4简易函数信号发生器的设计PPT课件
简易函数信号发生器
课程设计任务书（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?目录第1章设计要求与设计指标 (5)1.1设计技术指标与要求 (5)1.1.1设计要求 (5)1.1.2设计技术指标 (5)第2章理论分析 (6)2.1简易信号发生器设计方案 (7)2.1.1方案一原理框图 (7)2.1.2方案二原理框图 (7)2.1.3方案三原理框图...........................‥ (7)2.2函数发生器的选择方案 (8)第3章具体内容设计 (8)3.1各组成部分的工作原理 (8)3.1.1方波、三角波发生电路的工作原理 (8)3.1.2三角波--正弦波转换电路的工作原理 (8)3.1.3总电路图 (8)3.2参数确定 (9)3.3 EWB仿真电路 (10)3.3.1仿真输出三角波和方波 (10)3.3.2仿真正弦波和方波输出……………………………………………(10）3.3.3仿真三角波与正弦波输出 (11)3.4 protel制图及PCB板的制作和电路的安装 (12)3.4.1PCB布线图 (12)3.4.2 PCB板底层布线图 (13)3.4.3 PCB板的制作 (14)3.4.4将各元件安装到PCB板上 (14)第4章实验结果与测试 (15)4.1方波---三角波转换电路的实验结果 (15)4.2正弦波发生电路的实验结果 (16)结束语 (16)仪器仪表清单 (17)参考文献 (17)致谢 (18)第1章设计要求与设计指标1.1设计技术指标与要求1.1.1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。
《信号发生器》PPT课件
；（2）变换器；（3）输出级；（4）指示器；（5）电源
。
主振器
变换器
输出级
输出
电源
指示器
图 2-2 信号发生器的基本组成
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2.1 概述
2. 1. 2 信号发生器的基本构成
（1）电源 电源为信号发生器各部分电路提供工作电压，通常是将
220V、50 Hz交流市电通过整流滤波、降压和稳压获得。 （2）振荡器
（2）输出阻抗：低频信号发生器电压输出端的输出阻抗一 般为600Ω（或1KΩ），功率输出端依输出匹配变压器的设 计而定，通常有50Ω、75Ω、150Ω、600Ω和5KΩ等几档。 高频信号发生器一般仅有50Ω或75Ω两档。 如果不匹配需要
接阻抗匹配器
（3）输出电平：输出电平指是输出信号幅度的有效范围， 即由产品标准规定的信号发生器的最大输出电压和最大输出 功率例如，XD-1型低频信号发生器的最大输出电压大于5V ，最大输出功率大于4W。
2. 1. 1 信号发生器的用途和分类
信号发生器是一种信号源，它能够产生不同频率、不同 波形、不同幅度的电压信号，为测试各种电子器件、电子部 件和整机设备的性能参数提供所需要的电信号。
有始有终，信号源就是始
一般测试携带的仪器
最简单就是设置频率，幅度，再就是调制等
还有专用的，如调频信号发生器
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电子测量技术
第二章 信号发生器
第二章 信号发生器
教学目的
学习低频、超低频、函数、高频、脉冲等信发生器的基本 组成和工作原理。
教学重点
低频信号发生器，函数信号发生器，锁相高频信号发生器 。
教学难点
低频数字合成信号发生器和锁相高频信号发生器的工作原 理。
《信号发生器》课件
信号发生器的基本原理
总结词
信号发生器的基本原理概述
详细描述
信号发生器的基本原理是利用振荡器产生一定频率和幅度的正弦波，然后通过波 形合成技术生成其他波形。振荡器通常由电感和电容组成，通过改变电感或电容 的参数，可以改变输出信号的频率。
信号发生器的分类
总结词
信号发生器的分类概述
详细描述
信号发生器有多种分类方式。按波形分类，可分为正弦波信号发生器、方波信号发生器和脉冲信号发生器等；按 频率分类，可分为低频信号发生器、高频信号发生器和微波信号发生器等；按用途分类，可分为测量用信号发生 器和测试用信号发生器等。
《信号发生器》PPT课件
目 录
• 信号发生器概述 • 信号发生器的工作原理 • 信号发生器的应用 • 信号发生器的使用与维护 • 信号发生器的发展趋势与展望
01
信号发生器概述
信号发生器的定义与用途
总结词
信号发生器的定义与用途概述
详细描述
信号发生器是一种能够产生电信号的电子设备，广泛应用于通信、测量、控制 等领域。它可以产生各种波形，如正弦波、方波、三角波等，用于测试、模拟 和控制系统。
干燥、通风良好、无尘的环境中，避免强烈振动和磁场干扰。
05
信号发生器的发展趋势与展望
信号发生器的发展历程
信号发生器的起源
信号发生器的历史可以追溯到20 世纪初，当时它被用于电信和广
播领域。
模拟信号发生器
在20世纪的大部分时间里，模拟信 号发生器占据主导地位，它通过连 续的电压或电流输出信号。
数字信号发生器
信号发生器的正确使用方法
信号发生器的正确使用方法包括
首先，确保电源连接正确，避免电源电压过高或过低；其次，根据需要选择合适的输出信号类型和参 数，如波形、频率、幅度等；再次，确保输出连接正确，避免连接短路或开路；最后，遵循安全操作 规程，避免发生意外事故。
函数信号发生器的设计
函数信号发生器的设计函数信号发生器是一种电子测试仪器，用于产生各种波形信号，如正弦波、方波、三角波、锯齿波等。
它广泛应用于电子、通信、计算机、自动控制等领域的科研、教学和生产中。
本文将介绍函数信号发生器的设计原理和实现方法。
一、设计原理函数信号发生器的设计原理基于信号发生器的基本原理，即利用振荡电路产生一定频率和幅度的电信号。
振荡电路是由放大器、反馈电路和滤波电路组成的。
其中，放大器负责放大电信号，反馈电路将一部分输出信号反馈到输入端，形成正反馈，使电路产生自激振荡，滤波电路则用于滤除杂波和谐波，保证输出信号的纯度和稳定性。
函数信号发生器的特点是可以产生多种波形信号，这是通过改变振荡电路的参数来实现的。
例如，正弦波信号的频率和幅度可以通过改变电容和电阻的值来调节，方波信号的占空比可以通过改变开关电路的工作方式来实现，三角波信号和锯齿波信号则可以通过改变电容和电阻的值以及反馈电路的参数来实现。
二、实现方法函数信号发生器的实现方法有多种，其中比较常见的是基于集成电路的设计和基于模拟电路的设计。
下面分别介绍这两种方法的实现步骤和注意事项。
1. 基于集成电路的设计基于集成电路的函数信号发生器设计比较简单，只需要选用合适的集成电路，如NE555、CD4046等，然后按照电路图连接即可。
具体步骤如下：（1）选择合适的集成电路。
NE555是一种常用的定时器集成电路，可以产生正弦波、方波和三角波等信号；CD4046是一种锁相环集成电路，可以产生锯齿波信号。
（2）按照电路图连接。
根据所选集成电路的电路图，连接电容、电阻、电感等元器件，形成振荡电路。
同时，根据需要添加反馈电路和滤波电路，以保证输出信号的稳定性和纯度。
（3）调节参数。
根据需要调节电容、电阻等参数，以改变输出信号的频率和幅度。
同时，根据需要调节反馈电路和滤波电路的参数，以改变输出信号的波形和稳定性。
（4）测试验证。
连接示波器或万用表，对输出信号进行测试和验证，以确保输出信号符合要求。
函数信号发生器
江苏联合职业技术学院江苏省惠山中等专业学校（办学点）(论文) 系专业电子信息工程技术年级 09 班级 31 姓名周烨静学号 095223103 指导教师王晓琳2013年 3 月25 日摘要本文介绍一种用AT89C51单片机构成的波形发生器，可产生方波、三角波、正弦波、锯齿波等多种波形，波形的周期可用程序改变，并可根据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、性能优越等特点。
在介绍DAC0832芯片特性的基础上,论述了采用DAC0832芯片设计数字函数信号发生器的原理以及整机的结构设计。
对其振荡频率控制、信号输出幅度控制以及频率和幅度数显的实现作了较详细的论述。
该函数信号发生器可输出三角波,方波和正弦波文章给出了源代码，通过仿真测试，其性能指标达到了设计要求【关键字】单片机；DAC；函数信号发生器；形调整目录1 绪论1.1 函数信号发生器1.1.1 函数信号发生器概述信号发生器一般区分为函数信号发生器及任意波形发生器，而函数波形发生器在设计上又区分出模拟及数字合成式。
众所周知，数字合成式函数信号源无论就频率、幅度乃至信号的信噪比（S/N）均优于模拟，其锁相环（ PLL）的设计让输出信号不仅是频率精准，而且相位抖动(phase Jitter)及频率漂移均能达到相当稳定的状态，但毕竟是数字式信号源，数字电路与模拟电路之间的干扰，始终难以有效克服，也造成在小信号的输出上不如模拟式的函数信号发. 这是通用模拟式函数信号发生器的结构，是以三角波产生电路为基础经二极管所构成的正弦波整型电路产生正弦波，同时经由比较器的比较产生方波,换句话说，如果以恒流源对电容充电，即可产生正斜率的斜波。
同理，右以恒流源将储存在电容上的电荷放电即产生负斜率的斜波1.1.2 函数信号发生器的分类信号发生器应用广泛，种类繁多，性能各异，分类也不尽一致。
按照频率范围分类可以分为：超低频信号发生器、低频信号发生器、视频信号发生器、高频波形发生器、甚高频波形发生器和超高频信号发生器。
4[1]函数信号发生器设计
![4[1]函数信号发生器设计](https://img.taocdn.com/s3/m/b6c78bdf3b3567ec112d8a15.png)
后，采用差分放大器，作为三角波—正弦波变换电路利用差分对管的饱和
与截止特性进行变换，此电路的输出频率就是就是方波-三角波产生电路
的频率.
方波uof
三角波uo3
迟滞 比较器
积分器
差分 放大器
正弦波
uoz
2020/3/29
长江大学 龙从玉
2
3. RC文氏电桥正弦波振荡电路
3.1 RC文氏电桥正弦波振荡器的工作原理:
6.8k
Q3
9013
RP5
Q4
恒
9013
流
86%
R1
差动波形变换
源
10k
输出正弦波
R9
R10
频率fo =R2/[4R1C(Rp1+Rp2+1R0kD)]
3k
3k
-12v
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长江大学 龙从玉
11
R3
2k
R2 20k
迟滞比较器
R1 10k
SW1
C2
10u
SW-SPDT C1
1uf
Rp
-12v
10k
D1
1N5235B
D2
1N5235B
7
4
U2
2 6
3 UA741
12v
积分电路
1
5
A
uo2
B
C
D
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长江大学 龙从玉
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3.3 RC文氏电桥振荡电路
文氏电桥振荡器：fo=1/2πRC； 正反馈电路：RC串并选频网络决
Ra和Rb形成反向比例电路决定起振的幅值条件调节波形与稳幅控制.
3.2 RC文氏电桥振荡器实验要点:
《信号发生器》PPT课件
2. 1. 1 信号发生器的用途和分类
信号发生器是一种信号源，它能够产生不同频率、不同 波形、不同幅度的电压信号，为测试各种电子器件、电子部 件和整机设备的性能参数提供所需要的电信号。
有始有终，信号源就是始
一般测试携带的仪器
最简单就是设置频率，幅度，再就是调制等
还有专用的，如调频信号发生器
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2.2 低频和超低频信号发生器
2. 2. 1 文氏低频信号发生器
6
另一路输出信号送反馈电阻 Rt 、Rf ，此时反馈系数 F = 1/3，只要后接的放大器的电压放大倍数 AV = 3，就能 满足振荡器的起振幅值条件，使振荡器维持频率由公式决定
K= 1/3
的等幅正弦振荡；第三路输出信号送后接的电压放大器放大。
2.1 概述
2. 1. 1 信号发生器的用途和分类
1. 按频率范围分类
超低频信号发生器，30kHz以下，应用于电声学、声纳； 低频信号发生器，30～300kHz，应用于电报通信； 视频信号发生器，300kHz～6MHz，用于无线电广播； 高频信号发生器，6～30MHz，用于广播、电报； 甚高频信号发生器，30～300MHz，用于电视、调频广播、导航； 超高频信号发生器，300～3000MHz，用于雷达、导航、气象。
将上式分子、分母同除以 jωRC，上式变为：
K
1
3j(RC
1
)
RC
令
0
1 RC
则有
f0
1 2πRC
这时K有最大值
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2.2 低频和超低频信号发生器
2. 2. 1 文氏低频信号发生器
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图2-5是利用文氏选频电路构成的RC 振荡器，它由文氏 RC 串并联选频电路、放大器A和反馈电阻Rt 、Rf 组成，其振 荡频率由公式决定。放大器输出端的信号分三路输出：一路 送RC 选频电络传输到放大器的同相端，形成正反馈，从而 满足振荡的相位条件；
函数信号发生器的设计
函数信号发生器的设计首先，函数信号发生器的设计目的是输出一定的频率范围内的连续可变信号，并且可以调整信号的振幅、频率、相位等参数。
为了实现这一目标，函数信号发生器通常由以下几个主要部分组成：1.振荡电路：振荡电路是函数信号发生器的核心部分，它通常采用电容和电感构成的谐振电路，实现正弦波、方波等不同形状的振荡信号。
振荡电路的频率可以通过调整电容或电感的参数来实现。
2.控制电路：控制电路是用于控制振荡电路参数的一部分电路，它通常由微处理器或可编程逻辑器件实现。
通过控制电路，用户可以通过面板上的按钮或旋钮来设置信号的振幅、频率、相位等参数。
3.输出电路：输出电路将振荡电路产生的信号放大并输出到外部设备或电路中。
输出电路通常由放大电路和阻抗匹配电路组成，以确保信号能够正确地传输到外部设备。
4.显示与控制界面：函数信号发生器通常配备有显示屏和控制按钮，用于显示当前设置的信号参数和控制信号的生成。
通过显示界面，用户可以方便地调整信号的频率、振幅等参数。
了解了函数信号发生器的主要组成部分，接下来我们来了解一下其运行原理。
当函数信号发生器接通电源后，控制电路会读取用户设置的参数并进行处理。
然后，控制电路会通过控制振荡电路的参数，从而产生相应的频率、振幅和相位等信号。
振荡信号经过放大电路放大后，通过输出电路输出到外部设备。
总结起来，函数信号发生器是一种常用的仪器设备，用于产生可变的信号波形，通常用于电子设计和实验室测试中。
它由振荡电路、控制电路、输出电路和显示与控制界面等部分组成，并通过控制电路的设置来产生相应的信号。
函数信号发生器不仅可以产生正弦波、方波等常见形式的信号，还可以通过附加功能实现信号的调频、调相等特殊操作。
简易信号发生器的设计方案28页PPT
xiexie! 38、我这个人走得很慢，但是我从不后退。——亚伯拉罕·林肯
39、勿问成功的秘诀为何，且尽全力做你应该做的事吧。——美华纳
40、学而不思则罔，思而不学则殆。——孔子
简易信号发生器的设计方案
•
26、我们像鹰一样，生来就是自由的 ，但是 为了生 存，我 们不得 不为自 己编织 一个笼 子，然 后把自 己关在 里面，即使延续时 间再长 ，也还 是没有 制约力 的。— —爱·科 克
•
28、好法律是由坏风俗创造出来的。 ——马 克罗维 乌斯
•
29、在一切能够接受法律支配的人类 的状态 中，哪 里没有 法律， 那里就 没有自 由。— —洛克
•
30、风俗可以造就法律，也可以废除 法律。 ——塞·约翰逊
谢谢！
36、自己的鞋子，自己知道紧在哪里。——西班牙
37、我们唯一不会改正的缺点是软弱。——拉罗什福科
信号发生器的设计ppt课件
2．DAC0832与51单片机的接口电路
DAC0832的工作方式：直通方式、单缓冲方式和双缓冲方式
（1）直通方式下的接口电路 直通方式是数据直接输入(两级直通)的形式。 两个8位数据寄存器都处于数据接收状态，LE1=1，
LE2=1，ILE=1，而WR1、WR2、CS和XFER均为0。输入数据直 接送到内部D/A转换器去转换。
上的应用
项目小结
思考与训练
完整版ppt课件
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任务9.1 灯光亮度调节器的设计
9.1.1 D/A转换器的基本原理
D/A转换的功能就是将数字量转换成模拟量。 基本的D/A转换器由电压基准或电流基准、精密电阻网络、
电子开关及全电流求和电路构成。
1．D/A 转换器的分类 按工作方式分：并行D/A转换器（权电阻D/A转换器、
建立时间是指从输入数字量变化到输出达到终值误差 ±(1/2)LSB(最低有效位)时所需的时间，即输入的数字量变化 后，输出模拟量稳定到相应的数字范围内所需的时间。
通常以建立时间来表示转换速度。
5．输入编码形式
输入编码形式是指D/A转换电路输入的数字量的形式。 如二进制码、BCD码等。
完整版ppt课件
8．尖峰
尖峰是输入的数字量发生变化时产生的瞬时误差。通常
尖峰的转换时间很短，但幅度很大。在许多场合是不允许
有尖峰存在的，应采取措施予以消除。
完整版ppt课件
17
正确了解D/A转换器件的技术性能参数，对于合理选用 转换芯片、正确设计接口电路十分重要。
D/A转换器的性能指标很多，但在选用合适的芯片型号 时主要考虑的是它的分辨率、精度和转换速度。
16
6．线性度
线性度是指D/A转换器的实际转移特性与理想直线之间的 最大误差，或最大偏移。通常给出在一定温度下的最大非线 性度，一般为0.01%～0.03％。
《模拟电子技术》简易函数信号发生器的设计与制作
《模拟电子技术》简易函数信号发生器的设计与制作1、整机设计1.1 设计任务及要求结合所学的模拟电子技术知识，需要设计一个简易的函数信号发生器，要求能产生方波和三角波信号，并且其频率可以调节，并自行设计电路所需电源电路。
1.2 整机实现的基本原理及框图1.函数信号发生器能自动产生正弦波、三角波、方波及锯齿波、阶梯波等电压波形。
其电路中使用的器件可以是分立器件，也可以是集成电路。
本课题需要完成一个能产生方波、三角波的简易函数信号发生器。
产生方波、三角波的方案有很多种，本课题采用运放构成电压比较器出方波信号，采用积分器将方波变为三角波输出，其原理框图如图1所示。
2、直流电源电路一般由“降压——整流——滤波——稳压”这四个环节构成。
基本组成框图如图2所示。
2、硬件电路设计在硬件电路的设计过程中，需要首先知道简易信号发生器的原理，在其基本原理与结构框图中，知道需要比较器与积分器的电路，所以在设计过程中需要实现用积分器将方波变为三角波。
根据在课堂所学的积分器放大电路设计出所需的积分器电路与比较器电路。
根据设计的电路图在洞洞板上进行布局，最后根据各个元器件之间的联系进行焊接。
器件选择（1）变压器将220V交流电压变成整流电路所需要的电压u1。
本次我们选用了双15V变压器（2）整流电路将交流电压u1转换成单方向脉动的直流u2，有半波整流、全波整流，可以利用整流二极管构成整流桥堆来实现。
建议用二极管搭建全波整流电路实现。
本次使用了IN5399二极管（4个）。
（3）滤波电路将脉动直流电压u2滤除纹波，变成纹波较小的u3，有RC滤波电路、LC滤波电路等。
建议采用大电容滤波。
本次使用了2200uF/25V电容(2个)。
（4）稳压器常用集成稳压器有固定式三端稳压器和可调式三端稳压器。
下面是其中一些典型应用及选择原则。
固定式三端稳压器的常见产品有：78XX 系列稳压器输出固定的正电压，如7805输出为+5V；79XX系列稳压器输出固定的负电压，如7905输出为-5V。
函数信号发生器
函数信号发生器设计一.任务设计一个能够输出正弦波、三角波和矩形波的信号源电路，电路形式自行选择。
输出信号的频率可通过开关设定，具体要求如下：（1）输出信号的频率范围为100~800Hz，步进为100Hz。
（2）要求输出信号无明显失真，特别是正弦波。
（3）发挥部分：进一步扩大输出信号范围和减小步进频率。
二.设计原理（1）设计中采用先产生正弦波，再变成矩形波，然后再将矩形波变成三角波的设计方法。
正弦波产生部分由西勒振荡电路构成，再由简单的过零比较器，将正弦波变为矩形波，矩形波经过积分器变为三角波。
本设计中函数信号发生器电路的原理框图如图1所示：图1 函数发生器电路组成原理图（2）各组成部分原理a.西勒振荡器产生正弦波电路西勒振荡器是由能起能量控制作用的放大器、将输出信号送回到输入端的正反馈网络以及决定振荡频率的选频网络组成。
它没有输入信号，是有自身的正反馈信号来代替。
当振荡器接通电源后，即开始有瞬变电流产生，经不断对它进行放大、选频、反馈、再放大等多次循环，最终形成自激振荡，把输出信号的一部分再送回到输入端做输入信号，从而就会产生一定频率的正弦波输出。
自激振荡的条件是：式中：——输入电压的相位；——反馈电压的相位。
如图2为西勒振荡器的电路图：图2 西勒振荡器的电路图西勒振荡器由放大电路、选频网络、反馈网络三部分组成。
其交流等效电路如图3所示：图3 西勒振荡器的交流等效电路图发大器电路放大器电路由晶体三极管V、电阻R1、R2、R3、扼流线圈ZL、电容Ce等组成。
该部分电路如图4所示：图4放大器电路该放大器能对振荡器输入端所加信号给予放大，使输出信号保持一定的数值。
由于放大器的输出信号Vo和输入信号Vi相差 180°，又由于集电极与基级是接于回路的相对两端，因此两者对发射极电位的变化相差180°，亦即Vo与反馈电压Vf相差180°。
因此可以得出Vo与Vi，满足了振荡所需的相位条件：选频网络选频网络是用来决定振荡频率，采用LC并联谐振回路，由C1、C2、C3、C4及L组成，且有 C1>>C3；C2>>C4。
函数信号发生器精品PPT课件
1.仪器设计严重依赖经验。虚拟仪器一般都是用户根据自己的需要设计完成，但是普通用 户来说自我开发虚拟仪器还是有较大难度的。
2.仪器设计效率低。尽管已经有很多技术广泛采用在一定程度上提高了软件的重用性， 但设计时仍需要编写大量代码将这些部件连接起来。
9
虚拟仪器的等。
对函数信号发生器的创新和不足总结 创新在于在生成基本波形后，与高斯 白噪声控件相结合，可以实现波形的 加噪处理。 不足在于基本波形的种类还可以再丰 富点，另外在创作之初想对输出的波 形再进行相关的调制，但由于采样率 等不匹配，没有调制成功。
7
主要输出 波形 振幅 扫频范围 衰减器 DC Offset Duty Control 频率范围 档位准确度 正弦波 失真 频率响应 三角波 线性 方波 对称性 上升/下降时间 TTL 输出 Level 上升/下降时间 VCF
< 1% 0.2Hz ~ 200kHz < 0.1dB 0.2Hz ~ 100kHz; < 0.5dB 100kHz ~ 2MHz
98% 0.2Hz ~ 100kHz; 95% 100kHz ~ 2MHz
标题四
<2% 0.2Hz ~ 100kHz <100nS
>3Vpp <25nS
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虚拟函数信号发生器的优点和缺点
函数信号发生器的参数
正弦波， 三角波， 方波， 锯齿波、公式波 0—10v 20—20000 -20dB, -20dB+1.0dB (at 1kHz) <-10V ~ >+10V, (<-5V ~ >+5V 加 50W 负载) 1 : 1 to 10 : 1 continuously rating 0—10 +5% + 1Hz (在 0.2, 2.0 刻度位置)
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1.2.2 D/A转换器的分类
按输出信号分类：电压输出型和电流输出型。 按是否含有锁存器分类：内部无锁存器和内部有锁存器。 按能否作乘法运算分类：乘算型和非乘算型。 按输入数字量方式分类：并行D/A和串行D/A。 按转换时间（TS）分类：
高速D/A（＜100ns）、高速D/A（100ns～ 10μs） 中速D/A（10μs～100μs）、低速D/A（＞100μs）
物理与电子电气工程学17 院
DAC0832内部结构电路 物理与电子电气工程学18 院
2．电压输出方法
采用运算放大器。
输出电压VOUT=
D 2
IN 8
×（-VREF）
硬件电路
物理与电子电气工程学19 院
3．单缓冲方式接口
硬件电路
内部数据寄存器有一个处于直通方式，另一个处于受单 片机控制。
（2）按输出信号：模拟传感器、数字传感器、开关传感器等。
物理与电子电气工程学4 院
发展方向： （1）利用新的物理现象、化学反应、生物效应设计传感器； （2）信号处理中的信息融合技术； （3）新型材料，及无源化发展； （4）新的加工技术； （5）集成化、微型化、微功耗及无源化； （6）高可靠性、宽温度范围。
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1.2.1 D/A转换器的性能指标
（3）线性误差：D/A的实际转换特性与理想的转换特性之 间的偏差。即两个相邻的数字码所对应的模拟输出值（之 差）与一个LSB所对应的模拟值之差。常以LSB的分数形 式表示。 （4）转换时间TS（建立时间）：从D/A转换器输入的数字 量发生变化开始，到其输出模拟量达到相应的稳定值所需 要的时间。 （5）偏移量误差：输入数字量为零时，输出模拟量对零 的偏移值。
物理与电子电气工程学16 院
DAC0830系列均为DIP20封装，管脚兼容 。 DCS0—D7：8位数字量输入端
： 片选端，低有效 IWLRE 1： W数R据2锁存允许 XFER， ：写控制信号1，2
：数据传送控制信号 Iout1， Iout2 ：电流输出端1，2 RFB ： 内置反馈电阻端 VREF : 参考电压源（-10 V～+10 V） DGND，AGND ：数字地、模拟地： Vcc： +5 ～ +15V电源供电端
物理与电子电气工程学3 院
1.1 输入/输出通道概述
过程I/O通道：单片机系统和被控对象之间信息的交互通道。包括输入通 道、输出通道。
1.1.1 传感器
传感器：将各种输入变量转换成可供测量信号的器件。 分类：（1）按用途：压敏、力敏、位置、液面、能耗、速度、热敏、加 速度、射线辐射、振动、湿敏、磁敏、气敏、真空度和生物传感器等。
通道结构、信号调节、A/D转换、电源的配置、干扰的抑制等。 设计：（1）靠近对象采集信息；
（2）输入通道的结构——被测对象的环境、输入信号的类型、 数量、大小，传感器、变送器的性能。
（3）模拟、数字等混杂电路； （4）放大电路； （5）抗干扰。
物理与电子电气工程学7 院
单 片 机 应 用 系 统 输 入 通 道 结 构
简易函数信号发生器的设计
----可控增益宽带放大器设计（单片机部分）
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1. MCS-51单片机的输入/输出接口
主要内容：输入/输出通道的组成与配置; 设计的基本原理和方法； D/A转换器性能; 接口电路与程序设计。
物理与电子电气工程学2 理与电子电气工程学11 院
1.2 D/A转换器及接口技术
D/A转换器（Digit to Analog Converter） 将数字量转换成模拟量的器件称为D/A转换器，通
常用DAC表示。 D/A转换接口器设计中主要考虑的问题
芯片的选择、精度、转换时间、与CPU的接口方 式、数字量的码输入、输出模拟量的类型与范围、功耗 等。
应用领域：传感器已经成为现代信息技术系统三大支柱之一，广 泛应用于工业、农业、航空航天、军事国防等领域。
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1.1.2 单片机应用系统的输入/输出通道
过程I/O通道的一般结构
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1．输入通道
输入通道（前向通道）： 被测对象与单片机之间的信号通道。组成：传感器或敏感元件、
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1.2.3 D/A转换器的接口电路
1．DAC0832 （1）DAC0832的特点
美国国家半导体公司（ National Semiconductor，NS ）公司生产，DAC0830系列。
① 8位并行D/A转换； ② 二级数据锁存； ③三种工作方式：直通、单缓冲、双缓冲； ④ 电流输出型芯片； ⑤ CMOS工艺， DIP20封装，单电源（+5 V～+15 V ，典型值+5 V）供电； ⑥ 参考电压为-10～+10V ⑦ 与MCS-51连接方便。
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单片机应用系统输出通道结构 物理与电子电气工程学10 院
3．信号处理电路 功能：信号放大/变换，滤波、零点校正、线性化处理、温度 补偿、误差修正和量程切换等。 注意：信号处理可由硬件实现，有些也可由软件实现。 （1）开关量输入：电平匹配、电气隔离、互感器。 （2）小信号放大技术：测量放大器、可编程增益放大器、 带有放大器的小信号双线发送器。 （3）隔离放大技术：隔离放大器（变压器耦合隔离放大器 和光耦合隔离放大器）
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2．输出通道 输出通道（后向通道）：
单片机与被控对象之间的信号通道。组成：功率驱动、 D/A转换、干扰的抑制等。 设计：
（1）通道结构： （2）输出信号与传送（模拟信号与数字信号，I/O口与数 据总线； （3）驱动控制（小信号输出，大功率控制）； （4）抗干扰（电磁、机械干扰）。
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1.2.1 D/A转换器的性能指标
（1）分辨率：D/A转换器能分辨的最小输出模 拟增量，即相邻两个二进制码对应的输出电压之 差。可用最低位（LSB）表示。如，n位D/A转 换器的分辨率为1/2n。 （2）精度：D/A转换器的实际输出与理论值之 间的误差，以满量程VFS的百分数或最低有效位 （LSB）的分数形式表示。