定义output[7:0]data;input clk,reset;input[1:0] addr1;Wire[1:0] addr1;wire clk,reset;//输入输出变量定义ADDR 4(addr,clk,addr1,reset);//地址发生器模块调用rom 1(addr,data);//ROM存储器模块调用endmodulemodule ADDR(addr,clk,addr1,reset);output[4:0] addr;input clk,reset;wire clk,reset;reg[2:0] addr2;wire[1:0] addr1;reg[4:0] addr;initial addr2=3'b000; //定义计数初值always @(posedge clk or posedge reset)//每当有clk,或reset信号开启程序beginif(reset)beginaddr2<=0;//同步复位addr<=0;endelse if(addr2>=7)//addr2计数至7时，addr2复位beginaddr2<=0;endelsebeginaddr2<=addr2+1;//addr2由0至7计数addr<={addr1,addr2};//addr1与addr2地址拼接为addr的最终地址endendendmodulemodule rom(addr,data);//数据存储器模块input[4:0] addr;output[7:0] data;function[6:0] romout;//定义函数，存储32个波形取样点地址的数据input[4:0] addr;reg[4:0] addr;wire[7:0] data;case(addr)//根据不同地址，得到不同数据。
波形发生电路实验报告
实验报告课程名称：电路与电子实验Ⅱ指导老师：yyy 成绩：__________________实验名称：波形发生器电路实验类型：模电同组学生姓名：一、实验目的二、实验原理三、实验接线图四、实验设备五、实验步骤六、实验数据记录七、实验数据分析八、实验结果或结论一、实验目的和要求1.了解正弦波振荡的基本工作原理。
2.掌握RC 桥式正弦波振荡电路的分析、设计和调试方法。
3.深入理解正弦波振荡电路的起振条件、稳幅特性。
4.学习方波（矩形波）、三角波（锯齿波）振荡电路。
5.掌握比较器的使用；实现滞回比较器、窗口（三态）比较器6.以某个方波发生电路为例，比较LM358和LM393作为比较器对于波形性能有什么影响二、实验内容和原理a)正弦波振荡➢线性放大电路：器件工作在线性放大区（通频带内），负反馈；➢正弦波振荡电路：器件工作在线性放大区（通频带内），正反馈——首要条件正弦波振荡——无输入时，即能产生稳定（幅度、频率）的正弦波输出➢RC 桥式正弦波振荡电路✓正反馈，RC串并联网络✓电压传输系数为F(+)=V fV o =Z2Z1+Z2=1(1+C2C1+R1R2)+j(ωR1C2−1ωR2C1)✓✓RC桥式正弦波振荡电路设计方案右图所示用二极管实现自动稳幅的RC桥式正弦波振荡电路。
二极管的非线性：实现稳幅并有利于稳幅，但易引起失真；R3 ：减少失真，但不利于稳幅增益：b)方波发生器i.滞回比较器加简单RC 积分器构成的方波发生器振荡周期T 或振荡频率f 为：优点：简单缺点：三角波的线性度不好，主要用于产生方波。
c)矩形波和锯齿波发生电路d)比较器及应用电路i.LM393工作电源电压范围宽，单电源、双电源均可工作，单电源：2～36V，双电源:±1～±18V；消耗电流小，Icc=0.8mA；输入失调电压小，VIO=±2mV；共模输入电压范围宽，Vic=0～Vcc-1.5V；输出与TTL，DTL，MOS，CMOS 等兼容；LM393的输出部分是集电极开路，两个比较器的输出可以直接并联，共用外接电阻，实现“线与”。
波形发生器实验报告
单片机课程设计报告波形发生器2014 年02 月23日1、用户需求1、产生三角波、方波、正弦波信号2、输出信号的频率和幅度可以通过按键来改变,，分析波形产生的最高频率。
2、设计任务基于AT89C51的波形发生器主要功能如下：（1）可以三产生角波、方波、正弦波信号并通过按键控制。
（2）输出信号的频率和幅度可以通过按键来改变，分析波形产生的最高频率。
（3）以单片机为核心，经过D/A转换和放大电路的处理，最后输出信号。
3、原理框图及说明根据设计任务，设计如下框图：图1、原理框图电源部分，为单片机提供5V稳压电源；8位按键提供给用户用来选择需要输出的波形，以及修改频率及方波占空比；数码管显示所选择的的波形代号，1代表正弦波，2代表方波，3代表锯齿波，4代表三角波；幅度调节电路用来调节输出波形的幅度；D/A转换及放大电路可以将数字信号转换成模拟信号输出我们所需要的波形；显示电路则是将波形显示在屏幕上。
89C51上电后，扫描P1口，判断是否有键按下，进行相应的操作。
根据原理框图，设计电路图如附件1.设置的3位按键分别为S1代表正弦波，S2代表方波，S3代表锯齿波，S4代表三角波，S5代表增加方波占空比，S6代表减小方波占空比，S7代表增加频率，S8代表减小频率。
4、主要电路说明、元件选择及参数计算简易函数信号发生器原件清单如下：4.1主控芯片单片机的介绍(1)AT89C51的引脚如图2.2所示。
AT89C51单片机的40个引脚可分为：电源引脚2根、时钟引脚两根、控制引脚4根、输入/输出引脚32根。
各引脚功能描述如下：（1）主电压引脚●V CC：电源端，正常工作时接+5V电源● V SS：接地端（2）时钟引脚●XTAL1：内部振荡电路的反相放大器的输入端，接外部晶振和微调电容的一端。
采用外部时钟电路时，对HMOS型工艺的单片机而言，此引脚应接地；对CHMOS型而言，此引脚应接外部时钟的输入端。
●内部振荡电路的反相放大器的输出端，接外部晶振和微调电容的另一端。
信号发生器实验报告波形发生器实验报告
信号发生器一、实验目(de)1、掌握集成运算放大器(de)使用方法,加深对集成运算放大器工作原理(de)理解.2、掌握用运算放大器构成波形发生器(de)设计方法.3、掌握波形发生器电路调试和制作方法 .二、设计任务设计并制作一个波形发生电路,可以同时输出正弦、方波、三角波三路波形信号.三、具体要求（1）可以同时输出正弦、方波、三角波三路波形信号,波形人眼观察无失真. （2）利用一个按钮,可以切换输出波形信号.. （3）频率为1－2KHz 连续可调,波形幅度不作要求. （4）可以自行设计并采用除集成运放外(de)其他设计方案（5）正弦波发生器要求频率连续可调,方波输出要有限幅环节,积分电路要保证电路不出现积分饱和失真.四、设计思路基本功能：首先采用RC 桥式正弦波振荡器产生正弦波,然后通过整形电路(比较器)将正弦波变换成方波,通过幅值控制和功率放大电路后由积分电路将方波变成三角波,最后通过切换开关可以同时输出三种信号.五、具体电路设计方案Ⅰ、RC 桥式正弦波振荡器图1图2电路(de)振荡频率为：RCf π210=将电阻12k,62k 及电容100n,22n,分别代入得频率调节范围为：~,~,~3015Hz.因为低档(de)最高频率高于高档(de)最低频率,所以符合实验中频率连续可调(de)要求.RP2 R4 R13 组成负反馈支路,作为稳幅环节.R13与D1、D2并联,实现振荡幅度(de)自动稳定.D1、D2采用1N4001二极管.在multisim 软件仿真时,调节电位器25%~35%时能够起振.如左图1所示,正弦波振荡器采用RC 桥式振荡器产生频率可调(de)正弦信号.J 1a 、J 1b 、J 2a 、J 2b 为频率粗调,通过J 1 J 2 切换三组电容,改变频率倍率.R P1采用双联线性电位器50k,便于频率细调,可获得所需要(de)输出频率.R P2 采用200k(de)电位器,调整R P2可改变电路A f 大小,使得电路满足自激振荡条件,另外也可改变正弦波失真度,同时使正弦波趋于稳定.下图2为起振波形.电路起振条件：左右22134p p f R R R R A ++=,代入数据解得Ω≤k R P 11.1002左Ⅱ方波发生器由正弦波振荡器产生(de)一定频率(de)正弦信号经过比较器产生一同频率(de)方波.如图3. 电路输出端引入(de)限流电阻R6 和两个背靠背(de)稳压管D3、D4（采用1N4734）组成双向限幅电路.UA741在这里实际上是一个电压比较器,当输入电压比基准电压高时,输出高电平,当输入电压比基准电压低时,输出低电平,输出端输出与输入同频率(de)方波.图3 图4Ⅲ比例运算放大电路转换开关J 5(de)作用是通过开关切换与比例运算放大电路连接,输出一定幅度(de)正弦波或方波.通过调节RP3（200k ）调节放大倍数,936R R R A p f 右+=.如图4所示.在multisim 软件仿真时,当R P3 调节到50%时,（计算结果10%50-1*20033.0）（+=f A =）放大前信号（左图5）与放大后信号（右图6）如下图所示.图5 图6两幅图所占格数基本一致,左图中每格代表10v,右图中每格则代表100v,则此时信号约被放大了10倍. Ⅳ三角波发生器将J 公共端接到示波器上,当J 5与J 状态均处于上图状态时,输出(de)是正弦波,当拨下J 5 但J 状态如上图时,输出(de)是方波,当同时拨下J 5与J 时,输出(de)是三角波.总电路图如下图所示：六、实验过程及内容：1按照原理计算参数,确定选用电容电阻(de)参数 2按照原理图用multisim 进行仿真3按照电路图在电子实验箱中连线,进行测试 4按照电路图焊电路板5对焊好(de)电路板进行测试：观察波形及记下实际可调频率,并进行误差分析. 观察到(de)波形如下图所示：被放大后(de)方波信号通过积分电路既可得到三角波.⎰-=dt U C R U i O 9121s C R 01.0912==τ>> t mt m 是充电至饱和时间,如此选择参数可以保证电路不出现积分饱和失真,符合设计要求.实测频率为：Hz ~ Hz,113 Hz~595 Hz,,562Hz~2870Hz七、数据处理分析1波形均未失真,符合设计要求由上表可知,实测频率均比理想频率小,当仍符合低档(de)最高频率高于高档(de)最低频率,所以符合实验中频率连续可调(de)要求.出现误差(de)可能原因有：1）电容和电阻实际值和标值不完全一致,可能偏大.2）导线有微小阻抗,导致电路中阻抗增大.uA741（单运放）是高增益运算放大器,用于军事,工业和商业应用.这类单片硅提供输出短路保护和闭锁自由运作.芯片和工作说明：1和5为偏置(调零端),2为正向输入端,3为反向输入端,4接地,6为输出,7接电源8空脚内部结构图：十、收获和体会：通过本次实验充分认识到思考问题(de)重要性,碰到问题时要冷静分析电路图,实验与理论(de)结合才能更好(de)完成设计.又通过本次实验,从设计电路到焊接以及到最后调试都是慢慢摸索,认真思考,团结合作,学到了很多知识与经验.。
波形发生器实验报告
波形发生器实验报告波形发生器实验报告第一部分设计内容一、任务利用运算放大器设计并制作一台信号发生器，能产生正弦波、方波、三角波、锯齿波等信号，其系统框图如图所示。
二、建议1不采用单片机，同时实现以下功能：(1)至少能产生正弦波、方波、三角波、锯齿波四种周期性波形;在示波器上可以清晰地看清楚每种波形。
20分(2)输入信号的频率可以通过按钮调节;(范围越大越不好)20分后(3)输出信号的幅度可通过按钮调节;(范围越大越好)20分(4)输入信号波形并无显著杂讯;10分后(5)稳压电源自制。
10分(6)其他2种拓展功能。
20分后信号发生器系统框图第二部分方案比较与论证方案一、以555芯片为核心，分别产生方波，三角波，锯齿波，正弦波电路布局例如图1右图图1此方案较直观，但是产生的频率比较小最后输入正弦波时，信号受到阻碍小。
方案二‘由直观的分立元件产生，可以利用晶体管、lc震荡电路，积分电路的同时实现方波三角波，正弦波的产生。
此方案原理简单但是调试复杂，受干扰也严重。
方案三、使用内置图夫尔如(lm324)构建rc文氏正弦振荡器产生正弦波，正弦波的频率，幅度均调节器，再将产生的正弦波经过过零比较器，同时实现方波的输入，再由方波至三角波和锯齿波。
此方案电路简单，在集成运放的作用下，可以较容易的测到所需的波形。
通过调整参数可以得到较完美的波形。
实际设计过程使用方案三，基本原理例如图2右图基本设计原理框图(图2)第三部分：电路原理及电路设计电路的构成：1、正弦波采用rc桥式振荡器(如图3), rc 串并联网络是正反馈网络，rf 和r1为负反馈网络。
为满足用户震荡的幅度条件||=1，所以af≥3。
加入rf、r1支路，构成串联电压负反馈。
当电路达至平衡平衡状态时：由以上原理可设计出产生正弦波的电路图：图4其中r4为小电阻，只要满足r4+r5略大于2r1使||>1,电路便Eymet奋，随着输入的减小a自动降至||=1，使得输出稳定在某一值。
波形发生器实验报告
波形发生器实验报告实验仪器本次实验主要使用的仪器是波形发生器和示波器，其中，波形发生器是一种电子工具，可以发出各种波形信号，包括正弦波、方波、三角波等，主要用于测试电路的性能以及信号调试等方面。
示波器则是一种测量电信号的仪器，可以将电信号转化为可视化的波形，方便工程师进行测量和分析。
实验目的本次实验的主要目的是通过对波形发生器进行实验，了解波形发生器的工作原理、掌握波形的产生和调试方法，以及了解不同类型波形对电路的功效影响。
实验内容本次实验主要分为以下几个部分，分别为：正弦波产生、方波产生、三角波产生、调制波产生、频率和振幅调节和FFT 测量。
1. 正弦波产生首先，通过连接电源红黑极线和地线，将波形发生器及示波器连接电源，打开波形发生器开关，进入正弦波发生模式，将正弦波的频率参数设置在1kHz左右，然后将信号输出端连接至示波器通道A的输入端，打开示波器，在垂直方向调整光标，使波形垂直偏移最小，在水平方向调整光标，使波形居中，然后开始观测正弦波形。
2. 方波产生在正弦波产生模式下，通过在波形发生器上打开方波信号开关，设置相应频率和振幅参数，将信号输出端连接至示波器通道A的输入端，打开示波器，在垂直方向调整光标，使波形垂直偏移最小，在水平方向调整光标，使波形居中，然后开始观测方波形。
3. 三角波产生在正弦波产生模式下，通过在波形发生器上打开三角波信号开关，设置相应频率和振幅参数，将信号输出端连接至示波器通道A的输入端，打开示波器，在垂直方向调整光标，使波形垂直偏移最小，在水平方向调整光标，使波形居中，然后开始观测三角波形。
4. 调制波产生在正弦波产生模式下，通过在波形发生器上打开调制波信号开关，将调制波输出端连接至示波器通道B的输入端，然后将信号输出端连接至示波器通道A的输入端，打开示波器，分别观测A、B两路波形，通过观察示波器的显示屏，可以看到调制波对于正弦波的影响。
5. 频率和振幅调节通过在波形发生器上设置相应的频率和振幅参数，可以调节所产生的波形信号的频率和振幅，进一步了解不同频率和振幅对于电路的发挥作用。
电子模拟波形发生器设计研究实验报告
电子模拟波形发生器设计研究实验报告摘要波形发生器是用来产生一种或多种特定波形的装置，这些波形通常有正弦波、方波、三角波、锯齿波，等等。
以前，人们常用模拟电路来产生这种波形，其缺点是电路结构复杂，所产生的波形种类有限。
随着单片机技术的发展，采用单片机电路产生各种波形的方法已变的越来越普遍。
虽然，可能产生的波形会呈微小的阶梯状，但是，只要设计得当，这一问题可以得到一定的解决。
本设计使用的是555_virtual构成的发生器,可产生三角波、方波、正弦波等多种特殊波形和任意波形，波形的频率可用程序控制改变本设计制作的波形发生器，可以输出多种标准波形，如方波、正弦波、三角波、锯齿波等。
1设计的目的及任务1.1课程设计的目的1.1.1利用所学微机的理论知识进行软硬件整体设计，锻炼学生理论联系实际、提高我们的综合应用能力。
1.1.2本次课程设计是以微机为基础，设计并开发能输出多种波形（正弦波、三角波、锯齿波、方波、梯形波等）且频率、幅度可变的函数发生器。
1.1.3掌握各个接口芯片的功能特性及接口方法，并能运用其实现一个简单的微机应用系统功能器件。
1.1.4在平时的学习中，我们所学的知识大都是课本上的，在机房的练习大家也都是分散的对各个章节的内容进行练习。
因此，缺乏一种系统的设计锻炼。
在课程所学结束以后，这样的课程设计十分有助于学生的知识系统的总结到一起。
1.1.5通过这几个波形进行组合形成了一个函数发生器，使得我对系统的整个框架的设计有了一个很好的锻炼。
这不仅有助于大家找到自己感兴趣的题目，更可以锻炼大家微机知识的应用。
1.2设计任务和要求1.2.1设计要求：设计并仿真能产生方波、三角波及正弦波等多种波形信号输出的波形发生器。
输出波形频率范围为0.02HZ~20HZ且可连续调。
各种波形幅值均连续可调。
设计电路所需的直流电源。
写出设计报告1.2.2方案论证，确定总体电路原理方框图及原理图。
1.2.3单元电路设计，元器件选择。
实验二 DDS波形发生器设计实验报告
实验二 DDS波形发生器设计实验报告一．实验任务及要求任务：利用FPGA+DAC，设计一个DDS信号发生器。
要求：（1）分辨率优于1Hz（2）ROM表长度8位、位宽10位（3）输出频率优于100kHz（每周期大于50个点）（4）显示信号频率/频率控制字二．实验设计方案用CPLD,FPGA实现DDS波形发生器设计⑴用QuartusII的原理图输入来完成系统的顶层设计。
⑵相位累加器调用用HDL编写。
⑶波形存储器通过调用lpm_rom元件实现，其LPM_FILE的值*.mif是一个存放波形幅值的文件。
⑷频率－频率控制字之间的转换，可用乘、除法模块（LPM）设计以及用VHDL语言编写。
其具体实现方案如下原理图输出频率：(1) 通过时钟频率, 改变输出波形的频率(2) 改变寻址的步长来改变输出信号的频率—DDS设：相位累加器为N位, Sin表的大小为2P，累加器的高P位用于寻址Sin表.时钟频率为f C,若累加器按步进为M地累加直至溢出，称M为频率控制字。
三．系统硬件设计1）DDS参数计算①相位寄存器每经过2N/M个时钟fc后回到初始状态，相应地正弦查询表经过一个循环回到初始位置，整个DDS系统输出一个正弦波。
则输出正弦波周期 To=Tc*2n／M即输出正弦波频率 f out=M×fc/2n②要求分辨率优于1Hz 则fc/2n<1③输出频率优于100kHz（每周期大于50个点）则f out=M×fc/2n >100KH2n/M>50由②、③可得输入频率fc>5MHZ,在实验中我们设脉冲频率为10MHZ。
2）在实验中采用24位相位累加器（即n=24），用VHDL创建功能模块。
原理：通过频率控制字控制相位累加，直至溢出，取其高8位作为查询sin表的地址，从而控制输出的波形。
3）频率控制字M的设置，用VHDL创建功能模块aa设置a1,a2,a3三个输入端，其不同的输入组合对应控制频率控制字M的各个位，确定控制位后，通过输入单脉冲控制其大小，直到输入所需控制字，同时设置了复位端rst1。
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波形发生器（A题）设计报告学员：范广腾200604013009陈雷200604013012范晓雷200604014027摘要本系统主要以单片机为控制核心，由FPGA模块、键盘输入模块、LED显示模块、DA转换输出、巴特沃斯有源低通滤波器等部件组成。
采用DDFS技术，该系统具有较宽频率带、步进值小和频率精度高等特点。
1. 设计任务设计制作一个波形发生器，该波形发生器能产生正弦波、方波、三角波和由用户编辑的特定形状波形。
2. 设计要求及完成情况汇总2.1.基本要求3. 方案设计和论证3.1. 波形发生器方案1 :采用传统的直接颇率合成DS 技术。
这种方法能实现快速频率变换.具有低相位嗓声以及所有方法中最高的工作濒率。
但由于采用大量的倍频，分频、混颇和滤波环节。
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;更重要的是；这种方法只能实现正弦波，或者进而由积分、微分等方法实现方彼、三角波等标准波形、但却无法实现题目所要求的任意波形。
方案2;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频率信号，抑制杂散分量，并且省去了大量的滤波器，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，镇定时间较长，故领率转换时间较长。
而且，由模拟方法合成的正弦波的参数，如幅度、频率和相位都很难控制:除此之外，同方案1类似，此方案也无法实现任意波形的输出。
方案3;采用直接数字式频率合成器(Direct Digital Frr-quency Synthesis,简称DDB 或DDB).用随机读写存储器RAM 存储所需波形的盆化数据.按照不同频率要求以频率控制字k 为步进对相位增量进行票加，以票加相位值作为地址码读取存放在存储器内的波形数据.经D/A 转换和幅度控制，再滤波即可得所需波形(如图1)。
由于DDS 具有相对带宽很宽、颇率转换时间极短(可小于20ns)、频率分辨率可以做得很高(典型值为0.001Hz)等优点。
另外，全数字化结构便于集成.抽出相位连续.频率、相位和幅度均可实现程控，而且理论上能够实现任意波形，可以完全满足本题目的要求。
于是我们采用了此种方案。
图1 系统流程3.2. 幅度控制方案1：采用双数模转换技术，由单片机控制对DAC0800置数.改变其输出电流，经电流/电压转换后通过电阻以电流源的形式作为高速乘法型D/A 转换器DAC0800的基准电流，由此即可控单片机控制输出波形的福度。
但此种方法不能准确实现步进0. I V 的要求，且当基准电平为零时.其物出不一定为零。
方案2：采用数控电位器组成的电阻分压网络，但由于数控电位器的分挡数(3挡)不能满足题目的要求.而组合接法又比较复杂，故未采用此种方案。
方案3：幅度控制器由DAC0800控制.利用其内部的电阻分压网络，将其作为数控电位器使用。
将DAC0800的输出波形作为下一片DAC0800的电压基准源输入，其输出波形幅度将为V=(N/256)x Vin,其中N为单片机输人的幅度控制字。
我们采用了此种方法。
通过一精密可调点压源调整输出为峰一峰值0—10V，再送入次片DAC0800由单片机控制其幅度。
从而实现峰一峰值0.1V步进调整。
3.3.滤波为了消除波形表生成时所带来的毛刺及生成正弦波时进行数摸转换所产生的高频分量.我们在系统的后级设计了滤波器来提高产生的波形质量。
方案1:采用二阶切比雪夫低通滤波器。
切比雪夫滤波器的幅度响应在通带内是在两个值之间波动，在通带内的波动次数取决于滤波器的阶数。
理想的切比雪夫滤波器在靠近截止频率的部分有比巴特沃思滤波器更接近矩形的频率响应。
这一点是以通带内允许彼动为代价而得到的。
方案2:采用二阶巴特沃思低通滤波器。
巴特沃思滤波器的幅度函数是单调下降的，由于n阶低通巴特沃思滤波器的前(2n-1)阶导数在w=0处为零、所以巴特沃思滤波器也称为最大平坦幅度滤波器。
由于本题目中我们要滤除的频率分量主要为D/A产生的高频分量(1M和10M )，与我们所要保留的频率（w<20kHz)相差很远、所以相对来说，滤波器在通带内的平坦程度对我们而言.比其袭减陡度更为里要，而且，巴特沃思滤波器的元件值也较合乎实际情况，不像绝大多数其他类型滤波器对元件值要求那么苛刻:在截止频率附近.频率响应钝化可能使这些滤波器在要求锐截止的地方不合要求。
基于上述考虑.我们决定采用第二种方案。
4. 系统设计4.1.总体设计思路根据题目的要求，我们制定出了整体的设计方案：以两片单片机89S52小系统加Xillix Spartan-III F PGA为核心，完成四方面的功能：处理键盘数据.生成波形表存储于FPGA开发板的RAM中；控制液晶显示；控制DAC0800进行幅值转换；传送频率控制字Fre_Word值给FPGA处理。
FPGA主要用于实现DDS技术中累加器的功能：一方面.在很大程度上提高了系统的速度；另一方面，我们将单片机的外围芯片74LS377, 74LS373 , 图2 系统框图74LS138、74LS02都集成在FPGA内，既充分利用了FPGA的资源，又减少了单片机与外部设备的接口，提高了系统的可靠性；由DAC0800内部的电阻分压网络实现幅度控制.继而经过二阶巴特沃思低通滤波器进行滤波，再经运放和三极管进行扩流。
从而可以得到所需的任意一种具有一定带负载能力的波形（系统框图参见图2）4.2.各模块具体实现原理分析和说明4.2.1. 波形表生成模块根据题目的基本要求:A.可产生正弦波、方波、三角波三种周期性波形；B.键盘输人编辑生成上述三种波形的线性组合波形.以及由基波及其5次以下谐波线性组合的波形。
我们设计了下述实现方案：将归一化的正弦波、方波、三角波的5次谐波以下的波形存储在E2PROM中，每种波形存储256个点。
然后由单片机根据键盘输人的不同要求，令各点数据乘以相应的系数并盛加，再将所得到的新的256个字节的数据送RAM，此时我们便得到了所需要的波形数据表。
4.3.频率控制模块这一模块是由单片机控制FPGA实现的。
FPGA完成相位累加器(结构图见图3)的功能，而频率控制字k是由单片机给出的。
之所以使用FPGA而不用单片机实现累加器功能，是由于考虑到用单片机上限频率无法满足扩展部分200 kH的要求。
另外，使用FPGA借助硬件实现.还节省了单片机的资源，使其有足够的空间完成数据处理以及其它控制功能。
我们采用了Xillix公司的XC3S200，这是Xillix公司40 万门系列产品，有较高的速度和较大规模的逻辑阵列，完全满足我们的要求。
相位累加器(见图3)是实现DDS的核心，它由一个N位字长的二进制加法器和一个固定时钟脉冲取样的N位相位寄存器组成。
在每个时钟脉冲到达时，相位寄存器采样上卜时钟周期内相位寄存器的值与频率控制字吸之和，并作为相位累加器在这一时钟周期的输出。
当相位累加器积满量时就会产生一次溢出，从而完成一个周期性的动作，这个动作周期即是DDS 合成信号的一个频率周期。
于是，输出信号波形的频率表示式为:fo=（fc×N)/2K。
由该式可知，输出信号频率主要取决于频率控制字k，当k增大时，fn可以不断地提高。
由抽样定理。
最高输出频率不得大于f c/2，而根据实验验证，实际工作额率小于f c/3时较为合适。
根据题目基本和扩展要求:频率范围扩展至100Hz-200kHz,频率步进间隔≤10OHz（实际以95Hz步进），我们取f c =1OMHz(fc的取值受到D/A转换速率的限制，井非越高越好，因为数模转换部分采用的是DAC08，其转换速度为85ns，约为11.7MHz,综合考虑。
我们选取晶振基准频率为10MHz),N=24位.这样，理论上在200kH时，我们的设计所产生的波形在一个周期内仍然有50个点，经后级处理，效果仍然会不错。
而且频率分辨率fmin=fc/2h=107/224=0.6Hz，可以实现1Hz的步进。
4.4.数模转换及幅度控制模块1．数模转换采用转换速度为85 ns、带宽10MHz的8位单调高速乘法器A/D DAC08。
DAC08具有快速的稳定时间可完全满足波形发生器的要求，输出级接一运放作为电压电流转换器，可得到一5.000~+4. 960V双极性电压输出:2．幅度拉制使用带宽1 MHz的DAC0832实现。
利用DAC0800内部的电阻分压网络，将经DAC08产生的波形作为DAC0800的电压基准源，由单片机控制输人的数字量从而实现幅度(峰一峰值))O. 1 V步进的调整。
其接法如图4所示。
对于阶梯正弦波进行傅里叶分析，可以证明若一周期采样点数为N，则其高次谐波能量主要集中在输出频率的N±1倍频上，其幅值为基频的1/ (N±1)。
进行低通滤波，可以平滑其台阶。
另外，我们还需要滤除由DAC08产生的1MHz和10MHz的高频分量。
由于领率覆盖范围较大(1Hz - 200kHz)。
且需产生多种波形，为了使整个频率范围内都可以有较理想的滤波效果，我们采用了分段低通滤波的方式，在整个频率范围内将其分为三种情况:中心频率为25kHz的巴特沃思低通滤波器;中心频率为250kHz的巴特沃思低通滤波器;全通滤波器。
其中，频率位于20kHz以下的正弦波采用中心频率为25kHz的巴特沃思低通滤波器。
频率位于200kHz以下的正弦波采用中心领率为250kHz的巴特沃思低通滤波器，三角波及方波直接输出，由此我们可以得到较好的波形输出(见图5)。
图5稳幅滤波电路4.5.功率输出模块采用TIP122,TIP127来进行V向扩流以提高其带载能力，可以完全满足发挥部分所要求的稳幅输出能力，当负载变化时，其输出电压幅度变化小于3%.如图6所示。
图6 功率输出5. 软件设计5.1.软件功能及算法程序全部由C语言编写，可实现波形选择、频率幅度输入，波形编辑、频谱和失真度计算等功能。
采用液晶分屏显示波形、频率、幅度、失真度和前8次谐波分量。
波形编辑有两种方式:一种为输入前五次谐波系数、通过线性运算生成所需波形的波形表;另一种为输入16个采样值，通过线性插值生成所需波形的波形表。
频谱计算:出于计算量上的考虑.我们没有采用FFF算法，而是采用了直接计算傅立叶系数的方法，将积分运算近似成求和运算.得出波形的近似倾谱分量:失真度:由上面计算出来的频谱根据定义计算、扫频:使领率控制字按周期变化。
图7为其流程图。
图7系统流程图6. 误差分析由于DDS的工作原理是基于数字取样及数模恢复的处理，所以输出的模拟信号中必然会有杂散噪声，其来源主要有以下三方面的因素:6.1.相位误差6.1.1. 相位舍位引起的误差。