函数信号发生器课程设计Word
信号发生器课程设计报告完整版
信号发生器课程设计报告HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】目录一、课题名称 (2)二、内容摘要 (2)三、设计目的 (2)四、设计内容及要求 (2)五、系统方案设计 (3)六、电路设计及原理分析 (4)七、电路仿真结果 (7)八、硬件设计及焊接测试 (8)九、故障的原因分析及解决方案 (11)十、课程设计总结及心得体会 (12)一、课题名称:函数信号发生器的设计二、内容摘要:函数信号发生器作为一种常用的信号源,是现代测试领域内应用最为广泛的通用仪器之一。
在研制、生产、测试和维修各种电子元件、部件以及整机设备时,都要有信号源,由它产生不同频率不同波形的电压、电流信号并加到被测器件或设备上,用其他仪器观察、测量被测仪器的输出响应,以分析确定它们的性能参数。
信号发生器是电子测量领域中最基本、应用最广泛的一类电子仪器。
它可以产生多种波形信号,如正弦波,三角波,方波等,因而此次课程设计旨在运用模拟电子技术知识来制作一个能同时输出正弦波、方波、三角波的信号发生器。
三、设计目的:1、进一步掌握模拟电子技术知识的理论知识,培养工程设计能力和综合分析能力、解决问题的能力。
2、基本掌握常用电子电路的一般设计方法,提高电子电路的设计和实验能力。
3、学会运用Multisim仿真软件对所做出来的理论设计进行仿真测试,并能进一步解决出现的基本问题,不断完善设计。
4、掌握常用元器件的识别和测试,熟悉万用表等常用仪表,了解电路调试的基本方法,提高实际电路的分析操作能力。
5、在仿真结果的基础上,实现实际电路。
四、设计内容及要求:1、要求完成原理设计并通过Multisim软件仿真部分(1)RC桥式正弦波产生电路,频率分别为300Hz、1KHz、10KHz、500KHz,输出幅值300mV~5V可调、负载1KΩ。
(2)占空比可调的矩形波电路,频率3KHz,占空比可调范围10%~90%,输出幅值3V、负载1KΩ。
DDS函数信号发生器的设计与实现-课程设计.docx
DDS函数信号发生器的设计与实现•课程设计DDS函数信号发生器的设计与实现一、主要功能要求:1、设计任务(1)正弦波、三角波、方波、锯齿波输出频率范围:1KHZ~1MHZ(2)具有频率设置功能,频率步骤:100HZ;(3)输出信号频率定度:优于10 A4(4)输出电压幅度:在5K负载电阻上的电压峰一一峰值Vopp^lV;(5)失真度:用示波器观察使无明显失真。
2、基本要求:(1)掌握采用FPGA硬件特性、及软件开发工具MAXPLUS II的使用。
(2)掌握DDS函数信号发生器的原理,并采用VIIDL语言设计DDS内核单元。
(3 )掌握单片机与DDS单无连接框图原理,推导出频率控制字、相位控制字的算法。
(4)设计键盘输入电路和程序并调试。
掌握键盘和显示(LCD1602)配合使用的方法和技巧。
(5)掌握硬件和软件联合调试的方法。
(6)完成系统硬件电路的设计和制作。
(7)完成系统程序的设计。
(8)完成整个系统的设计、调试和制作。
(9)完成课程设计报告。
3、捉高部分:(1)三角波、方波输出频率范围:1KHZ〜1MHZ;(2)产生二进制PSK、ASK信号:再50KHZ固定频率载波进行二进制键控,二进制基带序列码速率固定为10Kbps,二进制基带序列信号自行产生。
(3)设计高速DA转换电路。
4、发挥部分:(1)对数据频率进行倍频。
二、整体设计框图及整机概述:1、DDS的实现原理:它建立在采样定理的基础上,首先对需要产生的波形进行采样,将采样值数字化后存入存储器作为查找表,然后再通过查表将数据读出,经过D/A转换器转换成模拟量,把存入的波形重新合成出来.2、整体设计框图图一DDS函数信号发生器系统框图结构3、整机概述:整个DDS信号发生器由单片机子系统,DDS子系统,模拟子系统三部分组成。
单片机子系统由单片机、人机接口组成,人机接口由液晶显示器和键盘组成,通过键盘选择信号波形和输入信号频率,液晶用来显示波的类型和波当前的频率值。
模电课程设计:函数信号发生器的设计
《电路与模拟电子技术》课程设计任务书低频函数信号发生器的设计任务和要求:1 设计并制作能产生正弦波、矩形波(占空比可调)和锯齿波等多种信号的函数信号发生器。
2 主要技术指标和要求(1)输出的各种信号波形工作频率范围10Hz~10kHz,连续可调;(2)输出的各种信号波形幅值0~10V,连续可调。
高精度60Hz信号频率,经电容C3耦合到运放器741的②脚进行信号放大,然后从741的⑥脚输出。
调节电位器RP时,XS1插口输出0~1V,XS2插口输出0~0.1V的低频信号。
其实,C2、C5为电源滤波电容。
c3、C6为741的输入、输出耦合电容。
R5、R4为高频补偿电路。
R2、R4构成分压衰减电路。
R6为反馈电阻用以提高电路的稳定度。
CD4060各脚的输出频率:③脚为2Hz,②脚为4Hz,⑥脚为240Hz,④脚为480Hz,⑤脚为960Hz,⑦脚为1920Hz。
1 画原理图本设计中要求用Protel软件完成原理图以及PCB板。
我用的是Protel2004版本。
电路原理图的设计是印制电路板设计中的第一步,也是非常重要的一步。
电路原理图设计得好坏将直接影响到后面的工作。
首先,原理图的正确性是最基本的要求,因为在一个错误的基础上所进行的工作是没有意义的;其次,原理图应该布局合理,这样不仅可以尽量避免出错,也便于读图、便于查找和纠正错误;最后,在满足正确性和布局合理的前提下应力求原理图的美观。
电路原理图的设计过程可分为以下几个步骤:1、设置电路图纸参数及相关信息根据电路图的复杂程度设置图纸的格式、尺寸、方向等参数以及与设计有关的信息,为以后的设计工作建立一个合适的工作平面。
2、装入所需要的元件库将所需的元件库装入设计系统中,以便从中查找和选定所需的元器件。
3、设置元件将选定的元件放置到已建立好的工作平面上,并对元件在工作平面上的位置进行调整,对元件的序号、封装形式、显示状态等进行定义和设置,以便为下一步的布线工作打好基础。
【精品】函数信号发生器课程设计报告
【精品】函数信号发生器课程设计报告函数信号发生器课程设计报告摘要:本课程设计主要是设计一台函数信号发生器,它在从低频(如Sine)到较高频(如Square)常用波形之间能够进行切换,常用于电子仪器和测量检测中,用来给装置注入一定形态的信号,以辅助检测装置的有效性,稳定性,精度等特性。
该设备采用STM32F030F4P6单片机,使用1602液晶屏显示函数状态,用HD74HC4040电路分频输出指定期望频率,使用R-2R电路控制EPWM波形从正弦波到脉冲波,满足多种测试状况下的需求。
本系统实现调整频率的功能,使用户可以设置函数发生器的频率,因此满足用户的不同要求。
关键词: STM32F030F4P6; 1602液晶屏; HD74HC4040 电路; R-2R 电路; PWM 波形一、简介函数信号发生器是一种常用的信号发生器,可以产生多种类型的波形。
包括正弦波、三角波、方波、脉冲波和梯形波等等,其应用广泛,比如在检测仪表中,可以用来观察测量仪表的工作状态,以便于分析测量仪表的特性,进而排除故障。
此外,函数信号发生器通常也可以用在动态信号检测中,对电机、变压器和泵等,进行性能检测和控制应用,也可用来做为一种测试应用,来控制和验证电子设备性能,在现在的电子技术发展中,函数信号发生器扮演重要的作用。
二、设计实现设计本次函数信号发生器主要任务是实现指定期望频率信号的输出,并对多种波形满足需求。
主要设备相关技术如下:(一)STM32F030F4P6单片机STM32F030F4P6单片机,采用ARM 32位内核设计,使用Cortex-M0指令集,配备有SYSTICK时钟,PWM波形输出,I2C接口,满足调整函数信号发生器指定频率和波形的要求。
(二)1602液晶屏它的主要功能是显示函数发生器的状态,如频率,波形,用户可以通过屏幕上的提示,清楚的了解函数发生器当前的实时状态,使用比较简单。
(三) HD74HC4040 电路使用 HD74HC4040 电路进行分频输出,可以实时调整输出信号的频率。
函数信号发生器课程设计doc解读
模拟电路课程设计报告设计课题:信号发生器设计班级:11电子信息工程3班学生姓名:曹运恺学号:2011551017指导教师:马铭磷设计时间:2013.4.15—5.18目录一、信号发生器摘要--------------------3二、设计目的---------------------3三、设计内容和要求-----------------3四、设计方案------------------------------------------4五、组装调试部分---------------------------10六、总结设计电路,改进措施----------------------11七、收获和体会-----------------------------------------11八、参考文献--------------------------------------------12信号发生器设计一、摘要:本设计介绍了波形发生器的制作和设计过程,并根据输出波形特性研究该电路的可行性。
在此基础上设计了一种能产生矩形波,三角波,正弦波的模块电路,包括了原理图和测试图二、设计目的:1.了解方波,三角波,正弦波产生的原理2 .掌握方波-三角波-正弦波的设计方法和调试技术。
三、设计内容与要求①RC桥式正弦波产生电路,频率分别为300Hz、1KHz、10KHz,500KHz,输出幅值300mV~5V可调、负载1KΩ。
②矩形波电路,频率3KHz,占空比可调范围10%~90%,输出幅值3V、负载1KΩ。
③三角波电路,频率1KHz,占空比可调范围10%~90%,输出幅值3V、负载1KΩ。
④多用信号源产生电路,分别产生正弦波、方波、三角波,频率范围100Hz~3KHz、输出幅值≥5V、负载电阻1KΩ。
四、设计方案1.正弦波—矩形波—三角波电路原理图:首先产生正弦波,再由过零比较器产生方波,最后由积分电路产生三角波。
正弦波通过RC串并联振荡电路(文氏桥振荡电路产生,利用集成运放工作在非线性区的特点,由最简单的过零比较器将正弦波转换为方波,然后将方波经过积分运算变换成三角波。
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青岛理工大学琴岛学院设计报告课题名称:函数信号发生器的设计与实现院系:计算机工程系专业班级:电子信息工程091学号:20090302019学生:牛振兴指导教师:梁孔科青岛理工大学琴岛学院教务处2019年12月**日#include<reg51.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit CSDA=P2^2;sbit Wr=P3^6;sbit S1=P3^2;sbit S2=P3^3;uchar m[5]={1,0,0,0,0};uchar SHUZHI=0,STEP=0,delays=0;uchar BX=0;PINGLV=0;uchar i;uchar code sin[64]={135,145,158,167,176,188,199,209,218,226,234,240,245,249,252,254,254,253 ,251,247,243,237,230,222,213,204,193,182,170,158,146,133,121,108,96,84,72,61,50, 41,32,24,17,11,7,3,1,0,0,2,5,9,14,20,28,36,45,55,66,78,90,102,114,128};uchar code juxing[64]={255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255, 255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0, 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0};uchar code juchi[64]={0,4,8,12,16,20,24,28,32,36,40,45,49,53,57,61,65,69,73,77,81,85,89,93, 97,101,105,109,113,117,121,125,130,134,138,142,146,150,154,158,162,166,170,174,1 78,182,186,190,194,198,202,206,210,215,219,223,227,231,235,239,243,247,251,255}; uchar code tixing[64]={0,13,26,39,52,65,78,91,104,117,130,143,156,169,182,195,208,221,234,2 47,247,247,247,247,247,247,247,247,247,247,247,247,247,247,247,247,247,247,247,2 47,247,247,247,247,247,242,229,216,203,190,177,164,151,138,125,112,99,86,73,60,4 7,34,21,8};uchar code sanjiao[64]={0,8,16,24,32,40,48,56,64,72,80,88,96,104,112,120,128,136,144,152,16 0,168,176,184,192,200,208,216,224,232,240,248,248,240,232,224,216,208,200,192,18 4,176,168,160,152,144,136,128,120,112,104,96,88,80,72,64,56,48,40,32,24,16,8,0}; uchar *point[]={sin,juxing,juchi,tixing,sanjiao};void Delay(uchar c)int a,b;for(a=c;a>0;a--)for(b=60;b>0;b--);void fun(uchar *jieshou)delays=PINGLV;P1=*(jieshou+SHUZHI);SHUZHI++;if(SHUZHI==64) SHUZHI=0;while(delays) delays--; //可用定时器增加精确度void main()CSDA=0;Wr=0;while(1)if(S1==0)Delay(5);if(S1==0)BX++;STEP=0;if(BX==5)BX=0;for(i=0;i<5;i++)m[i]=0;m[BX]=1;Delay(1);while(!S1);if(S2==0)Delay(5);if(S2==0)STEP++;if(STEP==16)STEP=0;PINGLV=2*STEP;Delay(1);while(!S2);for(i=0;i<5;i++)if(m[i])fun(point[i]);(限于代码量,未加中断实现)。
函数信号发生器_电子线路课程设计_doc
电子线路课程设计——函数信号发生器电气与信息工程系电子信息工程技术班级:电信 0801 班设计人:唐淋学号: 0840*******指导老师:雷美艳老师同组搭档:胡桂彪刘忠前言近这些年来,计算机技术进入了前所未有的快速发展时期。
而特别高集成电路作为一个子系统的应用,发展更是迅速,已成为新一代电子设备不可缺少的核心部件,其在现实生活中的运用也是非常普遍。
在科学研究、工程教育及生产实践中,如工业过程控制、教学实验、机械振动试验、动态分析、材料试验、生物医学等领域,常常需要用到低频信号发生器。
在日常维修、教学和科研中,函数信号发生器也是不可缺少的工具。
而在我们生活中,以及一些科学研究中,锯齿波和正弦波、矩形波信号是常用的基本测试信号。
譬如在示波器、电视机等仪器中,为了使电子按照一定规律运动,以利用荧光屏显示图像,常用到锯齿波产生器作为时基电路。
函数发生器作为一种通用的电子仪器,在生产、科研、测控、通讯等领域都得到了广泛的应用。
但市面上能看到的电子仪器在频率精度、带宽、波形种类及程控方面都已不能满足许多方面实际应用的需求。
加之各类功能的半导体集成芯片的快速生产,都使我们研制一种高精度、宽频带,能产生多种波形并具有程控等多功能函数发生器成为可能。
随着电子测量及其他部门对各类信号发生器的广泛需求及电子技术的迅速发展,促使信号发生器种类益增多,性能日益提高,尤其随着70年代微处理器的出现,更促使信号发生器向着自动化、智能化方向发展。
现在,许多信号发生器除带有微处理器,因而具备了自校、自检、自动故障诊断和自动波形形成和修正等功能外还带有IEEE-488或RS232总线,可以和控制计算机及其他测量仪器一起方便的构成自动测试系统。
当前信号发生器总的趋势是向着宽频率覆盖、高频率精度、多功能、自动化和智能化方向发展。
我们长期使用的信号发生器,大部分是由模拟电路构成的,这类仪器作为信号源,频率可达上百MHz,在高频范围内其频率稳定性高、可调性好。
函数信号发生器课程设计
函数信号发生器课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解函数信号发生器的基本原理,掌握其工作流程及各部分功能。
2. 学生能描述函数信号发生器产生的常见信号类型,如正弦波、方波、三角波等。
3. 学生能运用数学知识分析函数信号发生器产生的信号特点及其应用场景。
技能目标:1. 学生能正确操作函数信号发生器,进行信号生成、频率调节、幅度调节等基本操作。
2. 学生能运用函数信号发生器进行简单的信号实验,如叠加、调制等。
3. 学生能通过实验观察和分析信号波形,提高实验操作能力和问题解决能力。
情感态度价值观目标:1. 学生培养对电子技术及信号处理领域的兴趣,激发学习热情。
2. 学生通过合作实验,培养团队协作能力和沟通能力。
3. 学生在学习过程中,树立正确的科学态度,认识到科学技术对社会发展的作用。
课程性质:本课程为电子技术实践课程,注重理论与实践相结合,提高学生的实际操作能力。
学生特点:高二年级学生,已具备一定的电子技术基础知识和实验操作技能。
教学要求:结合学生特点,采用启发式教学,引导学生主动探究,提高学生的实践能力和创新能力。
在教学过程中,注重培养学生的安全意识和实验素养。
通过课程学习,使学生能够将所学知识应用于实际电子电路设计和实验中。
二、教学内容1. 函数信号发生器原理介绍:包括振荡器、放大器、波形发生器等组成部分及其工作原理。
- 教材章节:第二章第三节“函数信号发生器的组成与原理”2. 常见信号类型及其特点:正弦波、方波、三角波、脉冲波等信号的数学描述和实际应用。
- 教材章节:第二章第四节“函数信号发生器的波形及其应用”3. 函数信号发生器操作与使用:基本操作方法、功能键的使用、频率和幅度的调节。
- 教材章节:第三章第一节“函数信号发生器的操作与使用”4. 实验教学:利用函数信号发生器进行信号叠加、调制等实验操作。
- 教材章节:第三章第二节“函数信号发生器实验”5. 信号分析与应用:分析实验中产生的信号波形,探讨其在电子技术领域的应用。
函数信号发生器课程设计(Word)
University of South China 高频电子线路课程设计报告设计题目:函数信号发生器课程设计专业:通信工程年级:091班学号:20094400122姓名:陈石涛指导教师:陈和2012 年 1 月10 日目录1摘要.......................................... ..22函数信号发生器的设计课程设计任务书 (3)2.1设计目的及意义............................ . (4)2.2设计任务及要求............................. (3)2.3设计步骤 (4)2.4总体设计思路和总体电路图 (4)2.4.1函数信号发生器设计思路 (4)2.4.2函数信号发生器原理 (5)2.4.3 总体电路图 (6)2.5 单元电路设计与原理说明 (6)2.5.1方波发生电路的工作原理 (6)2.5.2方波转三角波电路 (7)2.5.3三角波转正弦波电路 (7)2.5.4元器件选择和电路参数计算说明 (7)2.6 电路仿真 (13)2.6.1测试要求 (13)2.6.2仿真结果分析 (13)2.6.3电路的误差分析与改进 (15)3心得体会 (16)4参考文献资料 (16)5附录 (17)附录A 总电路图附录附录B 元器件清单附录C 集成模块的管脚排列与管脚功能附录C Multism软件介绍1摘要在电子工程、通信工程、自动控制、遥测控制、测量仪器、仪表和计算机等技术领域,经常需要用到各种各样的信号波形发生器。
随着集成电路的迅速发展,用集成电路可很方便地构成各种信号波形发生器。
用集成电路实现的信号波形发生器与其它信号波形发生器相比,其波形质量、幅度和频率稳定性等性能指标,都有了很大的提高。
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。
函数信号发生器课程设计.doc
函数信号发生器课程设计绪论1.1函数信号发生器的应用意义函数发生器i般是指能自动产生正弦波、三角波、方波及锯齿波、阶梯波等屯压波形的屯路或仪器。
根据用途不同,冇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也可以是集成电路。
为进一步掌握电路的基木理论及实验调试技术,本课题采用冇集成运算放大器与品体差分放大器共同组成的方波—三角波一正弦波函数发生器的设计方法。
具体方法是由比较器和积分器组成方波一三角波产生电路,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人器來完成。
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,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。
通过此次设计,我们能将理论知识很好的应用于实践,不仅巩固了书木上的理论知识,而且锻炼了我们独立查阅资料、设计电路、独立思考的能力1.2设计任务设计能产生方波、三角波、正弦波的函数信号发生器电路1.3设计要求1)输出各种波形工作频率范围:10—100Hz,100—lKHz,lK—10KHz。
2)输出电压:正弦波U=3V,三角波U=5V,方波U =14Vo3)波形特征:幅度连续可调,线性失真小。
4)选择电路方案,完成对确定方案电路的设计;计算电路元件参数与元件选择、并画出各部分原理图,阐述基本原理。
1.4设计方案函数信号发生器是是由基础的非正弦信号发生电路和正弦波形发生电路组合而成。
曲运算放大器单路及分立元件构成,方波——三角波——正弦波函数信号发生器一般基本组成框图如图1所示。
图1函数信号发牛器框图1、方波一三角波一正弦波信号发生器电路有运算放大器及分立元件构成, 其结构如图1所示。
他利用比较器产生方波输岀,方波通过积分产生三角波输出, 三角波通过差分放大电路产生正弦波输出。
2、利用差分放大电路实现三角波一正弦波的变换波形变换原理是利用差分放大器传输特性曲线的非线性,波形变换过程如图2所示Y V图2三角波和正弦波得转换示意图由图2可以看出,传输特性曲线越对称,线性区域越窄越好;三角波的幅度Uim应正好使品体接近饱和区域或者截至区域。
函数信号发生器课程设计报告大学论文
《模拟电子技术》课程设计函数信号发生器姓名:学号:系别:专业:年级:指导教师:年月日函数信号发生器摘要利用集成电路LM324设计并实现所需技术参数的各种波形发生电路。
根据电压比较器可以产生方波,方波再继续经过基本积分电路可产生三角波,三角波经过低通滤波可以产生正弦波。
经测试,所设计波形发生电路产生的波形与要求大致相符。
关键词:波形发生器;集成运放;RC充放电回路;滞回比较器;积分电路目录中文摘要 .......................................................... 错误!未定义书签。
1.系统设计 (4)1.1设计指标 (4)1.2方案论证与比较 (4)2.单元电路设计 (5)2.1方波的设计 (5)2.2三角波的设计 (8)2.3正弦波的设计 (7)3.参数选择 (11)3.1方波电路的元件参数选择 (11)4.结果分析 (11)5.工作总结 (12)6.附录 (12)1.系统设计1.1设计指标1.1.1 电源特性参数①输入:双电源 12V②输出:正弦波pp V >1V ,方波pp V ≈12 V ,三角波pp V ≈5V ,幅度连续可调,线性失真小。
1.1.2工作频率工作频率范围:10 HZ ~100HZ ,100 HZ ~1000HZ1.2方案论证与比较1.2.1 方案1:采用集成运放电路设计方案产生要求的波形主要是应用集成运放LM324,其芯片的内部结构是由4个集成运放所组成的,通过RC 文氏电桥可产生正弦波,通过滞回比较器能调出方波,并再次通过积分电路就可以调试出三角波,此电路方案能实现基本要求和扩展总分的功能,电路较简单,调试方便,是一个优秀的可实现的方案。
1.2.2 方案2:采用集成运放电路设计方案产生要求的波形主要是应用集成运放LM324,其芯片的内部结构是由4个集成运放所组成的, 通过电压比较器可以形成方波,方波经过积分之后可以形成三角波,三角波再经过低通滤波可以形成正弦波,此电路方案能实现基本要求和扩展总分的功能,电路较简单,调试方便,相比第一方案,其操作成功率较低.2.单元电路设计2.1方波的设计2.1.1原理图2.1.2工作原理矩形波发生电压只有两种状态,不是高电平,就是低电平,所以电压比较器是它的重要成分;因为产生振荡,就是要求输出的两种状态自动地相互转换,所以电路中必须引入反馈,因为输出状态应按一定时间间隔交替变化,即产生周期性变化,所以电路中要有延迟环节来确定每种状态维持的时间.图所示的矩形波放生电路,它由反相输入的滞回比较器和RC电路组成.RC回路既作为延迟环节,又作为反馈网络,通过RC充放电实现输出状态的自动转换.设某一时刻输出电压Uo=+Uz,则同相输入端电位Up=+Ut。
函数信号发生器课程设计说明书正文.
1前言函数信号发生器的应用非常广泛,种类繁多。
首先,信号发生器可以分通用和专用两大类,专用信号发生器主要为了某种特殊的测量目的而研制的,如电视信号发生器、脉冲编码信号发生器等。
这种发生器的特性是受测量对象的要求所制约的。
其次,信号发生器按输出波形又可分为正弦波信号发生器、脉冲波信号发生器、函数发生器和任意波发生器等。
在电子工程、通信工程、自动控制、遥测控制、测量仪器、仪表和计算机等技术领域,经常需要用到各种各样的信号波形发生器;随着集成电路的迅速发展,用集成电路可很方便地构成各种信号波形发生器。
用集成电路实现的信号波形发生器与其它信号波形发生器相比,其波形质量、幅度和频率稳定性等性能指标,都有了很大的提高。
本次设计中用到了多块集成芯片包括:NE555、OPA2228、74HC161…..函数发生器是现代电子系统的重要组成部分,是决定电子系统性能的关键设备之一。
随着现代通信技术的发展,系统对频率合成器提出了越来越高的要求。
低相位噪声、高频谱纯度、高捷变速率和高频率分辨率的频率合成器已经成为频率合成技术发展的主要趋势。
本次设计是通过分立元件的方法实现方波、三角波、正弦波的产生用户可分别调节该函数发生器产生的正弦波、矩形波、三角波等波形的频率和波幅,该函数发生器应具有一定的带负载能力,发生器能测量仪器产生的波形的频率,用五位十进制数字显示。
本次设计采用分立元件的方法实现各个波形的产生,这样对于所产生的波形的高频率部分和各个电子元件的工作频率就存在选取的问题,而且所输出的函数信号还要求具备一定的带载能力;对于本次的设计采用的方法是分离元件法将方波产生电路、三角波产生电路、正弦波产生电路三个模块有序搭建,将所产生的波形通过示波器显示出来,这样可以方便用户对所产生的波形进行观察,对于所产生的波形的频率部分则是采用5个共阴极的7段数码管来显示的,这样用户可以方便读取波形的频率值;本次设计最终达到预期的要求和条件,能够实现对所产生的波形进行频率和幅度的调节,并且本次的函数信号发生器所产生的函数信号也到达了要求所规定的带负载能力;通过分立元件法实现函数信号的产生使得电路的模块化程度更高,更高的减少了各个信号发生模块相互间的干扰,这样电路的应用性和可移植性更强。
函数信号发生器课程设计
函数信号发生器课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解函数信号发生器的原理与功能,掌握其基本组成部分及其作用。
2. 掌握使用函数信号发生器产生常见波形(如正弦波、方波、三角波等)的方法。
3. 学会读取和解释函数信号发生器显示的波形参数,如频率、幅度、相位等。
技能目标:1. 能够独立操作函数信号发生器,进行基本波形的设置与调整。
2. 能够运用函数信号发生器设计简单的信号处理电路,并进行调试。
3. 培养学生动手实践能力,学会使用函数信号发生器解决实际问题的方法。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对电子技术的兴趣,激发他们探索科学原理的精神。
2. 增强学生的团队合作意识,培养他们在实践过程中互帮互助、共同进步的精神。
3. 培养学生严谨、务实的学习态度,使他们认识到实践操作中规范操作的重要性。
课程性质:本课程为电子技术学科的课程设计,以实践操作为主,理论讲解为辅。
学生特点:学生处于高中年级,具有一定的电子技术基础,对实践操作充满兴趣。
教学要求:结合学生特点,注重理论与实践相结合,强调动手实践能力的培养。
通过课程设计,使学生将所学知识应用于实际电路设计中,提高他们的综合运用能力。
同时,关注学生的情感态度价值观的培养,使他们形成积极向上的学习态度。
课程目标的分解与实施将贯穿于整个教学设计和评估过程,以确保学生达到预期学习成果。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下三个方面:1. 函数信号发生器原理及功能:介绍函数信号发生器的基本原理、组成部分、工作方式及其在电子技术中的应用。
- 教材章节:第五章第三节“函数信号发生器”- 内容列举:原理讲解、组成部分、波形种类、应用领域2. 函数信号发生器操作与使用:学习如何操作函数信号发生器,掌握各种波形参数的设置与调整方法。
- 教材章节:第五章第四节“函数信号发生器的使用”- 内容列举:面板介绍、操作步骤、参数设置、波形观察3. 函数信号发生器应用案例:通过实际案例,让学生学会使用函数信号发生器解决实际问题,培养动手实践能力。
函数发生器课程设计文档
模拟电子技术课程设计说明书函数信号发生器学生姓名:指导教师:专业:班级:完成时间摘要在我们的学习生活中,尤其是电器类学习中经常用到函数信号发生器,我们一般只会用到其中几种比较常见的波,例如正玄波,方波,三角波。
其实它还能产生很多的其它的波形,而其中很多波对我们的电子电路等的研究有比较大的作用,所以我们掌握它的设计方法以及原理有很大的实际意义。
本设计以IC8038核心器件制作的一种函数信号发生器,制作成本较低。
适合学习电子技术测量使用。
ICL8038是一种具有多种波形输出的精密振荡集成电路,只需要个别的外部元件就能产生从0.001Hz~30KHz的低失真正弦波、三角波、矩形波等脉冲信号。
输出波形的频率和占空比还可以由电流或电阻控制。
另外由于该芯片具有调制信号输入端,所以可以用来对低频信号进行频率调制。
函数信号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,其电路中使用的器件可以是分离器件,也可以是集成器件,产生方波、正弦波、三角波的方案有多种,如先产生正弦波,根据周期性的非正弦波与正弦波所呈的某种确定的函数关系,再通过整形电路将正弦波转化为方波,经过积分电路后将其变为三角波。
也可以先产生三角波-方波,再将三角波或方波转化为正弦波。
随着电子技术的快速发展,新材料新器件层出不穷,开发新款式函数信号发生器,器件的可选择性大幅增加,例如ICL8038就是一种技术上很成熟的可以产生正弦波、方波、三角波的主芯片。
所以,可选择的方案多种多样,技术上是可行的。
关键词: ICL8038;波形;原理图;常用接法;函数信号发生器ABSTRACTFunction signal generator according to different purposes, a function generator to produce three or more kinds of waveforms, devices used in circuit can be a separation device, and can also be integrated device, generates a square wave, sine wave, triangle wave, a variety of programs, such as to generate sine wave, according to the function of some non sine wave and sinusoidal periodic which is determined by the shaping circuit, the sine wave into a square wave, the integral circuit to turn it into a triangle wave. You can also generate triangle wave, square wave, triangle wave, square wave and sine wave or into. With the rapid development of electronic technology, emerge in an endless stream of new materials and new devices, the development of new type of function signal generator, devices can be selectively increased substantially, for example ICL8038 is a technically mature can produce sine wave, square wave, the main chip of the triangular wave. So, can choose the variety, technology is feasible.Keywords: ICL8038;waveform;schematics;commonly used method;function signal generator目录1 绪论 (1)1.1 简易信号发生器简介 (1)错误!未定义书签。
函数信号发生器课程设计
长安大学电子技术课程设计课落款称函数信号发生器班级__******____姓名***指导教师***日期12月27日—1月5日前言本次电子技术课程设计是指通过所学知识并扩展相关知识面,设计出任务所要求功能的电路,利用运算机辅助设计的电路仿真,检测并调整电路,设计功能完整的电路图。
咱们所选择的课设题目是函数信号发生器。
函数发生器一样是指能自动产生正弦波、方波、三角波的电压波形的电路或仪器。
电路形式能够采纳由运放及分离元件组成;也能够采纳单片集成函数发生器。
在资料搜集后,将设计进程分为三部份:一是系统模块设计,设计电路的系统思想,设计出能知足电路功能的各个模块,画出系统的框图。
二是针对各个模块别离设计电路的各个具体模块的具体电路,而且别离进行仿真和改良。
三是将所有的模块综合在一路,画出系统总图,并用multisim软件进行仿真,针对仿真进程中显现的一些问题认真检查,对照各个方案的优势和缺点,选出最正确的方案,修改不完善的部份。
最后,对这次课程设计进行总结,反思自己在方方面面的不足,对设计方案中的各个思想进行归纳总结,比较各类方案的优缺点,总结每种设计方案的应用领域和利用范围,为以后得学习实践提供体会。
最终提高咱们的学习和动手能力。
目录前言 (2)摘要 (4)第一章数信号发生器系统概述 (5)整体设计方案论证及选择 (5)函数信号发生器整体方案框图 (5)第二章单元电路设计分析 (6)信号发电路设计框图 (6)方波发生电路 (7)方波——三角波转换电路 (8)三角波——正弦波转换电路 (9)数字显示输出信号频率和电压幅值 (11)第三章电路的安装与调试 (15)方波产生的结果 (15)方波转换为三角波的结果 (15)三角波转换为正弦波的结果 (16)数字显示频率和幅值的结果 (16)第四章终止语 (17)参考文献 (17)附录一器件清单列表 (18)附录二整体设计图 (18)收成及体会 (19)鸣谢 (20)函数信号发生器摘要:本实验中的信号发生器是依照555按时器组成多谐振荡器的原理来输出持续稳固的方波,再通过转换电路来实现波形转变。
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信号发生器一、设计目的1.进一步掌握模拟电子技术的理论知识,培养工程设计能力和综合分析问题、解决问题的能力。
2.基本掌握常用电子电路的一般设计方法,提高电子电路的设计和实验能力。
3.学会运用Multisim10仿真软件对所作出的理论设计进行仿真测试,并能进一步完善设计。
4.掌握常用元器件的识别和测试,熟悉常用仪表,了解电路调试的基本方法。
二、设计内容与要求1.设计、组装、调试函数信号发生器2.输出波形:正弦波、三角波、方波3.频率范围:10Hz-10KHz范围内可调4.输出电压:方波V PP<20V, 三角波V PP=6V, 正弦波V PP>1V三、设计方案仿真结果1.正弦波—矩形波—三角波电路原理图:首先产生正弦波,再由过零比较器产生方波,最后由积分电路产生三角波。
正弦波通过RC串并联振荡电路(文氏桥振荡电路)产生,利用集成运放工作在非线性区的特点,由最简单的过零比较器将正弦波转换为方波,然后将方波经过积分运算变换成三角波。
正弦—矩形波—三角波产生电路:R1Rp250%R2R310k¦¸C1R175.1k¦¸C3470uFR1050k¦¸Key=A50%C4470uFR141k¦¸910Q1Q211R5R615k¦¸R7100¦¸R1350%1310.6VVCC1415Q3Q416C5100nFR121k¦¸17R88k¦¸18R919R112k¦¸20VEEVCC10.6VVEE-10.6VVEE-10.6VVCC10.6VVEEVCCU132476511U23247651624VEER1621D41N4467D11N44678XSC1A BExt Trig++__+_VCCXSC2A BExt Trig++__+_C2100nF12735总电路中,R5用来使电路起振;R1和R7用来调节振荡的频率,R6、R9、R8分别用来调节正弦波、方波、三角波的幅值。
左边第一个过零比较器文氏桥振荡电路积分电路运放与RC 串并联电路产生正弦波,中间部分为过零比较器,用来输出方波,最好一个运放与电容组成积分电路,用来输出三角波。
仿真波形:调频和调幅原理调频原理:根据RC 振荡电路的频率计算公式RCfoπ21=可知,只需改变R 或C 的值即可,本方案中采用两个可变电阻R1和R7同时调节来改变频率。
调幅原理:本方案选用了最简单有效的电阻分压的方式调幅,在输出端通过电阻接地,输出信号的幅值取决于电阻分得的电压多少。
其最大幅值为电路的输出电压峰值,最小值为0。
RC 串并联网络的频率特性可以表示为)1(31111212RCRC j RC j R C j R RCj Rf ZZ ZUU F ωωωωω-+=++++=+==•••令,1RCo =ω则上式可简化为)(31ωωωωOOjF -+=•,以上频率特性可分别用幅频特性和相频特性的表达式表示如下:| F •|)(3122ωωωωo o -+=)(3arctanωωωωϕooF--=,根据上式可以分别画出RC 串并联网络的幅频特性和相频特性:1.正弦波振荡电路的原理如下图a 、b 所示:由上图得出正弦波振荡的条件为:根据RC 串并联网络的选频特性及上述平衡条件容易得到RC 正弦波振荡电路的振荡频率为:RCfoπ21=; 振荡的幅度平衡条件| F A ••|1=是表示振荡电路已达到稳幅振荡时的情况。
若要振荡电路能够自行起振,开始时必须满足1||>••F A 的幅度条件。
已知当f fo =时,31||=•F ,由此可求得振荡电路的起振条件为: 3||>•uA同相比例运算电路输出电压与输入电压之间的比例系数为:3R1>'+R F(即 R F =2R ′) 电路原理分析:在电路中 ,运放741和电阻 R3 , Rw , R4构成正常的负反馈放大电路,而R1 , C1 , R2 , C2 则构成 RC 串并联选频网络,同时又由该选频网络作为反馈网络形成正反馈环节,其 R1 , C2 上的反馈电压作为输入代替放大器的输入信号, D1 , D2 起稳幅作用。
选频特性分析:采用参数扫描还可以对振荡频率进行分析. 同时改变选频网络的电阻 R1 , R2 (或同时改变 C1 , C2 ) ,即可改变振荡输出的频率,使得频率分别为300Hz、1KHz、10KHz,输出幅值通过R W可调。
起振过程分析:根据起振条件| AF| > 1 ,选频网络的反馈系数 Fmax =1/ 3 ,只要负反馈放大器的放大倍数 A 大于 3 ,即 R W(接入电阻)与 R4的和略大于 R3 的两倍,就可产生正弦波振荡,2.矩形波电路电路由反相输入的滞回比较器和RC电路组成。
RC回路既作为延迟环节,又作为反馈网络,通过RC 充、放电实现输出状态的自动转换。
设某一时刻输出电压Uo=+Uz,则同相输入端电位Up=+Ut。
Uo通过R f对电容C正向充电。
反相输入端电位Un随时间t 的增长而逐渐增高,当t趋于无穷时,Un趋于+Uz;但是,一旦Un=+Ut,再稍增大,Uo从+Uz跃变为-Uz,与此同时Up从+Ut跃变为-Ut。
随后,Uo又通过dt u u I O RC ⎰=1u I u I R f 对电容C 反向充电,Un 随时间逐渐增长而减低,当t 趋于无穷大时,Un 趋于-Uz ;但是,一旦Un=-Ut,再减小,Uo 就从-Uz 跃变为+Uz ,Up 从-Ut 跃变为+Ut ,电容又开始正相充电。
上述过程周而复始,电路产生了自激振荡。
3. 三角波电路三角波的产生是由积分电路实现的,积分电路将方波转换成三角波。
积分电路的原理图如下:由于集成运放的反相输入端“虚地”,故u u C O -= ;又由于“虚断”,运放反相输入端的电流为零,则i i C I =,故R i R i u C I I ==,由以上几个表达式可得积分电路输入电压和输出电压的关系为:由于输入的是方波,所以 的值为两个状态,当 >0时,tuu RC IO =,输出波形以RCuI的斜率上升,当 u I <0时,输出波形以RCuI的斜率下降。
上升和下降的斜率相等所以波形对称,形成三角波。
原理图:输出波形频率为:一、 安装调试步骤电路用到的元件:741集成运放、稳压管、电位器、电容、三 极管、电阻、若干导线 1. 焊接总电路图:50%R10C3R112354U1R2R350%Rp1R450%Rp212354U2C1R17C412VVCC R5R6R7R8R9R11-12VVCC1R1250%R13C5C2R14a)集成运放741脚图:1.焊接电路板注意事项:b)元件没有错焊、漏焊。
c)元器件摆放端正,焊接点圆滑。
d)工艺布局美观。
e)焊接牢固。
2.万用表检查记录表差动放大器二、总结收获体会在这次设计、焊接过程中我对抽象的理论有了进一步的认识。
通过这次课程设计,我了解了常用元件的识别和测试;熟悉了常用的仪器仪表;了解了电路的连接、焊接方法;以及如何提高电路的性能等等。
虽然这次实验使得我纠结了近一天,但收获的确很多。
在这次实验中,总结了很多感触体会,我们不能盲目的图快,一定要在心底有个具体的谱然后下手去焊接,这样能让我们少走弯路,更加节省时间。
在实验过程中,我也遇到了不少的问题,如波形失真,电路板测试时甚至不出波形这样的问题。
在老师和同学的帮助下,自己的总结思索下,把问题一一解决。
实验中暴露出我们在理论学习中所存在的问题,有些理论知识还处于懵懂状态,这次实验让我对过去未理解的很多知识有了明了的认识。
这次课程设计让我体会到了在接好电路后测试出波形的喜悦与如重释负的轻松。
此课程的设计,真的让我认识到了实践能力的的重要性与真实性。
这能让我们很好的加深对不知道的理论知识的理解,同时也巩固了以前知道的知识。
明白老师为什么要求我们做好这个课程设计的原因。
这次课程设计让我意识到运用所学的知识去解决实际的问题的重要性,我们学理工科的同学应更多的锻炼提高我们的动手能力。
三、参考文献电子技术基础--模拟部分(第五版)康华光..高等教育出版社线路设计.实验.测试谢自美华中科技大学出版社四、仪表清单设计图所用仪器及器件1.直流稳压电源 1台2.双踪示波器 2台3.万用表 1台4.运放741 2片5.电位器 4只(2只50k,1只100k,1只 100Ω)6.电容 3只470uf、2只0.1uf7.三极管9013 4只(本资料素材和资料部分来自网络,仅供参考。
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