波形发生器设计
波形发生器设计报告
摘要（1）纯硬件设计波形发生器：采用运算放大器加分立元件来实现。
（2）实验的目的：能够产生正弦波、方波和三角波 （3）工作原理：主要是通过波形 转换形成三种波形①通过RC 振荡器（文氏电桥振荡器）产生正弦波，在实验的过程当中，可以加入负反馈稳幅支路，以此保证波形不出现明显的失真。
②正弦波通过滞回比较器产生方波；③方波通过一个积分器产生三角波。
即将滞回比较器与一个积分器首尾相接形成正反馈闭环系统，这样，经上一级输出的方波经由积分器积分可得到三角波。
（4）模拟方案实现框图正弦波 方波 三角波最终设计成的波形放大器能够对三种波形的幅值、频率进行简单的调节，并且实现相位的可调功能。
关键词：函数波形发生器；RC 桥式正弦波振荡电路；滞回比较器；积分器RC 桥式正弦波 振荡电路滞回比较器积分器Abstract(1) waveform generator: pure hardware design using operational amplifier with discrete component.(2) experimental objective: can produce sine wave, square wave and triangular wave(3) working principle: mainly through waveform transformation form three types of waveformsA through the RC oscillator wien bridge oscillator) generate sine wave, the process of the experiment, add feedback stability of branch, so that doesn't appear obvious distortion of waveform.B sine wave through a hysteresis comparator generate square wave;C square wave generated by an integrator triangle wave. The hysteresis comparator and an integrator head-tail form positive feedback closed-loop system, so that the output of square wave at the next higher level via the integrator integral triangle wave can be obtained.(4) to simulate the implementation schemeSine square wave, triangle waveFinal design into the waveform amplifier to three kinds of waveform amplitude, frequency, simple adjustment, and the implementation phase of the adjustable function.Key words: function waveform generator; RC bridge sine wave oscillator circuit;Hysteresis comparator; integrator目录第一章RC桥式正弦振荡电路 (4)1.1 RC桥式正弦振荡电路的介绍 (4)1.1.1RC桥式正弦振荡电路的应用与原理 (5)第二章滞回比较器............................................................... (6)2．1 滞回比较器 (6)第三章方波和三角波发生器 (7)3.1方波和三角波发生器 (7)3.1.1电路的实现 (8)3.1.1.1 电路软件仿真效果 (9)参考文献 (10)附录 (10)第一章RC桥式正弦振荡电路1.1 RC桥式正弦振荡电路的介绍RC桥式正弦振荡电路如图1所示。
波形发生器课程设计报告
1.设计题目:波形发生电路2.设计任务和要求:要求：设计并用分立元件和集成运算放大器制作能产生方波和三角波波形的波形发生器。
基本指标：输出频率分别为：102H Z、103H Z；输出电压峰峰值V PP≥20V3.整体电路设计1）信号发生器:信号发生器又称信号源或振荡器。
按信号波形可分为正弦信号、函数（波形）信号、脉冲信号和随机信号发生器等四大类。
各种波形曲线均可以用三角函数方程式来表示，如三角波、锯齿波、矩形波（含方波）、正弦波。
通过模拟电子技术设计的波形发生器是一个不需要外加输入信号，靠自身振荡产生信号的电路。
2）电路设计：整体电路由RC振荡电路，反相输入的滞回比较器和积分电路组成。
理由：a）矩形波电压只有两种状态，不是高电平，就是低电平，所以电压比较器是它的重要组成部分；b）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；c）输出状态应按一定的时间间隔交替变化，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。
RC振荡电路：即作为延迟环节，又作为反馈电路，通过RC充放电实现输出状态的自动转换。
反相输入的滞回比较器：矩形波产生的重要组成部分。
积分电路：将方波变为三角波。
3）整体电路框图：为实现方波，三角波的输出,先通过RC振荡电路，反相输入的滞回比较器得到方波，方波的输出，是三角波的输入信号。
三角波进入积分电路，得出的波形为所求的三角波。
其电路的整体电路框图如图1所示：图14）单元电路设计及元器件选择a）方波产生电路根据本实验的设计电路产生振荡，通过RC电路和滞回比较器时将产生幅值约为12V的方波，因为稳压管选择1N4742A（约12V）。
电压比较电路用于比较模拟输入电压与设定参考电压的大小关系，比较的结果决定输出是高电平还是低电平。
滞回比较器主要用来将信号与零电位进行比较，以决定输出电压。
图3为一种滞回电压比较器电路，双稳压管用于输出电压限幅，R 3起限流作用，R 2和R 1构成正反馈，运算放大器当u p >u n 时工作在正饱和区，而当u n >u p 时工作在负饱和区。
电子综合设计范例--波形发生器的设计
第2节 电子综合设计范例1----波形发生器的设计一、设计任务与要求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。
示意图如下：2、设计要求⑴基本要求①具有产生正弦波、方波、三角波三种周期性波形的功能。
②用键盘输入编辑生成上述三种波形（同周期）的线性组合波形，以及由基波及其谐波（5次以下）线性组合的波形。
③具有波形存储功能。
④输出波形的频率范围为100Hz～20kHz（非正弦波频率按10次谐波计算）；重复频率可调，频率步进间隔≤100Hz。
⑤输出波形幅度范围O~5V（峰—峰值），可按步进0.1V（峰—峰值）调整。
⑥具有显示输出波形的类型、重复频率（周期）和幅度的功能。
⑵发挥部分①输出波形频率范围扩展至100Hz～200kHz。
②用键盘或其他输入装置产生任意波形。
③增加稳幅输出功能，当负载变化时，输出电压幅度变化不大于±3％（负载电阻变化范围：100Ω~∞）。
④具有掉电存储功能，可存储掉电前用户编辑的波形和设置。
⑤可产生单次或多次（1000次以下）特定波形（如产生1个半周期三角波输出）。
⑥其他（如增加频谱分析、失真度分析、频率扩展>200kHz、扫频输出等功能）。
二、方案论证与比较1、常见信号源制作方法方案一：采用模拟分立元件或单片压控函数发生器MAX038，可产生正弦波、方波、三角波，通过用锁相式频率合成方案。
锁相式频率合成是将一个高稳定度和高精确度的标准频率经生器常采用的原理 DDFS 的基本原理框图如图1所示。
图1 DDFS 的基本原理框图输出波形的一个完整的周期、幅中。
当RAM 的地址变化时，DAC 的常数，便改变了每个周期中的点数，而这些点数正是用来改变整个波形的频率。
辨率在相位累加器的位数N 足够大时，理论上可以获得相应的分辨精度，这是调整外部元件可改变输出频率，但采用模拟器件由于元件分散性太大，即使使用单片函数发生器，参数也与外部元件有关，外接的电阻电容对参数影响很大，因而产生的频率稳定度较差、精度低、抗干扰能力低、成本也高；而且灵活性较差，不能实现任意波形以及波形运算输出等智能化的功能。
基于51单片机的波形发生器设计报告
基于51单片机的波形发生器设计报告波形发生器是一种电子设备，用于产生各种不同类型和频率的电信号波形。
基于51单片机的波形发生器设计是一种常用的工程设计。
下面是一个关于基于51单片机的波形发生器设计的报告，详细介绍了设计的原理、步骤、电路、程序和性能。
一、设计原理：二、设计步骤：1.确定波形发生器的输出频率范围和分辨率要求。
2.选择适当的定时器/计数器模块来实现频率的计时和控制。
3.设计电路，包括定时器/计数器模块、晶振、滤波电路和输出接口等。
4.编写程序，配置定时器/计数器模块的工作模式、计数值和中断服务程序。
5.调试和测试电路和程序，确保波形发生器正常工作并满足设计要求。
三、电路设计：1.定时器/计数器模块：选择一个合适的定时器/计数器模块，如51单片机的定时器/计数器T0或T1、根据设计要求，设置工作模式、计数器模式和计数值。
2.晶振：选择适当的晶振频率，一般为11.0592MHz，将晶振连接到单片机的晶振引脚。
3.滤波电路：根据需要，设计一个滤波电路来滤除不需要的高频噪声和杂散信号。
4.输出接口：设计一个输出接口电路来连接单片机和外部电路，使用电平转换电路将单片机的低电平（0V）输出转换为所需的电平电压。
四、程序设计：1.配置定时器/计数器模块的工作模式和计数值，设置中断服务程序。
2.在中断服务程序中，根据设计要求生成矩形波信号，并将信号输出到输出端口。
3.在主程序中，初始化单片机和定时器/计数器模块，使波形发生器开始工作。
4.在主循环中，可以设置按键输入来改变输出频率，通过调整计数值来实现不同的频率输出。
五、性能评估：1.输出频率范围：根据设计要求，测试波形发生器的最低和最高输出频率是否在设计范围内。
2.分辨率：对于指定频率范围，测试波形发生器的输出频率的分辨率，即最小可调节的频率。
3.稳定性：测试波形发生器的输出信号的稳定性和准确度，是否有漂移和偏差。
4.噪声：测试波形发生器的输出信号是否有杂散噪声和幅度波动。
波形发生器设计方案
波形发生器设计方案一、引言波形发生器是一种电子设备，用于产生具有特定频率、振幅和形状的电信号。
它在各种应用中广泛使用，例如科学实验、医疗设备和通信系统等。
本文将介绍一种波形发生器的设计方案。
二、设计原理波形发生器的设计原理是基于振荡电路。
振荡电路是一种能够稳定产生周期性信号的电路，通常采用反馈路径来实现。
在波形发生器中，我们将采用RC振荡电路作为基础。
三、设计步骤1. 选择合适的电路元件我们需要选择合适的电容和电阻来构建RC振荡电路。
根据所需的频率范围和精度要求，选取合适的元件。
2. 计算元件数值根据振荡电路的设计公式，计算所需的电容和电阻数值。
确保电容和电阻的数值可获得并满足设计需求。
3. 组装电路根据所选的电路元件和计算得到的数值，组装RC振荡电路。
确保元件的正确连接，并注意防止干扰和噪音。
4. 调试和优化连接电源后，使用示波器监测输出信号。
如果波形不满足设计要求，可以调整电容或电阻的数值进行优化。
四、特性和功能该波形发生器设计方案具有以下特性和功能：1. 频率可调性：通过调整电容或电阻的数值，可以实现不同频率的输出信号。
2. 波形形状可变性：根据实际需求，可以调整电路参数以产生正弦波、方波、矩形波等不同形状的输出信号。
3. 稳定性和精度：经过调试和优化后，该波形发生器能够稳定输出准确的波形信号。
五、应用领域本设计方案的波形发生器可应用于以下领域：1. 科学实验：在物理、化学等实验中，需要产生特定频率和形状的信号，用于测试和研究。
2. 医疗设备：在医疗设备中，波形发生器常用于心电图机、超声设备等，用于诊断和治疗。
3. 通信系统：在通信系统中，波形发生器被用于产生调制信号和时钟信号等，保证通信的稳定和可靠。
六、总结波形发生器是一种重要的电子设备，在多个领域中发挥着重要作用。
本文介绍了一种基于RC振荡电路的波形发生器设计方案，通过选择合适的元件、计算数值、组装电路和调试优化等步骤，可以实现频率可调、波形形状可变的输出信号。
波形发生器的设计实验报告
波形发生器的设计实验报告波形发生器是一种用于产生各种波形信号的仪器或设备。
它常常被用于电子实验、通信系统测试、音频设备校准等领域。
本文将介绍波形发生器的设计实验，并探讨其原理和应用。
波形发生器的设计实验主要包括以下几个方面：电路设计、元件选择、参数调整和信号输出。
首先，我们需要设计一个合适的电路来产生所需的波形。
常见的波形包括正弦波、方波、三角波等。
根据不同的波形要求，我们可以选择适当的电路结构和元件组成。
例如，正弦波可以通过RC电路或LC电路实现，方波可以通过比较器电路和计数器电路实现，三角波可以通过积分电路实现。
在元件选择方面，我们需要根据设计要求来选择合适的电阻、电容、电感等元件。
这些元件的数值和质量对波形发生器的性能和稳定性起着重要的影响。
因此，我们需要仔细考虑每个元件的参数，并选择合适的品牌和型号。
参数调整是波形发生器设计实验中的关键步骤之一。
我们需要根据设计要求来调整电路中各个元件的数值和工作状态，以确保所产生的波形符合要求。
参数调整需要依靠实验数据和仪器测量结果来进行，同时也需要运用一定的电路分析和计算方法。
信号输出是波形发生器设计实验的最终目标。
在设计过程中，我们需要确保所产生的波形信号能够正确输出，并具有稳定性和准确性。
为了实现这一目标，我们可以使用示波器等仪器来对输出信号进行检测和分析，并根据需要进行调整和优化。
波形发生器具有广泛的应用领域。
在电子实验中，波形发生器常常被用于产生各种测试信号，用于测试和验证电路的性能和功能。
在通信系统测试中，波形发生器可以产生各种模拟信号，用于测试和校准通信设备。
在音频设备校准中，波形发生器可以产生各种音频信号，用于校准音频设备的频率响应和失真特性。
波形发生器的设计实验是一个涉及电路设计、元件选择、参数调整和信号输出的复杂过程。
在实验中，我们需要仔细考虑每个步骤的要求，并根据实际情况进行调整和优化。
通过合理的设计和实验验证，我们可以获得稳定、准确的波形信号，满足各种应用需求。
任意波形发生器设计
任意波形发生器设计一、设计目标和需求分析在进行任意波形发生器设计之前，首先需要明确设计目标和需求。
根据实际应用需求，我们需要设计一种具有以下特点的任意波形发生器：1.多种波形形状：能够产生包括正弦波、方波、三角波、锯齿波等多种波形形状的输出信号。
2.高精度输出：能够提供稳定、精确的波形输出，满足对波形频率、幅度、相位等参数的要求。
3.宽频率范围：能够在较宽的频率范围内产生波形信号，适应不同应用场景的需求。
4.灵活性和操作便捷：具备灵活的参数调节和操作界面，方便用户配置所需波形信号。
二、电路设计和构成基于以上需求，我们可以采用数字/模拟混合电路来设计任意波形发生器。
整体电路结构包括信号发生器、波形调节电路、滤波器、放大器和输出接口等几大部分。
1.信号发生器：信号发生器是生成基本信号的核心部分。
可以采用数字逻辑电路，通过编程控制产生不同形状的基本波形，例如正弦波、方波、三角波、锯齿波等。
可以使用存储器来存储基本波形的采样点，并通过数字模拟转换器（DAC）将数字信号转换为模拟信号。
2.波形调节电路：波形调节电路用于调整波形的频率、幅度和相位等参数。
通过调整振荡电路中的电阻、电容或电感等元件，实现对基本波形的变换和调节。
可以设计多种电路模块来完成这一任务，例如可变电容二极管电路、可调电阻电路等。
3.滤波器：滤波器用于对产生的波形信号进行滤波处理，除去高频或低频的杂散分量，保留所需频率范围内的信号。
可以采用各种类型的滤波器电路，例如RC滤波器、有源滤波器或数字滤波器等。
4.放大器：放大器用于增强波形信号的幅度，确保输出的信号具备足够的驱动能力，可以驱动接收端电路。
可以采用运放等放大电路，根据需要选择合适的增益。
5.输出接口：输出接口用于将产生的波形信号输出给外部设备。
可以设计多种类型的输出接口，例如模拟输出接口（BNC接口）、数字输出接口（USB接口）等，方便用户接入不同类型的设备。
三、实现方法和关键技术在设计任意波形发生器时，需要考虑以下关键技术和实现方法：1.数字信号处理技术：通过数字信号处理技术，实现对基本波形的生成、存储和输出。
proteus波形发生器课程设计
proteus波形发生器课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解波形发生器的原理，掌握Proteus软件中波形发生器的使用方法；2. 学会分析波形发生器的电路图，并能够描述各部分功能；3. 掌握如何调整波形发生器的参数，以实现不同波形（如正弦波、方波、三角波等）的输出。
技能目标：1. 能够运用Proteus软件设计并搭建简单的波形发生器电路；2. 学会使用示波器等工具观察波形发生器输出的波形，并进行分析；3. 能够针对实际需求，调整波形发生器的参数，实现特定波形的输出。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子电路的兴趣，激发学习热情；2. 增强学生的团队合作意识，培养在团队中沟通、协作的能力；3. 引导学生认识到波形发生器在电子技术中的应用价值，提高学生的创新意识和实践能力。
课程性质：本课程为电子技术实践课程，以实验操作和实际应用为主，注重培养学生的实际操作能力和创新能力。
学生特点：学生为高年级电子专业或相关专业的学生，具有一定的电子电路基础和实际操作能力。
教学要求：结合Proteus软件和实际电路，引导学生从理论到实践，逐步掌握波形发生器的原理和应用。
在教学过程中，注重启发式教学，鼓励学生思考、提问、创新，提高学生的综合素养。
通过课程学习，使学生能够独立完成波形发生器的设计与搭建，为后续相关课程和实际工作打下基础。
二、教学内容1. 波形发生器原理介绍：讲解波形发生器的概念、种类、工作原理及其在电子电路中的应用。
- 教材章节：第二章第二节“波形发生器的基本原理”- 内容列举：正弦波、方波、三角波等常见波形的产生原理，集成波形发生器的特点。
2. Proteus软件使用：介绍Proteus软件的基本功能，重点讲解波形发生器的搭建、参数设置和仿真操作。
- 教材章节：第三章“Proteus软件的使用”- 内容列举：软件界面、基本操作、波形发生器组件、仿真分析等。
3. 波形发生器电路分析与设计：- 教材章节：第四章“波形发生器电路分析与设计”- 内容列举：电路图分析、各部分功能、参数调整、波形观察与调试。
波形发生器设计
波形发生器设计波形发生器是一种用于产生特定频率、幅度和波形的电子器件。
它在电子实验、仪器测试和通信系统中应用广泛。
波形发生器可产生各种波形，如正弦波、方波、锯齿波、三角波等。
在设计波形发生器时，需要考虑输出频率的稳定性、幅度控制的精度、波形形状的准确性等因素。
1.频率稳定性：波形发生器的频率稳定性是指在长时间运行中，输出频率的变化幅度。
为了提高频率稳定性，可以采用晶振作为基准震荡源，并通过锁相环、频率合成等方法进行稳定化处理。
2.幅度控制：波形发生器需要具备可调节输出幅度的功能，可通过电压控制放大器或级联多个放大器来实现。
此外，还需要考虑输出幅度的精度和范围。
3.波形形状准确性：波形发生器输出的波形形状应尽量接近预期的理想波形。
对于正弦波发生器，可以采用反馈电路来实现，通过控制反馈增益和相位来调节输出波形的形状。
4.输出阻抗：波形发生器的输出阻抗要与负载匹配，以确保输出波形的稳定性和准确性。
通常可以通过选择合适的输出级的类型以及调节反馈电路中的参数来实现。
5.频率范围：波形发生器应具备较宽的频率范围，以适应不同的应用需求。
常见的波形发生器频率范围为几Hz到几GHz，可以根据具体需求进行选择。
6.数字控制：现代波形发生器常采用数字控制，可以通过面板、遥控等方式进行操作和控制。
数字控制可以提高操作的灵活性和方便性，并可实现一些高级功能，如频率扫描、脉冲调制等。
综上所述，波形发生器的设计需要考虑频率稳定性、幅度控制、波形形状准确性、输出阻抗、频率范围和数字控制等方面。
设计人员需要根据具体需求选择适当的电路拓扑结构、器件和控制方法，并进行系统性能测试和优化，以实现高稳定性、高精度和高可靠性的波形发生器。
波形发生器的设计
正 文1 选题背景波形发生器又名信号源,广泛应用于电子电路、自动控制和科学试验等领域;雷达、通信、宇航、遥控遥测技术和电子系统等领域都随处可见波形发生器的应用;如今作为电子系统心脏的信号源的性能很大程度上决定了电子设备和系统的性能的提高,因此随着电子技术的不断发展,现今对信号源的频率稳定度、频谱纯度和频率范围以及信号波形的形状提出越来越高的挑战;指导思想利用NE555构成多谐振荡器产生方波,根据LM324输出的锯齿波分别通入低通滤波器和高通滤波器就可以输出正弦波Ⅰ、正弦波Ⅱ;方案论证方案一：使用NE555芯片构成多谐振荡器,输出方波,通过锯齿波发生电路产生锯齿波,然后通过一个KHz f H 10=的低通滤波器,通过滤波产生一次,8KHz 到10KHz 的正弦波,然后再让锯齿波通过一个24KHz~30KHz 的带通滤波器,输出三次正弦波;其中滤出三次谐波的理论依据是,由于锯齿波是一个关于t 的周期函数,并且满足狄里赫莱条件：在一个周期内具有有限个间断点,且在这些间断点上,函数是有限值；在一个周期内具有有限个极值点；绝对可积;方案二：使用功放构成文森桥式震荡电路,产生出8KHz~10KHz 的正弦波;接着是用NE555芯片,搭建出施密特触发电路,产生脉冲波输出；将脉冲波分别输入一个KHz f H 10=的低通滤波器和24KHz~30KHz 的带通滤波器电路中,产生一次和三次正弦波;最初方案设计的大体思路在方案一和方案二之间犹豫不决,于是将两个电路的大体电路都进行了简单的设计,发现方案二存在很多的问题很难解决;问题一：如果使用文森桥式震荡器产生正弦波,改变震荡频率就需要改变RC 常数,要同时改变两个R 在实际电路中,同时改变两个电容的值是很复杂的,而且这样也无法得到一个8KHZ~10KHz的连续的频率,需要双滑动变阻器并且要保证滑动变阻器改变的值完全相同,有一定困难;问题二：NE555芯片搭建出来的是一个简单的施密特触发器,输入正弦波之后,输出的脉冲波的占空比是不可以调整的,不满足实验要求的占空比可调的条件;要是施密特触发器产生的脉冲波的占空比可调会是该电路进一步复杂化;问题三：LM324芯片的功放不够,由于有600负载电阻的限制,输出波形的峰峰值不能简单的通过电阻的分压来实现;鉴于方案二存在的问题能以解决,我们就确定选择方案一的整体思路进行方案的设计;基本设计任务用555 定时器和四运放LM324 设计并制作一个频率可变的、能够同时输出脉冲波、锯齿波、正弦波I 和正弦波II 的波形产生电路;1四通道同时输出;每通道输出脉冲波、锯齿波、正弦波I 和正弦波II 中的一种波形,通道负载电阻均为600 欧姆;2四通道输出波形的频率关系为1：1：1：3三次谐波;脉冲波、锯齿波、正弦波I 输出频率范围为8kHz~10kHz,正弦波II 的输出频率范围为24kHz~30kHz;输出波形无明显失真;3频率误差不大于10%,通带内输出电压幅度峰峰值误差不大于5%;2 电路设计工作原理NE555构成了多谐振荡器,内部可以产生脉冲波和锯齿波,将锯齿波经过LM324一个比例运算放大电路,就可以得到所需的锯齿波;然后让锯齿波输出分别通入由LM324组成的低通滤波器电路和高通滤波器电路,就可得到一次正弦波和二次正弦波;3 各主要电路及部件工作原理脉冲波产生电路脉冲波由NE555芯片搭建的多稳态谐振器振动产生,频率可调,为KHz10;参考8~KHzNE555芯片使用手册可知,芯片输出波形的峰峰值为10V左右;使用Multisim仿真的脉冲波产生电路如下图1所示;图1 脉冲波发生电路利用软件进行波形的仿真,得到脉冲波的图形如图2所示图2 脉冲波仿真波形锯齿波发生电路在锯齿波发生电路的设计中,原始方案是采用教材中的锯齿波发生电路,是通过调整积分电路的正向和反向时间常数的不同,对输入信号的脉冲波进行积分产生锯齿波该电路是需要二极管的;开始是按照这个思路进行仿真的;因为要同时调整正向和反向积分的时间常数,于是我们就想可以在调整脉冲波的输出频率的时候,只改变高电平或者低电平的持续时间,然后在锯齿波发生电路中选取合适的电容值,然后就可以讲正向或者反向的电阻值固定,只改变另一方向的电阻值就可以了;见图3是该方案的仿真电路图3 锯齿波产生电路见图1,是用NE555产生出脉冲波,然后通过锯齿波产生电路,这里仿真没有选择功放为LM324,未考虑600的负载电阻以及输出的峰峰值;脉冲波和锯齿波发生电路的参数取值如下根据NE555芯片的使用手册,有以下有用公式：根据以上的公式,就可以计算出理论上的各种参数：在对锯齿波进行仿真的时候,发现波形有些失真,上网查阅资料后得知要是RC 常数跟脉冲波的时间相匹配才行;去锯齿波发生电路的参数选择及计算过程如下：如图1所示,1R 为一个ΩK 9电阻和一个ΩK 3电位器组成,2R 取Ω700仿真结果见图4的锯齿波;图4 锯齿波仿真波形从图4的波形中算出锯齿波的峰峰值为由于要求负载电阻为Ω600,不能直接进行分压来控制峰峰值为V 1,再用功放来满足峰峰值的要求的话,LM324的四功放无法满足整个电路的需求,因此这种锯齿波的单元电路就被放弃了,需要进行改进;查阅资料发现了在NE555芯片构成的脉冲波发生电路中就有锯齿波,只需要在该处输出,然后调整峰峰值便可以得到要求的锯齿波;改进后的电路仿真图如下图5;图5 改进后的脉冲波和锯齿波发生电路改进后的电路对脉冲波发生电路的参数也进行了调整,让脉冲波的占空比接近一半;锯齿波发生电路是一个反向比例运算电路,由公式参数的选择如下：对该电路进行软件仿真得到理论上的锯齿波波形,见图6;图中另一个波形是NE555芯片的输出波形;图6 改进电路后的脉冲波和锯齿波的仿真波形得到的锯齿波的峰峰值约为V 1,频率与NE555芯片产生的脉冲波频率保持一致,满足实验要求,就完成了锯齿波波形发生电路的理论设计;正弦波发生电路在电路的设计初期,一次正弦波,也就是KHz 8~KHz 10的正弦波发生电路是采用的是截止频率为KHz f c 10=的二阶压控电压源低通滤波器,电路图见下图图7 二阶压控电压源低通滤波器原理图根据截至频率KHz f c 10=,查图确定电容的标称值图8 二阶压控电压源低通滤波电路参数选取参考图取nF C 3.3=查表确定电容1C 的值,以及1=K 时对应的电阻;表1 -1 二阶压控电压源低通滤波器参数表因为低通滤波器的输入直接从锯齿波发生电路的输出端引入,峰峰值为V 1,所以 将上列阻值乘以计算出来的K 值进行电路仿真后电路图如图图9 二阶压控电压源低通滤波器仿真电路图9下部分就是二阶压控电压源低通滤波器电路一次正弦波产生电路,蓝色的线分别是滤波器的输入和输出端,其中输入端是锯齿波发生电路的输出端,即输入峰峰值为V 1的锯齿波;仿真的波形如下图9所示图10 一次正弦波仿真波形图中,上部分波形是输入的峰峰值为V 1的锯齿波,下部分是一次正弦波,频率与锯齿波保持一致,但是峰峰值没有达到实验要求的V 1,有所衰减;于是对电路的参数重新选择; 修改后的仿真电路图如下图11 改进后的二阶压控电压源低通滤波电路再次进行波形的仿真,结果如下图：图12 改进后的一次正弦波仿真波形从仿真结果可以发现,波形的峰峰值又超过了V 1,对电路进行理论分析,发现因为使用的单电源,偏置电阻ΩK 10影响了原本与地直接只有ΩK 10的3R 的阻值,串上了偏置电阻;根据二阶压控电压源电路的放大倍数公式341R R A v +=进行电阻的调整;取Ω=K R 1003得到的满足条件的峰峰值为V 1的一次正弦波;上面的波形是从锯齿波发生电路输出的锯齿波,下面的是经过低通滤波器之后产生的一次正弦波波形,两个波形的峰峰值单位都是Div V /5,可知波形在KHz KHz 10~8的仿真结果都满足实验要求;该部分的仿真设计就完成了;图13 一次正弦波仿真波形二次正弦波发生电路二次正弦波的电路的设计思路是通过一个通带为zKH的带通滤波器;设计z24KH30~该滤波器是采用的无限增益多路反馈MFB电路;该电路的电路图如下所示;图14 无限增益多路反馈电路原理图该电路有以下公式方便参数选择为了使通带更加平坦,应该尽量使Q值大,查二阶无限增益多路反馈带通滤波器设计用表表1-2 无限增益多路反馈电路参数选择表参数选择如下：仿真的电路图如下图所示：图15 无限增益多路反馈电路带通滤波器对电路进行波形仿真时发现,当接入一个波形发生器进行测试的时候,输出的波形不会随着输入信号的频率变化而变化,始终为z17KH左右,于是想到没有接输入信号,直接查看输入端和输出端的波形,结果如下：图16 无限增益多路反馈电路的自激振荡仿真波形仿真的波形图中上面的波形是A 端,即输入端的波形,下面的波形是输出端的波形,两个探针A/B 分别放在输入和输出端;这里没有输入的信号,输出却稳定在将近z 18KH ,可知电路产生了自激震荡;对电路进行改进,重新选取参数对电路的波形进行仿真,发现峰峰值比较小,与实验要求差距较大,由13232121202R R A C R R R R R w v -=+=，,可知,缩小1R 的值会使放大倍数v A 增大,而且对通带的中心频率0w 影响也较小;电容值取实验室有的电容nF C 3.3=;改进后的电路图如下所示图17 改进后的无限增益多路反馈电路对电路进行仿真,查看仿真出的波形结果如下图,由波形可以知道该电路产生的三次正弦波的频率是满足实验要求的,但是峰峰值没有达到要求的9V;两个波形的峰峰值单位分别是Div V /1和Div V /5图18 三次正弦波仿真波形4 原理总图图19 总体方框图5 元器件清单表1-3 元器件清单6 调试过程及测试数据或者仿真结果为使电路便于调试我们采用分块调试的方法;通电前检查电路安装完毕后,经检查电路各部分接线正确,电源、元器件之间无短路,器件无接错现象;仿真结果图20 总体仿真波形图实验结果分析观察示波器上显示波形,可以看出方波和锯齿波以及正弦波波形良好,没有失真现象,达到了课题的要求;7 小结本次实验时间较长,在仿真设计电路的阶段占了很大一部分时间,拖慢了实验进度;在电路仿真设计中,开始没有选取实验要求使用的LM324运放,导致在设计无限增益多路反馈电路时出现了自激振荡而找不到具体的原因;掌握了单电源的使用方法,以及对单电源电路的参数选择,以及尽量减小单电源偏执电路对原电路影响的方法;了解了运放的型号不同,参数会有所不同,会很大地影响电路仿真的结果;在实际电路的制作过程中,因为电阻、电容值的误差,实际需要进行参数的再次调整,而且有些电路焊接的影响在电路仿真阶段是无法预知的;8 体会通过这次课设使我学到了很新的东西,知道了怎样去设计电路、调试电路以及对电路进行修正,体会到了理论与实践的差异;课程设计虽然有点难．但是确实能锻炼我们对知识的掌握以及运用理论指实践的能力;当我一着手清理自己的设计成果,一种少有的成功喜悦即刻使倦意顿消．虽然这是我刚学会走完的第一步,也是人生的一点小小的胜利,然而它令我感到自己成熟的许多,通过课程设计,使我深体会到,干任何事都必须耐心,细致．通过这次课程设计,加强了我们动手、思考和解决问题的能力,同时也是我们懂得小心谨慎的重要性;参考文献1阎石.数学电子技术基础.清华大学.高等教育出版社.20062康华光.电子技术基础模拟部分.华中科技大学. 高等教育出版社.20063马全喜.电子元器件与电子实习.机械工业出版社.20064何杜成、袁跃进.电机-光电显示-改进应用电路.山东科学技术出版社.2007 5李志健. 数字电子技术基础实验任务书.陕西科技大学教务处.20076杨刚、周群.电子系统设计与实践.电子工业出版社.2004。
波形发生器设计方案
波形发生器设计方案1. 简介波形发生器是一种用于产生各种波形信号的电子设备。
波形发生器广泛应用于电子实验、通信、测试等领域，具有重要的实际意义。
本文将介绍一个基于数字技术的波形发生器设计方案。
2. 设计原理波形发生器的设计原理是基于数字信号处理技术的。
主要包括以下几个步骤：1.选择合适的数字信号处理器（DSP）芯片作为波形发生器的核心处理器。
DSP芯片具有强大的数学运算能力和高速数据处理能力，适合用于波形生成。
2.实现波形发生器的数字信号处理算法。
根据需求，可以选择正弦波、方波、三角波等常见的波形形式。
具体的算法实现可以利用DSP芯片提供的数学运算指令和运算库来完成。
3.将数字信号处理器与外部模拟电路相连。
使用模数转换器（ADC）将DSP芯片生成的数字信号转换为模拟信号，然后通过低通滤波器进行滤波处理，最后输出所需的波形信号。
3. 设计步骤步骤一：选择合适的DSP芯片根据波形发生器的性能要求，选择一款功能强大的DSP芯片作为波形发生器的核心处理器。
考虑芯片的计算能力、存储容量、接口类型等因素。
步骤二：实现波形生成算法根据需求，在选择的DSP芯片上开发波形生成算法。
可以使用C语言或者汇编语言来编写算法代码。
常见的波形生成算法包括：•正弦波生成算法：利用正弦函数的周期性特点，通过离散化计算得到正弦波的采样值。
•方波生成算法：通过周期性地改变正负值来生成方波的采样值。
•三角波生成算法：通过线性函数的斜率逐渐增大或减小来生成三角波的采样值。
步骤三：连接外部模拟电路将DSP芯片与外部模拟电路相连。
使用模数转换器将DSP芯片生成的数字信号转换为模拟信号。
选择合适的ADC芯片，并配置相应的通信接口。
步骤四：滤波处理与输出通过低通滤波器对模拟信号进行滤波处理。
滤波器的设计要考虑去除数字信号的高频成分，保留所需波形的频谱特性。
最后，将滤波后的信号输出到波形发生器的输出端口。
4. 总结本文介绍了一种基于数字技术的波形发生器设计方案，通过选择合适的DSP芯片、实现波形生成算法、连接外部模拟电路和滤波处理与输出等步骤，可以实现高性能、多种波形的波形发生器。
波形发生器(课程设计)
波形发生器的设计1．设计目的（1）掌握用集成运算放大器构成正弦波、方波和三角波函数发生器的设计方法。
（2）学会安装与调试由分立器件与集成电路组成的多级电子电路小系统。
2．设计任务设计一台波形信号发生器，具体要求如下：（1）输出波形：正弦波、方波、三角波。
（2）频率范围：3Hz －30Hz ，30Hz －300Hz ，300Hz －3KHz ，3KHz －30KHz 等4个波段。
（3）频率控制方式：通过改变RC 时间常数手控信号频率。
（4）输出电压：方波峰—峰值V U pp 24≤；三角波峰-峰值V 8U pp =，正弦波峰-峰V 1U pp >。
3.设计要求（1）完成全电路的理论设计（2）参数的计算和有关器件的选择（3）PCB 电路的设计（4）撰写设计报告书一份；A3 图纸2张。
报告书要求写明以下主要内容：总体方案的选择和设计 ；各个单元电路的选择和设计；PCB 电路的设计4、参考资料（l ）李立主编. 电工学实验指导. 北京：高等教育出版社，2005（2）高吉祥主编. 电子技术基础实验与课程设计. 北京：电子工业出版社，2004（3）谢云，等编著.现代电子技术实践课程指导.北京：机械工业出版社，2003目录一. 设计的方案的选择与论证 (3)1.1 设计方案 (3)1.1.1 设计方案1 (3)1.1.2 设计方案2 (4)1.1.3 设计方案3 (5)1.2 方案选择 (6)二. 单元电路的设计 (6)2.1 方案设计 (6)2.1.1 正弦波电路 (6)2.1.2 方波电路 (11)2.1.3 三角波电路 (12)2.2 参数的选择 (13)三、仿真 (14)3.1 软件介绍 (14)3.2 仿真的过程与结果 (15)四、PCB制版 (15)4.1 软件简介 (15)4.2 PCB电路板设计步骤 (20)五、总结与心得 (21)六、附录 (22)6.1 材料清单 (22)6.2 原理图 (23)6.3 PCB板图 (24)七、参考文献 (25)一．设计方案的选择与论证产生正弦波、三角波、方波的电路方案有多种。
波形发生器设计实验报告（推荐阅读）
波形发生器设计实验报告（推荐阅读）第一篇：波形发生器设计实验报告波形发生器设计实验报告一、设计目的掌握用99SE软件制作集成放大器构成方波，三角波函数发生器的设计方法。
二、设计原理波形发生器：函数信号发生器是指产生所需参数的电测试信号的仪器。
按信号波形可分为正弦信号、函（波形）信号、脉冲信号和随机信号发生器等四大类。
而波形发生器是指能够输出方波、三角波、正弦波等多种电压波形的信号源。
它可采用不同的电路形式和元器件来实现，具体可采用运算放大器和分立元件构成，也可用单片专用集成芯片设计。
设计原理图：三、设计元件电阻：R1 5.1K、R2 8.2K、R3 680、R4 3K、R5 39KR6 1K、R7 39K、R8 39K 电容：C 1uF 运算放大器：U1A LM324、U1B LM324 二极管：D1 3.3V、D23.3V 滑动变阻器：RW1 10K 接口：CON3 地线、GND四、设计步骤大概流程图1、打开99SE，建立Sch文件。
绘制原理图。
绘制原理图时要注意放大器的引脚（注意引脚上所对应的数字）和二极管的引脚(注意原理图和PCB中的引脚参数是否一致)。
元件元件库代码电阻：RES2 滑动变阻器：POT2电容：CAP 放大器：OPAMP 二极管：ZENER3 元件封装代码电阻： AXIAL0.4 滑动变阻器：VR5 放大器：DIP14二极管：DIODE0.4 电容：RB.2/.42、生成网络表格本步骤可完成建立材料清单（可执行report中的Bill of Material）、电器规则检查（Tools中ERC）、建立网络表（Design中Create Netlist，点击OK即可）3、PCB文件的设置建立PCB文件单双面板设置：Design中Options进行设置单双面板，及面板大小（8cm*7cm）建立原点（Edit中Origin中的set）并在KeepOutLayer层中制板4、引入网络表执行Design中Load Nets载入网络表，屏幕弹出对话框，点击Browse按钮选择网络表文件（*net），载入网络表,单机Execute，便成功引入网络表。
基于51单片机的波形发生器的设计汇总
基于51单片机的波形发生器的设计汇总波形发生器是电子领域中常用的一种设备，用于产生各种不同形式的波形信号。
本文将基于51单片机的波形发生器的设计进行汇总。
设计思路如下：一、基本原理波形发生器的基本原理是通过控制数字信号的高低电平来产生不同的波形。
在这个设计中，我们将使用51单片机作为控制器来产生波形信号。
二、硬件部分1.时钟电路：使用一个晶体振荡器作为时钟源，提供稳定的时钟脉冲给51单片机。
2.电源电路：使用稳压电源提供稳定的电压给51单片机和其他电路。
3.单片机电路：将51单片机与其他电路进行连接，包括输入输出端口和相应的外部电路。
4.波形输出电路：根据需要产生不同的波形，设计相应的输出电路，包括滤波器、电阻、电容等元器件。
三、软件部分1.系统初始化：在系统上电后，进行相应的初始化工作，包括设置引脚功能、中断，设置计时器等。
2.波形生成算法：根据用户的选择，使用合适的算法生成相应的波形信号。
常见的波形有正弦波、方波、三角波等。
3.输出控制：根据生成的波形信号，通过设置相应的输出引脚，将波形信号输出到波形输出电路中。
4.用户界面：设计一个简单的用户界面，让用户可以选择不同的波形、调整频率、幅度等参数。
5.中断处理：使用中断功能来处理波形输出频率的控制，实现较高的输出稳定性。
四、设计考虑1.精度要求：根据具体应用场景，确定波形发生器的精度要求。
如果需要较高的精度，可能需要采用更复杂的算法和更精密的输出电路。
2.输出负载：考虑波形发生器的输出负载情况，选择合适的输出电路，以确保波形信号的准确性和稳定性。
3.电源稳定性：电源的稳定性对波形发生器的性能也有影响，需要注意电源供电的稳定性。
五、测试与优化完成波形发生器设计后，进行相应的测试与优化。
包括波形信号的频率、幅度等测试，以及对输出电路、算法等进行优化。
最后，通过以上的设计思路，我们可以完成基于51单片机的波形发生器的设计。
根据具体的应用需求，可能需要对硬件和软件进行相应的调整和优化。
波形发生器函数信号发生器设计课程设计
目录一、设计要求------------------------------------------------2二、设计的作用与目的------------------------------------2三、波形发生器的设计------------------------------------31、函数波形发生器原理和总方案设计-------------------32、方案选择及单元电路的设计---------------------------53、仿真与分析----------------------------------------------94、PCB版电路制作-----------------------------------------13四、心得体会-----------------------------------------------15五、参考文献-----------------------------------------------16附录波形发生器的设计电路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。
一、设计要求设计一台波形信号发生器，具体要求如下：1.该发生器能自动产生正弦波、三角波、方波。
2.指标：输出波形：正弦波、三角波、方波。
频率范围：1Hz~10Hz，10Hz~100Hz ,100Hz~1KHz,1KHz~10KHz。
输出电压：方波VP-P≤24V，三角波VP-P=8V，正弦波VP-P＞1V；3.频率控制方式：通过改变RC时间常数手控信号频率。
4.用分立元件和运算放大器设计的波形发生器要求用EWB进行电路仿真分析，然后进行安装调试。
二、设计的作用与目的1.通过这次课程设计从而掌握方波——三角波——正弦波函数发生器的原理及设计方法。
单片机波形发生器设计
单片机波形发生器设计引言：波形发生器是一种电子仪器，可用于产生不同类型的电子波形。
在电子系统设计和实验中，波形发生器起着至关重要的作用。
传统的波形发生器通常有很多旋钮和开关，而现代的波形发生器则大多通过单片机或其他微控制器来实现。
本文将介绍如何通过单片机设计一个简单的波形发生器。
设计方案：1.硬件设计：单片机选择常见的8051系列单片机，因为其性能稳定、功能强大且易于编程。
可以使用Keil等集成开发环境进行程序编写。
电路主要由单片机、晶振、电源电路、按键和LCD显示屏组成。
2.基本波形发生：首先，我们需要设计一个能够产生基本波形的波形发生器。
单片机通过PWM（脉宽调制）技术来实现波形发生。
通过改变脉冲的占空比，可以产生不同频率的方波。
通过将方波依次通过RC滤波电路和运算放大器，可以得到正弦波和三角波。
运算放大器可以选择常见的OPA2134等。
3.频率调节和触发方式：波形发生器需要能够实现频率的调节和触发方式的选择。
频率的调节可以通过旋钮或按键来实现。
可以通过改变控制单片机的定时器参数来改变频率。
触发方式可以选择为外部触发或内部触发，通过开关来实现切换。
4.显示：为了方便用户观察波形，我们可以在电路中添加LCD显示屏。
通过编写程序，可以在显示屏上实时显示波形的参数和波形形状。
5.扩展功能：在基本波形发生器的基础上，可以进一步扩展功能。
例如，可以添加DAC芯片，实现更精确的波形输出。
还可以通过增加存储器，实现波形的存储与回放。
另外，还可以添加数字接口，实现与计算机的通信和控制。
总结：通过单片机设计的波形发生器具有灵活性和可扩展性强的优点。
通过改变软件程序，可以实现不同类型的波形输出，满足不同实验和设计的需求。
注：本文中字数未满1200字，请根据实际需要进行补充。
基于51单片机波形发生器课程设计
基于51单片机波形发生器课程设计1. 引言波形发生器是电子技术领域中常用的仪器设备，用于产生各种不同形状的电信号波形。
在电子电路实验和测试中，波形发生器能够提供不同频率、幅度和相位的信号，用于测试和验证电路的性能。
本篇文章将介绍一个基于51单片机的波形发生器设计。
通过使用51单片机，我们可以实现一个简单但功能强大的波形发生器，并通过编程控制实现不同类型的波形输出。
2. 硬件设计2.1 51单片机51单片机是一种常见的8位微控制器，具有低功耗、高性能和广泛应用等特点。
在本设计中，我们选择使用51单片机作为主控芯片。
2.2 数模转换芯片为了将数字信号转换为模拟信号输出，我们需要使用一个数模转换芯片。
在本设计中，我们选择使用DAC0800芯片作为数模转换器。
2.3 操作面板为了方便用户操作和设置参数，我们设计了一个操作面板。
该面板包括按键、旋钮和显示屏等组件，用户可以通过操作面板来控制波形发生器的参数和功能。
2.4 输出接口为了将模拟信号输出到外部设备，我们设计了一个输出接口。
该接口可以连接到示波器或其他测试仪器，以便观察和测量输出信号。
3. 软件设计3.1 程序框架波形发生器的软件设计主要包括初始化设置、参数调整和波形生成等功能。
我们可以使用C语言编程，在51单片机上实现这些功能。
以下是程序框架的伪代码：void main(){初始化设置();while(1){获取用户输入();参数调整();波形生成();}}3.2 初始化设置在初始化设置阶段，我们需要对51单片机和数模转换芯片进行初始化配置。
这包括设置时钟频率、IO口方向、数模转换精度等。
以下是初始化设置的伪代码：void 初始化设置(){设置时钟频率();配置IO口方向();配置数模转换精度();}3.3 参数调整在参数调整阶段，用户可以通过操作面板来调整波形发生器的参数。
这包括选择波形类型、设定频率和幅度等。
以下是参数调整的伪代码：void 参数调整(){获取用户输入();if(用户选择了波形类型){设置波形类型();}if(用户设定了频率){设置频率();}if(用户设定了幅度){设置幅度();}3.4 波形生成在波形生成阶段，根据用户设定的参数，我们可以通过数模转换芯片来生成相应的波形信号。
波形发生器的设计
波形发生器设计设计总说明各种各样的信号是通信领域的重要组成部分，其中正弦波、锯齿波、三角波和方波等是较为常见的信号。
在科学研究及教学实验中常常需要这几种信号的发生装置。
为了实验、研究方便，研制一种灵活适用、功能齐全、使用方便的信号源是十分必要的。
本文介绍的是利用AT89C51单片机和数模转换器件DAC0832产生所需不同信号的低频信号源。
文中简要介绍了DAC0832数模转换器的结构原理和使用方法，AT89C51的基础理论，以及与设计电路有关的各种芯片。
根据对毕业生设计的要求，文中着重介绍了利用单片机控制D/A 转换器产生上述信号的硬件电路和软件编程。
信号频率幅度也按要求可调。
本次产生不同低频信号的信号源的设计方案，不仅在理论和实践上都能满足实验的要求，而且具有很强的可行性。
该信号源的特点是：体积小、价格低廉、性能稳定、实现方便、功能齐全。
精品doc精品doc关键词：单片机AT89C51DAC0832波形发生器目录1绪论 .................... 错误！未指定书签。
2系统设计 ................ 错误！未指定书签。
2.1信号发生电路方案论证错误！未指定书签。
2.1.1单片机的选择论证.错误！未指定书签。
2.1.2键盘方案论证.错误！未指定书签。
2.1.3总体系统设计.错误！未指定书签。
2.2硬件实现及单元电路设计.错误！未指定书签。
2.2.1单片机最小系统的设计错误！未指定书签。
2.2.2波形产生模块设计.错误！未指定书签。
2.2.3键盘显示模块的设计错误！未指定书签。
2.3系统软件设计....... 错误！未指定书签。
2.3.1主程序：..... 错误！未指定书签。
2.3.2锯齿波的实现过程.错误！未指定书精品doc签。
2.3.3三角波的实现过程.错误！未指定书签。
2.3.4方波的实现过程... 错误！未指定书签。
2.3.5正弦波的实现过程.错误！未指定书签。
结论...................... 错误！未指定书签。
波形发生器的设计
波形发生器设计报告一、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。
二、设计要求1. 基本要求具有产生正弦波、方波、三角波三种周期性的波形。
用键盘输入编辑生成上述三种波形（同周期）的线性组合波形，以及由基波及其谐波（5次以下）线性组合的波形。
具有波形存储功能。
输出波形的频率为100Hz～20KHz（非正弦波频率按10次谐波计算）：重复频率可调，频率步进间隔≤100Hz。
输出波形幅度范围0～5V（峰-峰值），可按步进0.1V（峰-峰值）调整。
具有显示输出波形的类型、重复频率（周期）和幅度的功能。
2.发挥部分输出波形频率范围扩展至100Hz～200KHz。
用键盘或其他输入装置产生任意波形。
增加稳幅输出功能，当负载变化时，输出电压幅度变化不大于±3%（负载电压变化范围：100Ω～∞）。
具有掉电存储功能，可存储掉电前用户编辑的波形和设置。
可产生单次或多次（1000次以下）特定波形（如产生一个半周期三角波输出）。
其它（如增加频谱分析、失真度分析、频率扩展＞200KHz、扫频输出等功能）。
三、方案设计和论证：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24C01完成。
2、方案二行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。
输出信号的幅度由0852进行调节。
系统显示界面采用16字x1行液晶，信号参数由4x4位键盘输入，用户设置信息的存储由24C01完成。
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课程设计任务书学生姓名：专业班级：自动化指导教师：工作单位：题目: 波形信号发生器初始条件：可选元件：运算放大器，三极管，电阻、开关、电容若干，等自选元器件。
可用仪器：示波器，万用表，频率计等要求完成的主要任务:（1）设计任务设计一台波形信号发生器。
（2）设计要求1、输出波形：方波、三角波、锯齿波、正弦波、阶梯波。
2、频率范围：1Hz—10Hz，10Hz—100Hz，100Hz—1KHz，1KHz—10KHz等四个波段。
3、频率控制：通过改变RC时间常数手控信号频率。
4、方波峰峰值0—20V之间可调，三角波峰峰值在0—5之间可调，正弦波峰峰值大于1V。
5、用分立元件和运放设计一个波形发生器，要求用Multisim或Protel进行电路仿真。
时间安排：1、2010 年6月7日至2010年6月28日，完成仿真设计、制作与调试；撰写课程设计报告。
2、2010 年7月1日提交课程设计报告，进行课程设计验收和答辩。
设计的作用、目的1、根据从稳定性、可靠性、实用性、经济性选择电子线路和电子器件，找到合适的功能电路；2、通过网络查阅和图书馆资料，培养独立分析问题和解决实际问题的能力；3、掌握常用元器件的识别和测试4、熟悉常用仪表，了解电路调试的基本方法指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日目录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)4.3 仿真结果分析 (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 (15)6.1 方波---三角波发生电路的实验结果 (15)6.2 三角波---正弦波转换电路的实验结果 (15)6.3 实测电路波形、误差分析及改进方法 (16)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)。
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RC振荡产生正弦波，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。
本课设采用先产生方波—三角波，再将三角波变换成正弦波的电路设计方法，本课题中函数发生器电路组成框图如下所示：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。
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。
2．课程设计的目的和设计的任务2.1 设计目的1、根据稳定性、实用性、经济性选择电子线路和电子器件，找到合适的电路2、通过网络查阅和图书馆资料，培养独立分析问题和解决实际问题的能力；3．掌握常用元器件的识别和测试4．熟悉常用仪表，了解电路调试的基本方法2.2设计任务设计方波——三角波——正弦波函数信号发生器2.3课程设计的要求及技术指标1．输出波形：正弦波、方波、三角波；2．频率范围：1Hz—10Hz，10Hz—100Hz，100Hz—1KHz，1KHz—10KHz。
3．输出电压：方波UＰ－Ｐ≤20V，三角波UＰ－Ｐ＝5V，正弦波UＰ－Ｐ>1V；3．各组成部分的工作原理3.1方波发生电路的工作原理3.2 方波---三角波转换电路的工作原理方波—三角波产生电路工作原理如下：若R2下侧端点断开，运算发大器LM101AH1与R2及R3、RP1组成电压比较器。
运放的反相端接基准电压，即U-=0，同相输入端接输入电压Uia，R1为平衡电阻。
比较器的输出Uo1的高电平等于正电源电压+Vcc，低电平等于负电源电压-Vee（|+Vcc|=|-Vee|）, 当比较器的U+=U-=0时，比较器翻转，输出Uo1从高电平跳到低电平-Vee,或者从低电平Vee 跳到高电平Vcc 。
设Uo1=+Vcc,则312231231()0CC ia R RP R U V U R R RP R R RP ++=++=++++将上式整理，得比较器翻转的下门限单位Uia-为223131()CC CC ia R R U V V R RP R RP ---=+=++若Uo1=-Vee,则比较器翻转的上门限电位Uia+为223131()EE CC ia R R U V V R RP R RP +-=-=++比较器的门限宽度Vcc R R R U U U p TH TH TH 132212+=-=∆由以上公式可得比较器的电压传输特性，如下图所示。
a 点断开后，运放LM101AH2与R4、RP2、C1及R5组成反相积分器，其输入信号为方波Uo1，则积分器的输出Uo2为214221()O O U U dt R RP C -=+⎰ 1O CC U V =+时，2422422()()()CC CCO V V U t t R RP C R RP C -+-==++1O EE U V =-时，2422422()()()CC EE O V V U t t R RP C R RP C --==++可见积分器的输入为方波时，输出是一个上升速度与下降速度相等的三角波，其波形关系下图所示。
a 点闭合，既比较器与积分器首尾相连，形成闭环电路，则自动产生方波-三角波。
三角波的幅度为2231O m CC R U V R RP =+方波-三角波的频率f 为3124224()R RP f R R RP C +=+由以上两式可以得到以下结论：1. 电位器RP2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。
若要求输出频率的范围较宽，可用C2改变频率的范围，PR2实现频率微调。
2. 方波的输出幅度应等于电源电压+Vcc 。
三角波的输出幅度应不超过电源电压+Vcc 。
电位器RP1可实现幅度微调，但会影响方波-三角波的频率。
3.3 三角波---正弦波转换电路的工作原理三角波——正弦波的变换电路主要由差分放大电路来完成。
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，可以有效的抑制零点漂移，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。
分析表明，传输特性曲线的表达式为：022/1id TC E U U aI I aI e==+ 011/1id TC E U U aI I aI e -==+式中 /1C E a I I =≈0I ——差分放大器的恒定电流；T U ——温度的电压当量，当室温为25oc 时，UT ≈26mV 。
如果Uid 为三角波，设表达式为44434m id m U T t T U U Tt T ⎧⎛⎫- ⎪⎪⎪⎝⎭=⎨-⎛⎫⎪- ⎪⎪⎝⎭⎩ 022T t T t T ⎛⎫≤≤ ⎪⎝⎭⎛⎫≤≤ ⎪⎝⎭式中 Um ——三角波的幅度； T ——三角波的周期。
为使输出波形更接近正弦波，由图可见： （1） 传输特性曲线越对称，线性区越窄越好；（2） 三角波的幅度Um 应正好使晶体管接近饱和区或截止区。
（3） 图为实现三角波——正弦波变换的电路。
其中R12调节三角波的幅度，R14调整电路的对称性，其并联电阻R16用来减小差分放大器的线性区。
电容C8,C9,C11为隔直电容，C10为滤波电容，以滤除谐波分量，改善输出波形。
3.4直流稳压电源部分：R550Ω50ΩKey=A50%使用直流稳压电源替代Vcc ，Vee ，将使所加电源可调，从而调整方波的幅度。
3.5电路的参数选择及计算1.方波-三角波部分： 由式cc p m V R R R U 13202+=得：412052232===+CC m o p V U R R R 取R2=10K Ω，则R3+Rp1=40K Ω,选择R3=30K Ω和Rp1为50K Ω的电位器。
取平衡电阻R1k R R R R R R p p 10)(132132=+++•=Ω，由式22413)(41C R R R R T f p p ++== 得 R4+Rp2=22134C fR R R p +当1Hz ≤≤f 10Hz 时，取C2=10uF ，则R4+Rp2=100K`—10K Ω，选择R4=5k Ω和Rp2=100K Ω当10Hz ≤≤f 100Hz 时，取C2=1uf ，则R4+Rp2=100K`—10K Ω，选择R4=5k Ω和Rp2=100K Ω，平衡电阻R6=150k Ω当100Hz ≤≤f 1KHz 时，取C2=0.1uf ，则R4+Rp2=100K`—10K Ω，选择R4=5k Ω和Rp2=100K Ω，平衡电阻R6=150k Ω当1KHz ≤≤f 10KHz 时，取C2=0.1uf ，则R4+Rp2=100K`—10K Ω，选择R4=5k Ω和Rp2=100K Ω，平衡电阻R6=150k Ω2.三角波-正弦波部分三角波经电容C8和 分压电阻R12、R20给差分电路输入差模电压Uid 。
一般情况下，差模电压Uid ，26mv ，因为三角波的最大幅值为5v,故取R1=6K Ω、Rp3=600Ω。
因为三角波的频率不太高，所以，隔直电容C9和C11要取得大一些，这里取C9=C11=C8=470uF 。
滤波电容C11视输出的波形而定。
若含高次谐波成分较多，C11可取得较小，一般为几十至1微法。