模电课程设计 低频函数信号发生器
低频函数信号发生器设计—毕业设计
四川信息职业技术学院毕业设计说明书目录摘要 (1)第1章方案设计 (2)1.1 设计任务 (2)1.2 方案选择 (2)第2章电路设计 (4)2.1 方波—三角波产生电路 (4)2.1.1 比较器电路原理 (4)2.1.2 积分电路原理 (5)2.1.3 参数计算与元件选择 (9)2.2 三角波—正弦波转换电路 (10)2.2.1 差分放大器电路原理 (10)2.2.2 参数计算与元件选择 (12)第3章电路安装与调试技术 (13)3.1 方波—三角波发生器的装调 (13)3.2 三角波—正弦波变换电路的装调 (13)结论 (14)致谢 (15)参考文献 (16)附录三角波—方波—正弦波函数发生器 (17)摘要在研制、生产、测试和维修各种电子元件、部件以及整机设备时，都需要有信号源，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，用其它仪器观察、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。
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。
本设计是信号发生器的设计，主要由比较器、积分器、差分放大器构成，它能产生频率范围为1Hz~10Hz，10Hz~100Hz的各种波形，其中方波Vp-p≤24V；三角波Vp-p=8V；正弦波Vp-p>1V；波形特性：方波tr<30μs；三角波非线性失真系数 <2%；正弦波非线性失真γ<5%。
关键词方波；正弦波；三角波；函数发生器第1章方案设计1.1 设计任务在无线电通信、测量、自动控制等技术领域中广泛应用着各种类型的信号发生器，最常用的有正弦波信号发生器、方波信号发生器、三角波发生器。
随着集成技术的发展，集成电路在波形发生器电路中已被广泛采用，并且已制造出了能同时产生正弦波、方波、三角波专用集成电路。
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。
低频函数信号发生器的项目设计实验报告
实验报告课程名称：电子系统综合设计指导老师：周箭成绩：实验名称：低频函数信号发生器（预习报告）实验类型：同组学生姓名：一、课题名称低频函数信号发生器设计二、性能指标（1）同时输出三种波形：方波，三角波，正弦波；（2）频率范围：10Hz～10KHz；（3）频率稳定性：；（4）频率控制方式：①改变RC时间常数；②改变控制电压V1实现压控频率，常用于自控方式，即F=f（V1），（V1=1～10V）；③分为10Hz～100Hz，100Hz～1KHz，1KHz～10KHz三段控制。
（5）波形精度：方波上升下降沿均小于2μs，三角波线性度δ/Vom<1%，正弦波失真度；（6）输出方式：a)做电压源输出时输出电压幅度连续可调，最大输出电压不小于20V负载RL =100Ω～1KΩ时，输出电压相对变化率ΔVO/VO<1%b)做电流源输出时输出电流幅度连续可调，最大输出电流不小于200mA负载RL =0Ω～90Ω时，输出电流相对变化率ΔIO/IO<1%c)做功率源输出时最大输出功率大于1W（RL =50Ω，VO>7V有效值）具有输出过载保护功能三、方案设计根据实验任务的要求，对信号产生部分，一般可采用多种实现方案：如模拟电路实现方案、数字电路实现方案、模数结合的实现方案等。
数字电路的实现方案一般可事先在存储器里存储好函数信号波形，再用D/A转换器进行逐点恢复。
这种方案的波形精度主要取决于函数信号波形的存储点数、D/A转换器的转换速度、以及整个电路的时序处理等。
其信号频率的高低，是通过改变D/A转换器输入数字量的速率来实现的。
数字电路的实现方案在信号频率较低时，具有较好的波形质量。
随着信号频率的提高，需要提高数字量输入的速率，或减少波形点数。
波形点数的减少，将直接影响函数信号波形的质量，而数字量输入速率的提高也是有限的。
因此，该方案比较适合低频信号，而较难产生高频（如>1MHz）信号。
模数结合的实现方案一般是用模拟电路产生函数信号波形，而用数字方式改变信号的频率和幅度。
低频电子课程设计
称 2、课题要求 3、课题方案设计和比较 4、电路分析和计算 5、测试结果分析 6、课题总结 7、参考文献
低频电子课程设计
四、交报告 20周以班为单位收齐 抄袭的不及格
双音频电话振铃电路设计
2、电路设计和分析 方案1：
R-C振荡器 电子开关
双音频电话振铃电路设计
方案2
运放非线性 振荡电路 电子开关
双音频电话振铃电路设计
方案2设计（供参考）
74LS00
低频电子课程设计
二、函数发生器设计 1、课题要求: (1)输出波行：正弦波、方波和三角波 .. (2)输出频率：1KHZ--10KHZ可调 (3)输出幅值：30mv-3v可调
函数发生器设计
2、电路设计和分析 方案1：
正弦波 发生器 R-C振荡器 方波 积分器 三角波 幅 度 调 节
输出
LM324、TLO84（四运放）
函数发生器设计
方案2
积分器 方波发 生器 三角 波 有源滤波 正弦波 幅 度 调 节
输出
函数发生器设计
方案3
有源滤波 方波发 生器 三角 波 正弦波 幅 度 调 节
模拟电子技术基础课程设计
课题介绍
一、双音频电话振铃电路设计 双音频：就是两个音频信号，在振铃时 交替出现，产生悦耳的电话铃声。 1、课题要求: （1）设计和制作一个模拟电话双音频振铃的电路 （2）振铃电路能交替产生约600Hz和800Hz的交 变信号，信号的交替速率约10Hz。 （3）输出铃声响亮悦耳。
模拟电子技术基础课程设计_函数信号发生器
山东农业大学信息学院课程设计课程名称：模拟电子技术基础课程设计题目名称：函数信号发生器姓名：学号：20104616班级：3班专业：电子信息科学与技术设计时间：2011-2012-1学期15、16周教师评分：2011 年12 月10 日目录1设计的目的及任务 (1)1.1 课程设计的目的 (1)1.2 课程设计的任务与要求 (1)2 电路设计总方案及各部分电路工作原理 (1)2.1 电路设计总体方案 (1)2.2 正弦波发生电路的工作原理 (1)2.3 正弦波---方波工作原理 (2)2.4 方波---三角波工作原理 (2)2.5 方波---尖顶波工作原理 (3)2.6 三角波---正弦波工作原理 (3)3 电路仿真及结果 (4)3.1 仿真电路图及参数选择 (4)3.2 仿真结果及分析 (4)4收获与体会 (7)5 仪器仪表明细清单 (7)参考文献 (8)（一）设计的目的及任务1、课程设计的目的：产生各种要求的函数信号，并加深对其运算处理的理解。
2、课程设计的任务和要求：设计一函数信号发生器，能输出正弦波（两个）、方波和三角波、尖顶脉冲波共五种波形，且频率可调，振幅固定。
实现步骤：正弦波→方波→三角波→正弦波↘尖顶波（二）电路设计总方案及各部分电路工作原理1、电路设计原理框图：初步设计思想：正弦波的产生可以用RC桥式振荡电路来产生；用过零比较器来实现对正弦波变成方波的转换；再用对方波的积分运算电路来实现对方波变成三角波的转换，同时，用对方波的微分运算电路来实现方波变成尖顶波的转换；最后再用低通滤波器来实现对三角波变成正弦波的转换。
系统组成框图，如图（1）所示图（1）2、正弦波发生电路的工作原理正弦波发生电路的电路图，如图（2）所示图（2）原理：图（2）是一个RC串并联的桥式振荡电路。
正弦波振荡的平衡条件为AF=1，因为当f=f0时，F=1/3,所以，A=3,因此只要为RC串并联选频网络匹配一个电压放大倍数等于3的放大电路就可以构成正弦波振荡电路。
【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。
低频函数信号发生器
一、设计内容：设计一个低频函数信号发生 器 二、性能与技术指标 1. 同时输出三种波形：方波、三角波、正弦 波 2. 频率范围：10Hz ～10kHz 3 3. 频率稳定度: f f0 10 日
这种电路在一定的频率范围内，具有良好的三 角波和方波信号。而正弦波信号的波形质量，与 函数转换电路的形式有关，这将在后面的单元电 路分析中详细介绍。
滞回比较器又称施密特触发器迟滞比较器。 这种比较器的特点是当输入信号ui逐渐增大或 逐渐减小时，它有两个阈值，且不相等，其 传输特性具有“滞回”曲线的形状。滞回比 较器也有反相输入和同相输入两种方式作三角波使用。使iC 恒定的办法有多种，其实质都是利用恒流源电 路取代图中的R，便可获得较为理想的三角波波 形。
总结
这一次的实验，应该说任务，的确是很难，因为函数信号 发生器这东西真的不是仅仅靠学生一个月左右就能完成的作品，
虽然任务艰巨，但是我们也学到了很多。对于电路，放大器还
有一些其他元件的工作原理都有了很深的理解。我们也自学了 很多软件，ad软件都是自己自学，大家都很努力也都很充实。
虽然最后没有什么实际的成果也没有做出实物，但是毕竟尽了
运算法的转换原理是，把展开成幂级数形
式：
x x x sin x x 3! 5! 7!
由上述关系容易看出，取幂级数的前几项 （根据转换精度的要求），可以通过对线性 （三角波）变化量x的运算来近似表示成 sinx， 但要求三角波的幅度<π/2。
3
5
7
因为我们并没有很准确的能够把所有元器件 都搞齐，所以我们只能把搞出一个大致的电 路板，并不能显示实物。这也是局限所 在。。。
通过之前的原理说明，我们大概知道
模电课程设计 信号发生器
模拟电子技术课程设计总结报告课题名称：信号发生器设计院系：信息工程学院班级：姓名：学号：指导老师：一、课题名称信号发生器设计二、内容摘要信号发生器，是一种在科研和生产中经常用到的基本波形产生器，也是常用的测试仪器，常用的信号源有正弦波、方波、三角波、锯齿波、阶梯波等。
随着大规模集成电路的的迅速发展，多功能信号发生器已经被制成专业集成电路，可以产生精确度较高的正弦波、方波、锯齿波、三角波等多种信号。
各种信号的频率可以通过调节外接电阻和电容的参数值进行调节，为快速而准确地得到并利用这些基本波形提供了很大的方便。
三、设计内容及要求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1KΏ。
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1KΏ。
3、占空比可调的三角波电路，频率1KHz，占空比可调范围10%~90%，输出幅值3V、负载1KΏ。
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1KΏ。
软件仿真部分元器件不限，只需元件库中有即可，但需要注意合理选取。
四、信号发生器基本原理1、正弦波产生电路原理要产生正弦波，首先要有正弦振荡电路，即要有一个没有输入信号的带选频网络的正反馈放大电路。
正弦振荡波电路的振荡条件为：相位平衡和振幅平衡是正弦振荡电路产生持续真振荡的两个条件。
正弦波的产生，可以选择RC正弦波振荡电路，还可以选择LC 正弦振荡电路。
但此处根据设计的要求，只能选择RC正弦振荡电路。
如图为RC桥式振荡电路的原理图，这个电路由两部分构成，即放大电路Av和选频网络Fv。
Av为由集成运放所组成的电压串联负反馈放大电路，取其输入阻抗高输出阻抗低的特点。
而Fv则由Z1、Z2组成，同时兼作正反馈网络。
RC 桥式振荡电路电路振荡的频率：2πRC1f O起振条件：开始时，Av=1+Rf/R1略大于3，达到平衡状态时，Av=3，Fv=1/3。
低频信号发生器设计报告(主要)
低频信号发生器设计报告一. 设计要求1. 方案设计，根据设计任务选择合理的设计设计方案。
2. 硬件设计。
选择硬件元件，说明其工作原理及设计过程，使用protel软件画出硬件电路pcb板。
3. 要求有目录，参考资料，结语。
4. 设计也数不少于20页。
5. 按照规范要求，及时提交课程设计报告，并完成课程设计答辩。
二. 设计的作用，目的1. 学习掌握电子电路设计的方法和步骤。
2. 掌握protel等常用设计软件的使用方法。
三.设计的具体实现（一）系统概述根据课题任务，所要设计的低频信号发生器由三大部分组成：⑴正弦信号发生部分⑵信号输出部分⑶稳幅部分其中由正弦信号发生部分的电路产生所需要的正弦信号，由输出电路将信号放大后进行输出，再由稳幅电路部分从输出的信号采样反馈回信号发生部分进行稳幅。
1.正弦信号发生部分可以有以下实现方案：⑴以晶体管为核心元件，加RC（文氏桥或移相式）或LC（变压器反馈式、电感三点式、电容三点式、晶振等）选频网络以及稳幅电路等构成的分立元件正弦波振荡电路。
这种电路的优点是简单、廉价，但由于采用分立元件，稳定性较差，元件较多时调节也较麻烦。
⑵以集成运放为核心元件，加RC（文氏桥或移相式）或LC（变压器反馈式、电感三点式、电容三点式、晶振等）选频网络以及稳幅电路等构成的正弦波振荡电路。
这种电路的优点是更为简单，性价比较好，但频率精度和稳定性较差。
⑶以集成函数信号发生器为核心元件，加适当的外围元件构成正弦波产生电路。
例如函数发生器ICL8038芯片加电阻、电容元件，在一定电压控制下，可以产生一定频率的方波、三角波和正弦波。
这种电路的优点时调节方便，在所采用的外围元件稳定性好的情况下，可以得到较宽频率范围的，且稳定性、失真度和现行度很好的正弦信号。
⑷利用锁相环（PLL）技术构成的高频率精度的频率合成器。
其框图如下图所示。
这种电路主要是利用锁相，即使现象未同步技术来获得频率高稳定度，且频率可步进变化的振荡源。
低频函数信号发生器设计实验报告
实验报告课程名称：电子系统综合设计指导老师：周箭成绩：实验名称：低频函数信号发生器（预习报告）实验类型：同组学生姓名：一、课题名称低频函数信号发生器设计二、性能指标（1）同时输出三种波形：方波，三角波，正弦波；（2）频率范围：10Hz～10KHz；（3）频率稳定性：；（4）频率控制方式：①改变RC时间常数；②改变控制电压V1实现压控频率，常用于自控方式，即F=f（V1），（V1=1～10V）；③分为10Hz～100Hz，100Hz～1KHz，1KHz～10KHz三段控制。
（5）波形精度：方波上升下降沿均小于2μs，三角波线性度δ/Vom<1%，正弦波失真度；（6）输出方式：a)做电压源输出时输出电压幅度连续可调，最大输出电压不小于20V负载RL =100Ω～1KΩ时，输出电压相对变化率ΔVO/VO<1%b)做电流源输出时输出电流幅度连续可调，最大输出电流不小于200mA负载RL =0Ω～90Ω时，输出电流相对变化率ΔIO/IO<1%c)做功率源输出时最大输出功率大于1W（RL =50Ω，VO>7V有效值）具有输出过载保护功能三、方案设计根据实验任务的要求，对信号产生部分，一般可采用多种实现方案：如模拟电路实现方案、数字电路实现方案、模数结合的实现方案等。
数字电路的实现方案一般可事先在存储器里存储好函数信号波形，再用D/A转换器进行逐点恢复。
这种方案的波形精度主要取决于函数信号波形的存储点数、D/A转换器的转换速度、以及整个电路的时序处理等。
其信号频率的高低，是通过改变D/A转换器输入数字量的速率来实现的。
数字电路的实现方案在信号频率较低时，具有较好的波形质量。
随着信号频率的提高，需要提高数字量输入的速率，或减少波形点数。
波形点数的减少，将直接影响函数信号波形的质量，而数字量输入速率的提高也是有限的。
因此，该方案比较适合低频信号，而较难产生高频（如>1MHz）信号。
模数结合的实现方案一般是用模拟电路产生函数信号波形，而用数字方式改变信号的频率和幅度。
低频函数信号发生器的设计
摘要：信号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。
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AT89c51单片机构成的发生器，可产生三角波、方波、正弦波，波形的频率可用程序控制改变。
在单片机的输出端口接DAC0832进行D/A转换，再通过运放进行波形调整，最后输出波形接在示波器上显示。
本设计具有线路简单、结构紧凑、价格低廉、性能优越等优点。
关键词：信号发生器；单片机；波形调整目录第1 章绪论 (1)1.1 课题背景 (1)第2章低频信号发生器的方案研究 (2)2.1 总体方案论证与设计 (2)2.2模块结构划分 (2)第3 章硬件电路的设计 (3)3.1 基本原理 (3)3.2各模块具体设计 (4)3.2.1 AT89C51单片机介绍 (4)3.2.2 D/A转换电路的设计 (6)第4 章软件设计 (8)4.1 软件总体设计 (8)4.2 程序流程图 (9)4.2.1 主函数流程图 (9)4.2.2 键盘扫描程序 (9)4.3 仿真过程 (15)结论 (18)参考文献 (18)第 1 章绪论1.1 课题背景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增多，性能提高。
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，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、低功耗、高频率精度、多功能、自动化和智能化方向发展。
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。
而在我们日常生活中，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。
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。
电子技术课程设计--低频函数信号发生器
频率调节
幅度调节
振荡部分
输出电路
输出
频率指示
幅度指示
函数信号发生器的原理框图
电子系统综合设计
➢ 信号产生部分的多种实现方案
▪ 模拟电路实现方案 ▪ 数字电路实现方案 ▪ 模数结合的实现方案
数字电路的实现方案，一般可事先在存储器 里存储好函数信号波形，再用D/A转换器进行逐 点恢复。这种方案的波形精度主要取决于函数 信号波形的存储点数、D/A转换器的转换速度、 以及整个电路的时序处理等。其信号频率的高 低，是通过改变D/A转换器输入数字量的速率来 实现的。这种方案在信号频率较低时，具有较
电子系统综合设计
电子技术课程设计
——低频函数信号发生器
电子系统综合设计
学而时習之，不亦悦乎？
——孔子《论语》
道可道非常道。
——老子《道德经》
电子系统综合设计
教学安排： 第一阶段（前5天）：玉泉教七-102
➢ 上午上课（8:30-11:30） ➢ 下午完成布置任务（阅读、设计、仿真） ➢ 第5天：测试，完成预设计报告
5. 波形精度：
电子系统综合设计
(1) 方波：上升沿和下降沿时间均应小于2µs
Vom
0.9Vom
Vom
0.1Vom tr
tf
(2)
三角波：线性度
Vom
1%
(3) 正弦波：谐波失真度
N
Vi2 V1 2%
i2
（V1为基波有效值，Vi为各次谐波有效值)
电子系统综合设计
6. 输出方式： (1) 作电压源输出时，要求：
I o Io
1%
(即要求Ro>9 kΩ )。
(3) 作功率输出时，要求最大输出功率Pomax≥ 1W（RL=50Ω时）。
低频函数信号发生器
滞回比较器又称施密特触发器迟滞比较器。
这种比较器的特点是当输入信号ui逐渐增大或 逐渐减小时，它有两个阈值，且不相等，其 传输特性具有“滞回”曲线的形状。滞回比 较器也有反相输入和同相输入两种方式。
线性度非常差，显然不能当作三角波使用。使iC
恒定的办法有多种，其实质都是利用恒流源电
路取代图中的R，便可获得较为理想的三角波波
2
R2 R3
VZ
由上可知，当R2/R3的比值调好后，三角波 的峰峰值已经确定，调节VΘ2的大小可使三角波 上下平移。
因此，当由于失调等原因引起三角波零 位偏移（上下不对称）时，可通过改变VΘ2的大 小进行调整。
函数转换是指：把某种函数关系转换成另 一种函数关系，能完成这种转换功能的电子电 路就称为函数转换电路。常用的函数转换电路， 如半波、全波整流电路，就是把正弦波形转换 成半波和全波波形的函数转换电路。本实验需 要讨论的是，把三角电压波形转换成正弦电压 波形的正弦函数转换电路。
3! 5! 7!
由上述关系容易看出，取幂级数的前几项 （根据转换精度的要求），可以通过对线性 （三角波）变化量x的运算来近似表示成 sinx， 但要求三角波的幅度<π/2。
因为我们并没有很准确的能够把所有元器件 都搞齐，所以我们只能把搞出一个大致的电 路板，并不能显示实物。这也是局限所 在。。。
通过之前的原理说明，我们大概知道 了波形的发生电路还有转换电路，所 以根据电路图我们用multisim进行了 仿真，并且运用ad（altium designer）进行了pcb板的制作
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
电子工程系课程设计专业名称：课程名称：模电课程设计课题名称：低频函数信号发生器设计人员：指导教师：年月日《低频函数信号发生器课程设计》任务书一、课题名称：低频函数信号发生器二、技术指标：1、同时输出三种波形：方形、三角波、正弦波；2、频率范围：10Hz – 10kHz;3、频率稳定度：△f / f≤10-3；4、频率控制方式：（1）通过改变RC时间常数控制频率（手控方式）（2）通过改变控制V1实现压控频率（即VCR），常用于自控方式。
即f=f(V1)(V1=1~10V)，为确保良好的控制特性，可分三段控制：10Hz~100Hz、100Hz~1kHz、1kHz~10kHz。
5、波形精度（1）方形：上升沿和下降沿时间均小于2us;（2）三角n波：线性度<2%（3）正弦波：谐波失真度<4%（V1为基波有效值）6、输出方式（1）作电压源输出时，要求：输出电压幅度可调，最大输出电压不小于20V；（2）作电流源输出时，要求：输出电流幅度连续可调，最大输出电流不小于200mA;（3）作功率输出时，要求：最大输出功率不小于1W。
7、具有输出过载保护功能三、要求：1、拟定测试方案和设计步骤；2、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3、利用电路制版软件画出原理图、PCB电路板图、装配图;指导教师：学生：电子工程系年月日课程设计报告书评阅页课题名称：低频信号发生器班级：姓名：年月日指导教师评语：考核成绩：指导教师签名：201 年月日虽着计算机技术的发展，模拟电子技术已经成为一门应用范围极广，具有较强实践性的技术基础课程。
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。
现在我们通过对信号发生器的原理以及结构设计一个能够变换出三角波、正弦波、方波的简易发生器。
我们通过对电路的分析，参数的确定选择出一种最合适本课题的方案。
在达到课题要求的前提下保证最经济、最方便、最优化的设计策略。
按照设计的方案选择具体的元件，焊接出具体的实物，并在实验室对事物进行调试，观察效果是否与课题要求的性能指标作对比。
最后分析出现误差的原因以及影响因素。
Although the development of computer technology, analog electronic technology has become one of the applied range, with strong practical technical foundation course. Signal generator in the circuit experiment and test equipment in a very wide range of purposes. Now we through to the signal generator the principle and structure design a can transform a triangle wave, sine wave, the simplicity of square wave generator. We through the analysis of the circuit, the parameters in a kind of the most appropriate choice of this topic plan. To subject in the precondition of guarantee the most economical, the most convenient and optimization design strategies. According to the design scheme of select a specific components, welding out specific physical, and of things in the laboratory, debugging observing effect with the requirements of the issue whether performance index contrast. In the final analysis, the cause of the serious error and influencing factors关键字: 函数发生器、三角波、正弦波、方波第1章函数发生器总方案及原理框图 (7)1.1 原理框图 (7)1.2 函数发生器设计的总方案 (7)第2章各部分电路设计 (8)2.1产生方波—三角波—正弦波的电路工作原理 (8)2.1.1 方波发生电路的工作原理 (8)2.1.2 方波---三角波转换电路的工作原理 (8)2.1.3三角波---正弦波转换电路的工作原理 (10)2.2电路的参数选择及计算 (12)2.2.1. 方波-三角波部分 (12)2.2.2 (13)2.3 总电路图 (13)第3章电路的安装与调试 (14)3.1 检测电路前的调试 (14)3.1.2.调试前的检查 (14)3.1.3调试方法与原则 (15)3.1.4.调试中注意的事项 (15)3.2 方波---三角波发生电路的安装与调试 (16)3.2.1.按装方波——三角波产生电路 (16)4.2.2.调试方波——三角波产生电路 (16)3.3 三角波---正弦波转换电路的安装与调试 (16)3.3.1.按装三角波——正弦波变换电路 (16)3.3.2 调试三角波——正弦波变换电路 (17)3.3.3 总电路的安装与调试 (17)3.4 调试中遇到的问题及解决的方法 (17)3.4.1方波-三角波发生器的装调 (17)3.4.2三角波---正弦波变换电路的装调 (17)第4章 protel的仿真与电路板的制作 (19)4.1 protelDXP SE 软件的简单介绍 (19)4.2 protelDXP中设计电路原理图的绘制 (19)4.2.1、电路原理图设计的一般步骤 (19)4.2.2、设计需用到的一般规则 (19)4.3 protelDXP中PCB图的设计与制作 (19)4.3.1、PCB图设计的一般步骤 (19)4.3.2、PCB布局需注意的问题 (19)设计总结 (20)附录 (21)附录一 PCB 板 (21)附录二 3D封装图 (21)附录三元件列表 (22)附录四 EWB电路图 (23)参考文献 (25)第1章函数发生器总方案及原理框图1.1 原理框图图1-11.2 函数发生器设计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8038)。
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。
方案1:产生正弦波、方波、三角波的方案有多种，如首先产生正弦波，然后通过整形电路将正弦波变换成方波，再由积分电路将方波变成三角波；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。
本课题采用先产生方波—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上所示：方案2: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。
第2章 各部分电路设计2.1产生方波—三角波—正弦波的电路工作原理2.1.1 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。
2.1.2 方波---三角波转换电路的工作原理图2-1-1 方波—三角波产生电路2231T O m P R U U R R ±=+2421314()P P R R R C T R R +=+ 图2—1-2 比较器电压传输特性图2-1-3 方波—三角波变换波形 工作原理如下：若a 点断开，运算发大器A1与R1、R2及R3、RP1组成电压比较器，C1为加速电容，可加速比较器的翻转。
运放的反相端接基准电压，即U-=0，同相输入端接输入电压Uia ，R1称为平衡电阻。
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 ++=++=++++ 公式（2-2-1）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 ---=+=++ 公式（2-2-2） 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 +-=-=++ 公式（2-2-3） 比较器的门限宽度2312H CC ia ia R U U U I R RP +-=-=+ 公式（2-2-4）由以上公式可得比较器的电压传输特性，如图2-3所示。
a 点断开后，运放A2与R4、RP2、C2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 -=+⎰公式（2-2-5） 1O CC U V =+时，2422422()()()CC CC O V V U t t R RP C R RP C -+-==++ 公式（2-2-6） 1O EE U V =-时，2422422()()()CC EE O V V U t t R RP C R RP C --==++ 公式（2-2-7） 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。