简单信号发生器设计
简易信号发生器设计课程设计
摘要波形发生器是一种常常利用的信号源，普遍地应用于电子电路、自动控制系统和教学实验等领域。
本次课程设计利用的AT89C51 单片机组成的发生器可产生锯齿波、三角波、正弦波等多种波形，波形的周期能够用程序改变，并可按照需要选择单极性输出或双极性输出，具有线路简单、结构紧凑等长处。
在本设计的基础上，加上按钮控制和LED显示器，则可通过按钮设定所需要的波形频率，并在LED上显示频率、幅值电压，波形可用示波器显示。
用AT89C51单片机采用程序设计方式组成的波形发生器，可产生方波、三角波、正弦波，再通过DA转换器DAC0832将数字信号转换成模拟信号,并通过LM324集成运放把信号放大，通过示波器将波形显示在屏幕上。
波形的周期可用程序改变，此设计具有线路简单、结构紧凑、性能优越等特点。
通过仿真测试，其性能指标达到了设计要求，均达到了课程设计的目的。
一、设计原理数字信号能够通过数/模转换器转换成模拟信号，因此可通过产生数字信号再转换成模拟信号的方式来取得所需要的波形。
AT89C51单片机本身就是一个完整的微型运算机，具有组成微型运算机的各部份部件：中央处置器CPU、随机存取存储器RAM、只读存储器ROM、I/O接口电路、按时器/计数器和串行通信接口等，只要将AT89C51再配置键盘及其接口、显示器及其接口、数模转换及波形输出、指示灯及其接口等四部份，即可组成所需的波形发生器，其信号发生器组成原理框图如下图所示。
图信号发生器原理框图AT89C51是整个波形发生器的核心部份，通进程序的编写和执行，产生各类各样的信号，当数字信号电路抵达转换电路，将其转换成模拟信号也就是所需要的输出波形。
并通过滤波放大电路将波形输出出来。
二、设计内容一、运用keil软件对程序进行编写，运行程序，并进行程序修改。
二、运用protues软件进行硬件电路仿真设计。
3、将程序下载到仿真单片机中，并观测输出波形。
4、对程序进行修改，再次运行仿真软件，直到输出理想的波形。
简易信号发生器课程设计
简易信号发生器课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解信号发生器的基本原理，掌握其组成部分及功能；2. 学会使用简易信号发生器产生不同频率、不同幅度的正弦波、方波和三角波；3. 掌握信号发生器在实际应用中的使用方法，如调整频率、幅度和波形。
技能目标：1. 能够正确组装和调试简易信号发生器，具备基本的动手实践能力；2. 学会运用信号发生器进行简单的信号分析和处理，提高实际操作技能；3. 培养学生对电子电路的故障排查和解决问题的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子技术的兴趣，激发其探索精神和创新意识；2. 增强学生的团队合作意识，学会在小组讨论中倾听他人意见，共同解决问题；3. 培养学生严谨、认真、负责的学习态度，养成良好的实验操作习惯。
本课程针对高年级学生，结合学科特点，注重理论知识与实践操作的相结合，旨在提高学生的动手能力、创新意识和实际应用能力。
课程设计遵循由浅入深、循序渐进的原则，使学生能够充分理解信号发生器的原理，掌握相关技能，并培养积极的情感态度价值观。
通过本课程的学习，学生将能够独立完成简易信号发生器的组装、调试和应用，为后续电子技术课程打下坚实基础。
二、教学内容1. 信号发生器的基本原理及组成部分- 介绍信号发生器的功能、分类及工作原理；- 分析简易信号发生器的电路结构，包括振荡器、放大器、波形整形电路等。
2. 简易信号发生器的组装与调试- 指导学生根据电路图正确组装简易信号发生器；- 教授调试方法，使学生能够调整信号发生器输出不同频率、不同幅度的正弦波、方波和三角波。
3. 信号发生器的应用- 介绍信号发生器在电子实验、信号分析和故障诊断等方面的应用；- 演示如何使用简易信号发生器进行信号处理和实验操作。
4. 教学内容安排与进度- 第一章节：信号发生器的基本原理及组成部分（2课时）- 第二节点：简易信号发生器的组装与调试（4课时）- 第三节点：信号发生器的应用（2课时）5. 教材章节及内容列举- 教材第四章：振荡器原理及设计；- 教材第五章：放大器原理及设计；- 教材第六章：波形整形电路及信号发生器应用。
简易信号发生器课程设计
简易信号发生器论文系部：计算机科学与技术系专业：计算机科学与技术班级：设计人：学号：一、简易信号发生器基本原理1、函数发生器的组成函数发生器一般是指能自动产生正弦波、方波、三角波的电压波形的电路或者仪器。
电路形式可以采用由运放及分离元件构成；也可以采用单片集成函数发生器。
根据用途不同，有产生三种或多种波形的函数发生器，本论文介绍方波、三角波、正弦波函数发生器的方法。
1.方波发生器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。
图11-2所示为由滞回比较器及简单RC 积分电路组成的方波—三角波发生器。
它的特点是线路简单，但三角波的线性度较差。
主要用于产生方波，或对三角波要求不高的场合。
调节电位器RW （即改变R2／R1），可以改变振荡频率，但三角波的幅值也随之变化。
如要互不影响，则可通过改变Rf （或Cf）来实现振荡频率的调节。
图11－2 方波发生器2、 三角波和方波发生器如把滞回比较器和积分器首尾相接形成正反馈闭环系统，如图11－3 所示，则比较器A 1输出的方波经积分器A 2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。
图11－4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。
图11-3 三角波、方波发生器电路振荡频率 fW f 12O )C R (R 4R R f +=方波幅值 U ′om ＝±U Z三角波幅值 Z 21om U R R U调节R W 可以改变振荡频率，改变比值21R R 可调节三角波的幅值。
图11－4 方波、三角波发生器输出波形图3、三角波变换成正弦波由运算放大器单路及分立元件构成，方波——三角波——正弦波函数发生器电路组成如图1所示，由于技术难点在三角波到正弦波的变换，故以下将详细介绍三角波到正弦波的变换。
图1（1） 利用差分放大电路实现三角波——正弦波的变换波形变换的原理是利用差分放大器的传输特性曲线的非线性，波形变换过程如图2所示。
简易信号发生器设计
模拟电子技术课程设计题目：简易信号发生器系别：电子科学系专业：电子信息科学与技术班级：姓名：学号：指导老师：2011.06.28简易信号发生器设计一、设计目的1、掌握信号发生器的设计方法和测试技术；2、了解单片函数发生器IC8038的工作原理和应用；3、学会安装和调试分立元件与集成电路组成的多级电子电路小系统。
二、设计要求与技术指标设计要求1、分析电路组成及工作原理；2、单元电路设计计算；3、采用RC桥式正弦波振荡器4、画出完整电路图；5、调试方法；6、小结与讨论。
技术指标失真度：γ<= 5%频率范围：20Hz~20KHz输出电压：不小于1V有效值（方波VP-P≤24V，三角波VP-P=6V，正弦波VP-P=1V；方波tr小于1uS）。
三、方案提示设计方案可先产生正弦波，然后通过整形电路将正弦波变成方波，再由积分电路将方波变成三角波；也可先产生三角波-方波，再将三角波变成正弦波。
如下框图所示。
四、电路设计的一般过程1、总体方案所谓总体方案是用具有一定功能的若干单元电路构成一个整体，以满足课题题目所提出的要求和性能指标，实现各项功能。
方案选择就是按照系统总的要求，把电路划分成若干个功能块，得出能表示单元功能的整机原理框图。
按照系统性能指标要求，规划出各单元功能电路所要完成的任务，确定输出与输入的关系，确定单元电路的结构。
总体方案往往不止一个，应当针对糸统提出的任务、要求和条件，进行广泛调查研究，大量查阅参考文献和有关资料，广开思路，要敢于探索，努力创新，提出若干不同方案，仔细分析每个方案的可行性和优缺点，反复比较，争取方案的设计合理、可靠、经济、功能齐全、技术先进。
框图应能说明方案的基本原理，应能正确反映系统完成的任务和各组成部分的功能，清楚表示出系统的基本组成和相互关系。
方案选择必须注意下面两个问题：(1)要有全局观点，抓住主要矛盾。
(2)在方案选择时要充分开动脑筋，不仅要考虑方案是否可行，还要考虑怎样保证性能可靠，考虑如何降低成本，降低功耗，减小体积等许多实际的问题。
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。
课设报告——简易信号发生器
简易信号发生器设计摘要随着电子技术的飞快发展，单片机也应用得越来越广泛，基于单片机的智能仪器的设计技术不断成熟。
单片机构成的仪器具有高可靠性，高性价比。
单利用单片机采用程序设计方法来产生波形，线路相对简单，结构紧凑，价格低廉，频率稳定度高，抗干扰能力强等优点，而且还能对波形进行细微的调整，改良波形，易于程序控制。
只要对电路稍加修改，调整程序，就能实现功能的升级。
本系统利用单片机AT89C51采用程序设计方法产生正弦波、三角波、方波、锯齿波四种波形，再通过D/A转换器DAC0832将数字信号转换成模拟信号，滤波放大，最终由示波器显示出来，并通过按键来控制四种波形的类型选择。
本次设计主要由信号发生模块、数模转换模块和仿真模块。
关键词：单片机；数模转换；液晶显示屏目录第1章概述 (1)第2章系统总体方案选择 (1)2.1 系统硬件设计图 (1)2.2系统软件设计 (1)第3章各单元硬件设计及工作原理 (2)3.1单片机最小系统的设计 (2)3.2 函数信号发生器的设计 (2)3.2.1DAC0832芯片工作方式的选择 (2)3.2.2DAC0832芯片外围电路的设计 (2)3.3LCD12864显示屏 (3)3.3.1LCD12864与LCD1602的区别 (3)3.3.2LCD12864显示屏原理及其硬件设计 (3)第4章软件设计与说明 (3)4.1软件设计思路 (3)4.2波形数据输出程序设计 (4)4.3LCD12864显示程序设计 (5)第5章调试结果及其说明与使用说明 (6)5.1调试过程中遇到的问题 (6)5.1.1LCD12864显示问题 (6)5.1.2幅值调节问题 (6)5.2使用说明 (6)第6章总结 (7)第7章参考文献 (8)附录 (9)第1章概述在本系统中，设计的要求为产生三角波、正弦波、方波信号，要求频率和幅值可调。
并且显示内容可以在LCD显示出来，在本系统中，主控为AT89C51单片机，D/A 转换芯片采用的为ADC0832，LCD显示屏采用LCD12864，本系统设置有三个控制按键，分别为频率转换按键、波形切换按键、幅值切换按键，通过这三个按键，可以对输出的波形进行控制，波形幅值为0—5V，分为5个幅值挡位，频率范围为40Hz—400Hz，分为50个频率挡位。
简易正弦信号发生器设计
简易正弦信号发生器设计
一、实验目的
1.进一步熟悉QuartusII及LPM-RAM宏模块与FPGA硬件资源的使用方法。
二、实验设备
计算机、和软件QuartusII和EDA/SOPC试验箱
三、试验内容
简易正弦信号发生器设计，要求ROM是8位数据线，8位地址线。
四、试验原理
打开QuartusII软件，在连接试验电路之前调入LPM-RAM-DQ宏模块，PLM-COUNER模块和74244芯片，再连接电路图，试验原理设计图如下：
图1-1键入64个正弦信号数据
图1-2简易正弦信号发生器顶层电路设计
五、实验结果
试验结果如下图：
图1-3综合后的RLT图
图1-4仿真波形图3.引脚锁定方案图
图1-5引脚锁定方案图
图1-6编程下载模式图
六、试验小节
一学期匆匆而过，通过大半学期的学习，我们学到了很多处理问题的技巧。
不过我们还要熟记很多单词，大多数的单词我们还不认识，相信通过进一步的学习，我们一定能学好这个软件。
我们也将以浓厚的兴趣和积极的态度去学习。
相信我们一定会有更加长足的进步。
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。
简易信号发生器设计
《单片机原理及应用》课程设计任务书课程设计题目：简易信号发生器设计一、设计目的和要求（一）、设计目的通过设计简易信号发生器，完成系统设计、编码、调试及维护工作的实践，了解单片机应用系统的一般设计思路，熟悉和掌握硬件系统和软件设计的一般方法。
（二）、设计要求1.设定功能：能通过按键设定信号类型、频率2.显示功能：通过数码管或液晶显示当前波形类型和频率。
3.计数功能：能设定自动输出多少个周期该波形后停止输出，直到再次按下触发按钮二、设计内容及步骤1.系统分析，完成系统分析报告2.根据的系统结构图、课程实验，查阅资料，确定系统各个模块的译码电路和地址范围以及其它硬件型号，详细画出系统硬件原理图。
3.程序流程图，编制程序。
4.调试修改显示子模块、键盘扫描子模块、定时器中断子模块和主程序5.编写课程设计报告内容包括：题目、摘要、目录、正文、结论、致谢、参考文献等。
学生在完成上述全部工作之后，应将全部内容以先后顺序写成设计报告一份，阐述整个设计内容，要求重点突出、特色鲜明、语言简练、文字通畅，字迹工整。
报告要求在专用报告书上书写。
6.完成课程设计报告，设计报告字数不得少于3000 字撰写要求如下：·设计任务·问题定义、理论分析·理论设计（程序功能结构、算法说明和程序框图）·上机调试（实验环境、实验说明和程序清单）·结果分析·心得体会三、进度安排按教学计划规定，单片机原理及应用课程设计总学时为一周，其进度及时间大致分配如下：序号设计内容天数（约占比例）1 查阅资料（约占8%）2 确定设计思路（约占15%）3 画出硬件图、确定各个模块的电路实现方法（约占27%）4 编写程序（约占25%）5 调试修改各子模块和主程序（约占15%）6 总结设计过程，编写课程设计报告1（约占10%）。
电子技术课程设计简易信号发生器
目录一．设计题目 .......................................................................................... 错误！未定义书签。
二．设计要求 .......................................................................................... 错误！未定义书签。
三．题目分析 .......................................................................................... 错误！未定义书签。
1．方波、三角波、正弦波发生器方案 ......................................... 错误！未定义书签。
1.1 方案一原理框图 ................................................................. 错误！未定义书签。
1.2方案二原理框图 .................................................................. 错误！未定义书签。
1.3 函数发生器的选择方案 ..................................................... 错误！未定义书签。
2．各组成部分的工作原理 ............................................................. 错误！未定义书签。
2.1 方波发生电路的工作原理 ................................................. 错误！未定义书签。
2.2 方波--三角波转换电路的工作原理 .................................. 错误！未定义书签。
简易信号发生器设计
简易信号发生器设计目录1 引言...................................................................... (1)2 信号发生器的设计原理 ..................................................................... (2)2.1 EDA技术介绍 ..................................................................... .. (2)2.1.1 EDA介绍 ..................................................................... (2)2.1.2 VHDL的基本介绍 ..................................................................... . (3)2.1.3 设计工具简介 ..................................................................... .. (4)2.2 信号发生器的原理结构 ..................................................................... .. (4)2.3各个控制单元的实现 ..................................................................... . (5)2.3.1频率控制单元 ..................................................................... (5)2.3.2 信号波形成与波形选择的设计 ..................................................................... .. 62.3.3顶层文件的设计 ..................................................................... .......................... 7 3 程序设计及仿真分析 ..................................................................... . (8)3.1频率控制模块设计 ..................................................................... .. (8)3.1.1 输入识别模块程序设计...................................................................... . (8)3.1.2输入识别模块仿真 ..................................................................... . (9)3.1.3分频数模块程序设计 ..................................................................... . (11)3.1.4分频数产生的仿真 ..................................................................... .. (12)3.1.5 分频器模块程序设计 ..................................................................... (13)3.1.6 分频器的仿真 ..................................................................... (14)3.2信号控制模块设计 ..................................................................... (14)3.2.1 信号控制模块程序设计...................................................................... .. (14)3.2.1 信号控制模块仿真 ..................................................................... . (17).................................................................... ...................................... 18 3.3 顶层模块设计3.3.1顶层模块程序设计 ..................................................................... .. (18)3.3.2顶层模块仿真 ..................................................................... ............................ 19 4 硬件测试 ..................................................................... (21)4.1 示波器的波形显示及其分析 ..................................................................... . (21)4.2 幅值改变使波形改变 ..................................................................... . (23)4.3 频率改变使波形改变 ..................................................................... ......................... 23 5 设计总结 ..................................................................... (24)参考文献 ..................................................................... . (25)附录 ..................................................................... .. (26)课程设计说明书1 引言简易多功能信号发生器是信号发生器的一种，又名信号源。
什么是信号发生器如何设计一个简单的信号发生器电路
什么是信号发生器如何设计一个简单的信号发生器电路什么是信号发生器如何设计一个简单的信号发生器电路信号发生器是一种电子测试仪器，用于产生不同频率、不同波形的信号。
它被广泛应用于各种电子设备的测试、调试以及科学研究中。
本文将介绍信号发生器的基本原理以及如何设计一个简单的信号发生器电路。
一、信号发生器的基本原理信号发生器的基本原理是通过电路产生稳定的、可调节的频率和振幅的信号。
主要包括以下几个方面：1. 振荡器：信号发生器的核心部件是振荡器。
振荡器通过负反馈回路将部分输出信号重新输入到输入端，以维持振荡的稳定性。
2. 频率控制电路：用于调节信号的频率大小。
通常采用可变电容或可变电感等元件来实现频率的调节。
3. 幅度控制电路：用于调节信号的振幅大小。
通常采用可变电阻或放大器等元件来实现幅度的调节。
4. 输出电路：用于将振荡器产生的信号输出到外部设备，如示波器、信号分析仪等。
二、设计一个简单的信号发生器电路设计一个简单的信号发生器电路需要考虑以下几个基本要素：1. 振荡器电路：选择适合的振荡器电路，如RC振荡器、LC振荡器等。
以RC振荡器为例，可选用一个电容和一个电阻来构成振荡器电路。
2. 频率控制电路：采用可变电容电路来实现对频率的调节。
可选用一个可变电容与振荡器电路相结合，通过调节电容值，达到对频率的调节。
3. 幅度控制电路：采用可变电阻电路来实现对振幅的调节。
可选用一个可变电阻与振荡器电路相连，通过调节电阻值，达到对振幅的调节。
4. 输出电路：将振荡器产生的信号经过放大器放大后输出。
该放大器可以选择运算放大器、晶体管放大器等。
设计步骤：1. 确定电路的工作电压和功率需求，并选择适合的供电电源。
2. 根据振荡器的选择，选取合适的电容和电阻，并连接成振荡器电路。
3. 在振荡器电路中加入可变电容电路，用于频率的调节。
4. 将振荡器电路与可变电容电路连接到幅度控制电路中的可变电阻上，用于振幅的调节。
5. 添加输出电路，将振荡器产生的信号经过放大器放大后输出到外部设备。
简易信号发生器设计
简易信号发生器设计（一）设计目的1、掌握信号发生器的设计方法和测试技术。
2、了解单片函数发生器IC8038的工作原理和应用。
3、学会安装和调试分立元件与集成电路组成的多级电子电路小系统。
（二）设计技术指标与要求1、设计要求（1）电路能输出正弦波、方波和三角波等三种波形；（2）输出信号的频率要求可调；（3）拟定测试方案和设计步骤；（4）根据性能指标，计算元件参数，选好元件，设计电路并画出电路图；（5）在面包板上或万能板或PCB板上安装电路；（6）测量输出信号的幅度和频率；（7）撰写设计报告。
2、技术指标频率范围：100Hz~1KHz 1KHz~10KHz；输出电压：方波V P-P≤24V，三角波V P-P=6V，正弦波V P-P=1V；方波t r小于1uS。
（三）设计提示1、方案提示：（1）设计方案可先产生正弦波，然后通过整形电路将正弦波变成方波，再由积分电路将方波变成三角波；也可先产生三角波-方波，再将三角波变成正弦波。
（2）也可用单片集成芯片IC8038实现，采用这种方案时要求幅度可调。
2、设计用仪器设备：示波器，交流毫伏表，数字万用表，低频信号发生器，实验面包板或万能板，智能电工实验台。
3、设计用主要器件：（1）双运放NE5532（或747） 1只（或741 2只）、差分管3DG100 4个、电阻电容若干；（2）IC8038、数字电位器、电阻电容若干。
4、参考书：《电子线路设计·实验·测试》谢自美主编华中科技大学出版社《模拟电子技术基础》康华光主编高等教育出版社《模拟电子技术》胡宴如主编高等教育出版社（四）设计报告要求1、选定设计方案；2、拟出设计步骤，画出设计电路，分析并计算主要元件参数值；3、列出测试数据表格；4、调试总结，并写出设计报告。
（五）设计总结与思考1、总结信号发生器的设计和测试方法；2、总结设计信号发生器所用的知识点；3、三角波的输出幅度是否可以超过方波？4、IC8038的输出频率与哪些参数有关？如何减小失真？目录第1章绪论 (5)第2章系统设计方案及各部分电路设计 (6)2.1 概述 (6)2.2 设计目的 (6)2.3 设计任务 (6)2.4 设计要求 (6)2.5 系统设计方案 (7)2.6 电路原理分析 (7)2.6.1 函数发生器的组成 (7)2.6.2 方波--三角波转换电路的工作原理 (8)2.6.3 三角波--正弦波转换电路的工作原理 (10)2.7 参数的选取 (11)2.7.1 方波电路参数的确定 (11)2.7.2 三角波电路参数的确定 (11)2.7.3 正弦波电路参数的确定 (12)第3章 EWB电路仿真及仿真结果 (13)3.1 方波--三角波电路仿真 (13)3.2 三角波--正弦波电路仿真 (14)第4章电路板的调试 (16)4.1 方波--三角波发生电路的调试 (16)4.2 三角波--正弦波发生电路的调试 (16)4.3 总电路的调试 (17)4.4 调试中遇到的问题及解决方法 (17)4.4.1 方波--三角波发生器的装调 (17)4.4.2 三角波--正弦波发生器的装调 (17)第5章结论和心得 (18)参考文献 (19)附录 (20)附录1 元件清单 (20)附录2 电路原理图 (21)第1章绪论函数发生器是一种多波形的信号源。
如何设计简单的信号发生器电路
如何设计简单的信号发生器电路设计简单的信号发生器电路是电子爱好者入门必备的技能之一。
信号发生器电路可以产生各种波形信号，用于测试电路的响应、频率特性和波形形状，是电子电路设计、修理和教学的基础设备。
本文将介绍如何设计一个简单的信号发生器电路，帮助读者快速入门。
1. 选取信号发生器电路的基本类型信号发生器电路的基本类型有多种，包括函数发生器、脉冲发生器、正弦波发生器等。
根据需求选取合适的基本类型是设计信号发生器电路的第一步。
2. 准备所需元件和工具设计信号发生器电路需要准备一些基本的元件和工具，包括集成电路、电容、电阻、电感、开关等。
此外，还需要一个电路板、焊接设备、测试仪器等。
3. 绘制电路原理图在设计信号发生器电路之前，先用电路设计软件或者手绘图纸绘制电路原理图。
原理图是电路设计的蓝图，能直观地展示电路的连接关系和元件的型号和参数。
4. 确定电路工作电压和频率范围根据设计需求，确定信号发生器电路的工作电压和频率范围。
不同类型的信号发生器电路有不同的工作电压和频率范围要求，需要注意选取合适的元件来满足要求。
5. 进行电路布局设计根据电路原理图，进行电路布局设计。
合理的电路布局能够降低电路噪音、干扰和交叉干扰，提高电路性能和稳定性。
将元件按照一定的规律排列，避免元件之间产生干扰。
6. 进行电路连接和焊接根据电路布局，进行电路连接和焊接。
在焊接过程中，需要注意焊接时间和温度，避免对元件造成损害。
焊接完成后，使用万用表测试电路的连接是否正确。
7. 进行电路调试和测试将电路连接到电源，进行电路调试和测试。
检查电路的工作状态和波形输出是否符合设计要求。
如有问题，及时调整元件参数或者电路连接，直到信号发生器电路工作正常。
8. 对信号发生器电路进行保护和优化为了保护信号发生器电路的稳定性和寿命，可以增加保护电路和滤波电路。
保护电路可以避免电源反接、过流和过压等情况对电路造成损害。
滤波电路可以降低电路的噪音和杂散频率，提高输出信号的纯净性。
简易信号发生器课程设计
简易信号发生器说明07180327陈傲1.使用功能我设计的简易信号发生器主要功能为发生四种固定频率的信号，方波，三角波，正弦波和锯齿波，有四个按键控制波形的选择，并有lcd屏幕显示菜单界面以及波形的发生情况2硬件设计电路如上图，具体硬件主要有：AT89C52单片机，LCD1602显示器，8位D/A转换器DAC0832,示波器，还有电阻，按键，运算放大器等若干。
3.软件程序（略）编译结果截图具体程序在另一文件夹中。
4.设计难点与不足这次设计的难点主要在于lcd屏幕的显示切换和信号发生程序之间的配合部分编写，在这部分编写中我用了很长的时间，也找了很多的参考资料来完善我的程序，具体问题有这么几个（1）由于各个信号发生的程序结构不同，他们各自退出程序的位置摆放也要求不同，我遇到了一个问题就是三角波的输出，由于我做成了两段式的输出，而退出程序放在外面难以执行，所以我的解决办法是在每一段程序后面都添加退出程序（如下图），如此虽然让程序变复杂了，但是所有功能都能正常实现（2）我遇到的二个问题是正弦波输出时，退出函数运行正常但波形仍然在输出，对此我的解决办法第一个是修改了按键扫描程序，第二个是修改了退出程序的位置，如图所示。
最开始我将按键扫描与退出程序放进for循环内导致问题发生。
该程序的不足之处：（1）因为按键消抖程序与部分波形生成产生冲突，所以我去掉了部分按键消抖程序。
（2）退出按键不太灵敏，有时需要多按几下才能生效。
（3）不能同时产生多个波形，也不能改变波的频率。
5.具体运行过程（视频在另外文件夹内）（1）通电后lcd屏幕显示Welcom以及我的学号07180327（2）按下前进按键进入菜单，菜单显示有，a方波，b三角波，c正弦波，d锯齿波（3）按下上行下行按键可以选择你要输出的波形样式，如图为四次点击向下的结果（4）按下前进按键可以让示波器显示对应波形（一下为四种波形显示示例）方波三角波正弦波锯齿波（5）再按下返回按键即可返回菜单6.结论及反思这次装置的设计结合了lcd显示和波形的输出，lcd显示使我们在按键操作的时候有了提示，所以不至于误操作，同时用单片机可以输出四种波形也能满足一般信号发生器的要求。
电子设计大赛简易信号发生器设计总结报告
电子设计大赛简易信号发生器设计总结报告团队信息团队名称：创新电子团队成员：[成员1]，[成员2]，[成员3]指导老师：[指导老师姓名]设计时间：2024年4月1日至2024年5月30日一、项目背景与目标随着电子技术的快速发展，信号发生器在电子实验与教学中扮演着重要角色。
本次电子设计大赛，我们团队设计并制作了一个简易信号发生器，旨在通过实践加深对电子电路设计的理解，并提升动手能力。
二、设计目标功能要求：能够产生正弦波、方波和三角波等基本信号。
性能指标：频率范围1Hz至1MHz，波形失真度小于5%。
成本控制：在保证性能的前提下，尽量降低成本。
三、设计方案1. 电路设计振荡器：采用555定时器设计多谐振荡器，产生方波信号。
波形转换：通过RC滤波电路，将方波转换为正弦波。
频率控制：使用可变电阻调整振荡频率。
2. 电源设计电源模块：采用稳定的直流电源供电。
3. 信号输出输出接口：设计标准BNC接口，方便与其他设备连接。
4. 人机交互控制面板：设计简洁直观的控制面板，包括频率调节旋钮和波形选择开关。
四、制作过程1. 电路搭建按照设计方案，使用面包板搭建电路，进行初步测试。
2. 电路调试对振荡器频率进行调试，确保波形稳定。
调整RC滤波电路参数，优化正弦波波形。
3. 封装设计设计电路板封装，提高电路的稳定性和可靠性。
4. 功能测试对信号发生器进行全面的功能测试，包括频率范围、波形失真度等。
五、测试结果频率测试：信号发生器能够稳定输出1Hz至1MHz的信号，满足设计要求。
波形测试：正弦波、方波和三角波波形清晰，失真度小于5%。
稳定性测试：长时间工作后，信号发生器性能稳定，无明显漂移。
六、问题与解决问题一：初期设计中，方波信号的上升沿和下降沿不够陡峭。
解决：优化电路参数，增加电容值，改善了波形质量。
问题二：在高频信号输出时，出现信号失真。
解决：调整滤波电路设计，优化信号传输路径，降低了失真。
七、总结与展望通过本次设计大赛，我们团队不仅提升了电子设计和调试的能力，也加深了对信号发生器工作原理的理解。
如何设计一个简单的信号发生器电路
如何设计一个简单的信号发生器电路在设计一个简单的信号发生器电路之前，需要明确所需的功能和要求。
以下是一个基本的信号发生器电路的设计步骤及具体实施方法。
步骤一：确定信号发生器的基本功能在设计之前，需要确定信号发生器的基本功能和输出要求。
常见的信号发生器功能包括产生正弦波、方波、脉冲等不同类型的信号，并具有可调节的频率、幅度和相位等参数。
步骤二：选择适当的电子元器件根据信号发生器的功能需求，选择适当的电子元器件来实现电路。
一般常用的元器件包括电容、电感、电阻、晶体管、运放等。
其中，电容和电感用于产生频率，电阻用于调节幅度，晶体管和运放用于放大信号。
步骤三：设计正弦波发生电路为了产生正弦波信号，可以采用RC震荡电路。
此电路由一个电阻和一个电容组成，通过调节电阻和电容的数值，可以得到不同频率的正弦波输出。
当然，也可以采用更加精确的电路设计，如使用运放和多级滤波电路来实现更为稳定和精确的正弦波输出。
步骤四：设计方波和脉冲发生电路要产生方波和脉冲信号，可以使用集成电路或者门电路。
例如，使用555定时器集成电路可以方便地产生方波和脉冲信号。
通过改变电阻和电容的数值，可以调节方波和脉冲的频率和占空比。
步骤五：设计幅度调节电路为了实现信号发生器的幅度调节功能，可以使用可变电阻或放大电路。
通过调节电阻的数值或放大电路的放大倍数，可以调节信号的幅度大小。
步骤六：设计相位调节电路若需要实现信号发生器的相位调节功能，可以使用电路来实现。
一种简单的方法是使用RC电路或LC电路来实现相位的偏移。
步骤七：制作电路原型根据以上设计思路，可以制作一个信号发生器的电路原型。
使用适当的电路板、电子元件和焊接工具来完成电路组装。
步骤八：测试和调整完成电路组装后，进行信号发生器的测试。
使用示波器或频谱仪来检测输出信号的频率、幅度和相位等参数。
如有需要，可以通过调节电阻、电容或其他元器件的数值来调整电路，以满足要求。
综上所述，设计一个简单的信号发生器电路需要考虑基本功能、适当的元器件选择和电路设计。
电子设计大赛简易信号发生器_设计总结报告
简易信号发生器摘要函数发生器是一种在科研和生产中经常用到的基本波形产生器，集成函数波形发生器一般都采用ICL8038或5G8038，而它们只能产生300kHz以下的中低频正弦波、矩形波和三角波，且频率与占空比不能单独调节，从而给使用带来很大不便。
本文介绍由LM324和稳压管组成的函数波形发生器，该电路能够产生正弦波、方波和三角波信号，频率能扩展至0.0lHz一1MHz。
关键词：函数波形发生器；LM324；电位器；稳压管；二极管；第一部分：系统需求分析一、概论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。
函数信号发生器在电路实验和设备检测中具有十分广泛的用途。
例如在通信、广播、电视系统中，都需要射频（高频）发射，这里的射频波就是载波，把音频（低频）、视频信号或脉冲信号运载出去，就需要能够产生高频的振荡器。
在工业、农业、生物医学等领域内，如高频感应加热、熔炼、淬火、超声诊断、核磁共振成像等，都需要功率或大或小、频率或高或低的振荡器。
本设计要求实现一个信号发生器，能够产生正弦波，三角波和方波；信号源的输出可以是电压型或电流型。
二、技术指标1、频率范围1Hz~10MHz；2、频率可调——每次小于10HZ；3、幅度范围2mV~10V；4、稳定度小于0.001；5、波形失真度小于3%。
三、要求1、产生正弦波,方波，三角波；2、频率可调；3、幅度可调。
第二部分：方案设计与论证函数信号发生器的实现方法通常有以下几种：（1）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。
（2）可以由晶体管、运放IC等通用器件制作，更多的则是用专门的函数信号发生器IC产生。
早期的函数信号发生器IC，如L8038、BA205、XR2207/2209等，它们的功能较少，精度不高，频率上限只有300kHz，无法产生更高频率的信号，调节方式也不够灵活，频率和占空比不能独立调节，二者互相影响。
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摘．要．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。
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，先通过比较器产生方波，再通过积分器产生三角波，最后通过差分放大器形成正弦波。
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。
关键词：函数信号发生器，方波，三角波，正弦波目录1.函数发生器的总方案及原理框图 (2)1.1 电路设计原理框图 (2)1.2 电路设计方案设计 (2)2.单元电路设计 (3)2.1 方波发生电路的工作原理 (3)2.2 方波---三角波转换电路的工作原理 (3)2.3 三角波---正弦波转换电路的工作原理 (6)2.4电路的参数选择及计算 (8)2.5 总电路图 (9)3.电路调试与仿真 (10)3.1 电路的调试 (10)3.2 方波---三角波发生电路的仿真 (11)3.3 三角波---正弦波转换电路的仿真 (12)4.课程设计总结 (13)附录：元器件明细清单 (14)参考文献第一章函数发生器的总方案及原理框图1.1 电路设计原理框图图1-11.2 电路方案设计（1）采用滞回比较器产生方波；（2）采用积分器将方波转换成三角波；（3）采用差分放大器将三角波转换成正弦波。
第二章单元电路设计2.1、方波发生电路的工作原理：此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R3对电容C正向充电，如图中实线箭头所示。
反相输入端电位n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R3对电容C反向充电，如图中虚线箭头所示。
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。
图2-1 方波产生电路2.2 方波---三角波转换电路的工作原理：图2-2-1图2-2-1所示的电路能自动产生方波—三角波。
电路工作原理若下：若a 点断开，运放A1与R1、R2及R3、RP3组织成比较器，R1成为平衡电阻，运放的反相端接基准电压，及U_=0，同相端接输入电压Uia；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U01从高电平+Vcc 跳到低电平—VEE，或从低电平—VEE跳到高电平+Vcc。
设U01=+Vcc，则错误!未找到引用源。
（2-2-1）式子中，RP1指的是电位器（以下同）。
将上式整理，得比较器翻转的下门限电位错误!未找到引用源。
（2-2-2）若Uo1=—VEE，则比较器翻转的上门线电位错误!未找到引用源。
（2-2-3）比较器的门限宽度错误!未找到引用源。
(2-2-4)由式子（2-2-1）～(2-2-4)可以得到比较器的电压传输特性，如图所示。
图2-2-2a点断开后，运放A2与R4、RP3、C2、及R5组成反相积分器，其输入信号为方波U01，则积分器的输出错误!未找到引用源。
(2-2-5)当U01=+Vcc时，错误!未找到引用源。
(2-2-6)当U01=-Vcc时，错误!未找到引用源。
(2-2-7) 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，其波形如图所示。
图2-2-3当a点闭合，即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。
三角波的幅度为错误!未找到引用源。
（2-2-8）方波—三角波的频率错误!未找到引用源。
（2-2-9）由式子（2-2-8）及（2-2-9）可以得出以下结论：1.电位器RP2在调整方波—三角波的输出频率时，一般不会影响输出波形的幅度。
若要求输出频率的范围比较宽，则可用C2改变频率的范围，RP2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RP1可以实现幅度微调，但会影响方波—三角波的频率。
2.3 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：错误!未找到引用源。
(2-3-1)错误!未找到引用源。
(2-3-2)式中错误!未找到引用源。
错误!未找到引用源。
——差分放大器的恒定电流；错误!未找到引用源。
——温度的电压当量，当室温为25oc时，UT≈26mV。
如果Uid为三角波，设表达式为错误!未找到引用源。
错误!未找到引用源。
式中Um——三角波的幅度；T——三角波的周期。
错误!未找到引用源。
图2-3-1 三角波—正弦波变换电路错误!未找到引用源。
2-3-2三角波-正弦波转换传输特性曲线为使输出波形更接近正弦波，由图2-3-2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Rp3调节三角波的幅度，Rp4调整电路的对称性，其并联电阻RE2用来减小差分放大器的线性区。
电容C3,C4,C5为隔直电容，C6为滤波电容，以滤除谐波分波形量，改善输出2.4电路的参数选择与计算2.4.1方波-三角波部分运放A1与A2用741，因为方波的幅度接近电源电压+V CC=+12V,-V EE=-12V.比较器A1与积分器A2的元件参数计算如下。
由式（2-8）得错误!未找到引用源。
取错误!未找到引用源。
，则R3+RP1=40KΩ，取错误!未找到引用源。
，RP1为47K Ω的电位器。
平衡电阻R1=R2∥(R3+RP1)=8k错误!未找到引用源。
，取R1=8.2K Ω由式（2-2-9）得错误!未找到引用源。
即R4+RP2=(R3+RP1)/(4FC2R2)当100Hz≤f≤1kHz时，取C2=0.1uF, 则10KΩ<R4+RP2<100KΩ,取R4=1kΩ,RP2=100 kΩ。
当1kHz≤f≤10kH时，取C1=0.01uF以实现频率波段的转换，R4及RP2的取值不变。
取平衡电阻R5=10KΩ。
2.4．2三角波—>正弦波部分（1）差分放大器元件参数确定取R C1=R C2=10 KΩ,R B1=R B2=6.8 KΩ,取I0=1.1mA, 而I0=(R E4/R E3)I REF(2-4-1)I REF=V EE-U BE/(R E4+R)=12-0.7/R E4+R (2-4-2)取R E4=R=20 KΩ,代入(2-4-2)，得I REF=0.28 mA，将I REF=0.28 mA代入(2-4-1)，得R E3=5 KΩ（2）三角波—>正弦波变换电路的参数选择原则是：隔直电容C3、C4、C5要取得较大，因为输出频率不是很大，取C3=47uF，C4=C5=470uF，滤波电容错误!未找到引用源。
视输出的波形而定，若含高次斜波成分较多，错误!未找到引用源。
可取得较小，错误!未找到引用源。
一般为几十皮法至0.1微法。
这里取C6=0.1Uf, RE2=100欧与RP4=100欧姆相并联，以减小差分放大器的线性区。
差分放大器的静态工作点可通过观测传输特性曲线，调整RP4及电阻R确定.2.5总电路图：错误!未找到引用源。
图2-5方波-三角波-正弦波发生器实验电路（主要思路）：先通过比较器产生方波，再通过积分器产生三角波，最后通过差分放大器形成正弦波。
第三章电路调试与仿真3.1电路的调试1方波—三角波发生器的调试比较器A1与积分器A2组成正反馈闭环电路，同时输出方波和正弦波，A1输出为方波，A2输出为三角波，微调RP1，使三角波的输出幅度满足设计指标要求，调节RP2，则输出频率连续可变。
2 三角波—正弦波变换的调试1）差分放大器传输传输特性曲线调试。
将C4与RP3的连线断开，经电容C4输入差模信号电压u id=50mV，f i=10kHz的正弦波。
调节R P4及电阻R，使传输特性曲线对称。
再逐渐增大u id，直到传输特曲线形状如图2-3-2所示，记下此时对应的u id，即u idm值。
移去信号源，再将C4左端接地，测量差分放大器的静态工作点Io、U c1Q、U c2Q、U c3Q、U c4Q。
2）三角波-正弦波变换电路的调试。
将RP3与C4连接，调节RP3使三角波的输出幅度经由RP3 后输出等于u idm值，这时U03的输出波形应接近正弦波，调整C6大小可以改善输出波形。
如果U03的波形出现如图3-1-1所示的几种正弦波失真，则应调整和修改电路参数，产生失真的原因及采取的相应措施有：①钟形失真：如图3-1-1（a）所示，传输特性曲线的线性区太宽，应减小R E2。
②半波圆顶或平顶失真：如图3-1-1（b）如示，传输特性曲线对称性差，工作点Q偏上或偏下，应调整电阻R。
③非线性失真：如图图3-1-1（c）所示，三角波的线性度较差引起的失真，主要受运放性能的影响。
可在输出端加滤波网络（如C6=100pF）改善输出波形。
图3-1-1 几种正弦波失真3.2 方波---三角波发生电路的仿真3.3三角波---正弦波转换电路的仿真错误!未找到引用源。
第四章课程设计总结该设计电路通过先产生方波-三角波，再将三角波变换成正弦波，最终艰难而曲折的把简易信号发生器设计了出来。
该设计电路的优点是输出波形的频率和幅度都连续可调。
缺点是在调节频率的过程中正弦波的幅度会有所改变，而且波形的稳定度和失真度都会有很大的变化，这也就增加了电路调节的难度，在制成PCB板后才突然醒悟在比较器部分应该接入一个加速电容C,用来加速比较器的翻转。
因此而留下了很多遗憾。
总之，由于知识的有限，仿真结果不可避免的和设计要求产生了一定的偏差。
通过对函数信号发生器的设计，我学到了很多的知识，一方面，我掌握了常用元件的识别和测试方法；熟悉了常用的仪器仪表；以及如何提高电路的性能等等。
另一方面，我深刻认识到了“理论联系实际”这句话的重要性与真实性。
而且通过对此课程的设计，我不但知道了以前不知道的理论知识，而且也巩固了以前知道的知识。