正弦信号发生器
正弦信号发生器
正弦信号发生器信号发生器是一种不需要外加输入信号，依据自激振荡的原理，产生具有肯定幅度的周期性输出信号的装置。
它广泛应用于测量、自动掌握、通信、广播电视以及金属的熔炼、淬火、焊接等工程技术领域中。
1．自激振荡的产生条件正弦信号发生器是通过放大器引入合适的正反馈而构成的。
产生自激振荡必需满意两个条件：（1）振幅条件反馈电压的幅度要与原输入电压的幅度相等，就是说要有足够的反馈量，表达式为（2）相位条件反馈电压与原输入电压必需同相位，就是说必需满意正反馈的要求。
总之，相位条件保证了起振，振幅条件维持了等幅振荡。
2．RC桥式正弦信号发生器RC桥式正弦信号发生器又称文式电桥（Wienbridge）振荡器，其原理电路如图所示。
这个电路由两部分组成，即放大器和选频网络。
前者为由集成运放和电阻Rf 、Rl 所组成的电压串联负反馈放大器，取其输入电阻高和输出电阻低的特点。
后者由Z1 和Z2 组成，同时构成正反馈连接。
由图可见，Z1、Z2和Rl、Rf 正好形成一个四臂电桥，电桥的对角线顶点接到放大器的两个输入端，桥式振荡器由此而得名。
关于推导运算放大器的各种运算关系的总结：分析运算关系的前提，是运算放大器应工作于线性工作区（从电路结构上应有负反馈存在）。
当认清运放工作于线性工作区之后，通常采纳如下三种方式：（1）对于由多个运算放大器组成的运算放大电路，要擅长化整为零，分割成若干个基本单元运算电路（反相比例、同相比例，求和、差动、积分、微分等）。
再利用这些基本单元运算电路的基本关系式，进行推导运算关系。
（2）对于往往是由一个运算放大器构成的运算电路，但又不和基本单元运算电路的电路结构一样。
只能仿照书中基本单元运算电路的推导过程，利用虚断、虚短、虚地来推导。
（即使用ii=if 或u+=u-把输入量ui 与输出量uo 联系起来，形成一个关系式）。
【例】在右图所示的电路中，试写出通过负载电阻RL 的电流iL 与输入信号ui 之间的关系式。
正弦波信号发生器实验报告
正弦波信号发生器实验报告
实验名称：正弦波信号发生器实验
实验目的：了解正弦波的基本属性，掌握正弦波信号的发生方法，对正弦波信号进行基本的测量和分析。
实验器材：函数发生器、示波器、万用表。
实验原理：正弦波（Sine Wave）是最常见的一种周期波形，其特点是正弦曲线的波形，具有完全的周期性和对称性。
在电路和信号处理系统中，正弦波信号非常常见，在很多实际应用中具有重要的作用。
函数发生器是一种能够产生各种各样波形的仪器，包括正弦波、方波、三角波等等。
而在产生正弦波信号的过程中，函数发生器利用一个内部的振荡器电路来产生振荡信号，再将其经过信号调制映射到正弦波的形式。
实验步骤：
1.将函数发生器的输出端口连接到示波器的输入端口，并将函数发生器的频率设定在1kHz左右。
2.打开示波器，选择一个适合的纵向和横向刻度，并将其垂直和水平方向校准至
合适位置，以显示正弦波的波形。
3.选择函数发生器的正弦波输出模式，调整幅度与频率，以获得所需的正弦波信号，可使用万用表对其进行精确测量。
实验结果：经过实验，我们成功产生了一路1kHz左右的正弦波信号，并使用示波器和万用表进行了基本的测量和分析，包括正弦波的频率、幅度、相位等基本特性。
实验结论：通过本次实验，我们深入了解了正弦波的特性及用途，掌握了正弦波信号发生器的基本使用方法，熟悉了正弦波信号的测量和分析方法，并在实践中获得了相应的实验数据。
这些知识和经验对我们今后的学习和工作将有非常重要的作用。
正弦信号发生器实验报告
正弦信号发生器实验报告正弦信号发生器实验报告一、引言正弦信号发生器是电子实验室中常见的一种仪器，用于产生稳定的正弦信号。
它在各种电子设备测试和实验中起着重要的作用。
本实验旨在探究正弦信号发生器的原理和性能，并通过实际操作来验证其功能。
二、实验目的1. 理解正弦信号的特性和应用；2. 掌握正弦信号发生器的基本原理和结构；3. 学习使用正弦信号发生器进行实际测试。
三、实验原理正弦信号是一种周期性的交流信号，具有连续变化的幅度和相位。
正弦信号发生器的基本原理是通过振荡电路产生稳定的正弦波形。
振荡电路通常由放大器、反馈网络和滤波电路组成。
其中，放大器负责提供足够的增益，反馈网络则确保振荡电路的稳定性，滤波电路则用于滤除其他频率成分。
四、实验器材和材料1. 正弦信号发生器2. 示波器3. 电阻、电容等元件4. 连接线等五、实验步骤1. 将正弦信号发生器与示波器连接，使用示波器观察输出的信号波形；2. 调节正弦信号发生器的频率和幅度，观察波形的变化；3. 使用示波器测量输出信号的频率和幅度，并记录数据；4. 更换不同数值的电阻和电容，观察对信号波形的影响；5. 分析实验结果，总结正弦信号发生器的性能和特点。
六、实验结果与分析通过实验观察和测量，我们得到了一系列关于正弦信号发生器的数据。
首先，我们发现随着频率的增加，正弦信号的周期变短，波形变得更加紧凑。
而幅度的调节则使得波形的振幅增大或减小。
这表明正弦信号发生器能够根据用户的需求产生不同频率和幅度的信号。
此外，我们还发现在改变电阻和电容数值时，信号波形也会发生变化。
较大的电阻和电容会导致信号的衰减，而较小的电阻和电容则会使信号更加稳定。
因此，在实际应用中，我们需要根据具体情况选择适当的电阻和电容数值，以获得所需的信号特性。
七、实验总结本实验通过对正弦信号发生器的实际操作和观察，我们深入了解了正弦信号的特性和应用。
我们学习到了正弦信号发生器的基本原理和结构，并通过实验验证了其功能和性能。
第7章正弦信号发生器
••
AF 1
vo不再增大，自激振荡建立
自激振荡建立过程可用 下面的特性曲线来说明
vo
vi A vo
vo
vf F
F（反馈特性）
vvoo43
vo2 vo1
vi1’ vf1 vf2 vf3 vf4 vi2’ vi3’ vi4’ vi5’
A（放大特性）
vi’（vf）
若F不同时 F太小 F合适
F太大
返回
正弦振荡器——自激振荡产生单一频率的 正弦信号的电路。
2、自激振荡的平衡条件
• 设想：
vi vi
v’i A
vo
vo
vf F
要保证vo不变，则必有：
vf = vi 又：vf = F vO vi = vO /A
11-1振荡条件动画
vf = vi 即
返回
••
AF 1 ——自激振荡的平衡条件
2020/6/20
1
2RC
•
f=f0时，
•
F
•
F
1
max 3
0 • f=f0时， • 即：vf和vo同相
F
2020/6/20
返回
7.2.2 RC文氏桥振荡电路
1 对放大器的要求 2 分立元件RC文氏桥振荡电路 3 集成运放组成的RC文氏桥振荡电路
2020/6/20
返回
1 对放大器的要求
由起振条件知：
幅值条件：A•
7.1.2 自激振荡的建立过程及其起振条件
在电源接通的一瞬间，有很小的电扰
动信号（电冲击信号），由于这种电扰 vi A vo 动的不规则性，它包含着频率范围很宽
vo
的各次谐波。
vf F
若vf>vi’，则vo会越来越大。由于三极管的非线性
正弦信号发生器实验报告
正弦信号发生器实验报告
《正弦信号发生器实验报告》
实验目的：
本实验旨在通过搭建正弦信号发生器，探究正弦波的特性以及其在电子电路中的应用。
实验材料：
1. 电压源
2. 电阻
3. 电容
4. 二极管
5. 信号发生器
6. 示波器
实验步骤：
1. 按照电路图搭建正弦信号发生器电路。
2. 调节电压源的输出电压，使其为所需的正弦波幅值。
3. 使用示波器观察输出波形，并调节电路参数，如电阻、电容的数值，以获得理想的正弦波形。
4. 测量并记录输出波形的频率、幅值等参数。
实验结果：
经过调节电路参数，成功搭建了正弦信号发生器。
通过示波器观察到了理想的正弦波形，并测量了其频率、幅值等参数。
实验结果表明，通过合理设计电路参数，可以得到稳定、准确的正弦波信号。
实验分析：
正弦信号是电子电路中常见的信号波形，具有周期性、稳定性好的特点，因此
在通信、音频处理等领域有着广泛的应用。
通过本实验，我们深入了解了正弦
波的产生原理，掌握了调节电路参数以获得理想波形的方法。
实验结论：
通过搭建正弦信号发生器，我们成功地产生了稳定的正弦波信号，并对其进行
了观察和测量。
这为我们进一步理解正弦波的特性以及其在电子电路中的应用
奠定了基础。
总结：
本实验通过实际操作，加深了对正弦信号发生器的理解，提高了实验操作能力，为今后的电子电路实验打下了良好的基础。
同时，也为我们将来在工程领域的
实际应用提供了宝贵的经验。
正弦信号发生器的设计与制作
1N4148
R2
RT14-0.25W-7.5KΩ D2
1N4148
R3
RT14-0.25W-5.1KΩ C
CBB-50V-0.01μF
RP1
10 KΩ
运放
LM324
• 2）制作与调试 • 按照电路原理图完成焊接。
• 工作电压取5V，输出端接示波器。首先调反馈电阻Rf， 使电路起振，且波形失真最小。如果波形失真较大，可 减小R3的值。如果正负半周幅度相差较大，可另换一只D 1或D2，直至幅度基本相等为止。
Af 1 R f R1 3 即
R f R1 2
输出频率为：
fo
Hale Waihona Puke 12R 'C
其中
R' RP2 R
文氏电桥正弦信号发生器的制作与调试
• 1）材料清单
•
本电路的材料清单
元件名称 型号及参数
元件名称
型号及参数
R
RJ14-0.25W-7.5KΩ RP2
10KΩ双联电位器
R1
RT14-0.25W-8.2KΩ D1
文氏电桥正弦信号发生器的设计
• 下面设计一个fo=1000~2000HZ可调的正弦波信号 发生器。要求振幅基本稳定，波形正负半周基本 对称，无明显失真。
• 图中R，RP2，C组成串、并联网路形成正反馈支路， 决定了振荡频率；R1，R2，R3，RP1和D1，D2形成 负反馈支路，由它们决定起振的幅值条件和振荡波 形的失真程度，其中D1，D2起稳幅作用。根据模拟 电路的有关知识，该电路的起振条件为：
。• 在得到基本不失真的正弦波后，可用示波器或频率计测
量其频率。如频率偏差较多，可调整R或C的值。为方便 调整，最好固定电容器的值而改变电阻的值，应多备一 些电阻供选择。
可调相位的正弦信号发生器原理
可调相位的正弦信号发生器原理正弦信号在电子领域中有着广泛的应用，可调相位的正弦信号发生器是一种能够产生可调节相位的正弦信号的电路或设备。
它在通信、测量、音频处理等领域中发挥着重要作用。
本文将介绍可调相位的正弦信号发生器的原理和工作方式。
一、可调相位的正弦信号发生器的基本原理可调相位的正弦信号发生器的基本原理是利用相位调制技术，通过改变信号的相位来实现相位的调节。
相位调制是一种将信号的相位进行调整的技术，通过改变信号的相位可以改变信号的波形和频谱特性。
在可调相位的正弦信号发生器中，通常使用电压控制振荡器（VCO）来产生正弦信号，并通过控制电压来调节信号的相位。
二、可调相位的正弦信号发生器的工作方式可调相位的正弦信号发生器的工作方式通常分为两个步骤：产生基准信号和调节相位。
1. 产生基准信号：可调相位的正弦信号发生器通常使用VCO来产生基准信号。
VCO是一种电路或器件，可以根据输入的控制电压来产生相应频率的正弦信号。
当输入的控制电压变化时，VCO的输出频率也会相应改变。
基准信号一般为固定频率的正弦波信号。
2. 调节相位：通过改变VCO的控制电压来调节信号的相位。
控制电压的改变会引起VCO输出信号相位的变化，从而实现对信号相位的调节。
通常使用电压控制电路来控制VCO的控制电压，通过改变电压控制电路的控制电压，可以实现对信号相位的精确调节。
三、可调相位的正弦信号发生器的应用可调相位的正弦信号发生器在许多领域中都有着广泛的应用。
1. 通信领域：可调相位的正弦信号发生器可以用于调制解调器、调频广播、调幅广播等通信设备中。
通过调节信号的相位，可以实现信号的频谱扩展、相位编码和解码等功能。
2. 测量领域：可调相位的正弦信号发生器可以用于频率响应测试、相位测量、相位校准等测量应用中。
通过调节信号的相位，可以实现对被测系统的频率响应和相位特性进行测试和校准。
3. 音频处理领域：可调相位的正弦信号发生器可以用于音频信号的合成、变调、混音等应用中。
基于DSP的正弦信号发生器
基于DSP的正弦信号发生器1.正弦信号在各种科学和工程领域中广泛应用，如通信系统、音频处理、医学诊断等。
因此，制作一个能够生成正弦信号的设备是非常必要的。
传统的方法是使用模拟电路，但这种方法需要用到很多电子元器件，难以控制和调整。
同时，传统的模拟电路还容易受到电磁干扰、温度等环境因素的影响，导致输出的信号失真。
因此，数字信号处理（DSP）技术逐渐成为生成正弦波信号的常见方法，能够实现高精度、低失真的输出。
2. 设计概述本文介绍一种基于DSP的正弦信号发生器的设计。
该设计采用TMS320C5505数字信号处理芯片和信号解调电路，通过软件和硬件设计，实现了一个高精度、低失真的正弦信号发生器。
2.1 硬件设计本设计采用了TMS320C5505数字信号处理器集成电路作为主控芯片。
该芯片具有低功耗、高性能、灵活性和易于开发等优点。
除此之外，还需要电源模块、时钟模块、信号解调模块等。
2.2 软件设计本设计采用了C语言进行程序设计。
使用Code Composer Studio作为开发环境，将程序编译后烧录到芯片中。
代码的主要实现过程为：1.生成一个只包含一周期正弦波形的信号2.将该信号送入DA（Digital to Analog）转换器，使其变为模拟信号3.经过信号解调器后输出到外部接口信号的生成采用的是Taylor级数展开，可以实现高精度的波形生成。
信号解调电路主要是由低通滤波器、防干扰电路和放大电路等模块组成。
3. 实验结果经过实验测试，本设计输出的正弦波信号的频率可以在0~10kHz范围内任意设定。
信号的失真率小于0.1%。
同时，本设计还支持正弦波的相位调节和幅度调节等功能。
通过外部的控制，可以实现信号的精准控制和调节。
4.本文介绍了一种基于DSP的正弦信号发生器的设计，通过使用数字信号处理技术，实现了高精度、低失真的正弦波信号的生成。
该设计具有灵活性和可扩展性，可以为各种科学和工程领域提供高精度的正弦信号源。
正弦信号发生器
应用领域
通信领域
用于调制解调、无线通信等，提供稳定的载波信 号。
音频领域
用于音频设备测试、音响系统调校等，提供纯净 的正弦波信号。
科学实验
用于各种物理、化学、生物实验中，模拟各种波 形信号。
重要性
稳定性高
正弦信号发生器产生的信号稳定度高，频率、幅度等参数可精确 控制。
应用广泛
正弦信号发生器在各个领域都有广泛应用，为科学研究和技术开发 提供重要支持。
问题3
无法正常开机：解决方案 - 检查电源 连接和设备故障，如有需要请联系专 业维修人员。
问题4
输出不稳定：解决方案 - 重新启动设 备，检查连接线是否牢固，如问题持 续存在，可能需要校准设备。
05
正弦信号发生器的未来发展
技术发展趋势
数字化
正弦信号发生器将进一步向数字 化发展，实现更精确的信号控制
正弦信号发生器
• 正弦信号发生器概述 • 正弦信号发生器的种类 • 正弦信号发生器的性能指标 • 正弦信号发生器的使用方法 • 正弦信号发生器的未来发展
01
正弦信号发生器概述
定义与工作原理
定义
正弦信号发生器是一种能够产生 正弦波信号的电子设备。
工作原理
正弦信号发生器通过振荡电路产 生正弦波，并通过调节频率、幅 度等参数，输出所需信号。
数字信号发生器
数字信号发生器采用数字技术来产生正弦波，具 有较高的频率范围和精度。
数字信号发生器通常具有更好的稳定性和可靠性， 能够产生更高质量的信号。
数字信号发生器广泛应用于通信、雷达、电子战 和测试等领域。
合成信号发生器
1
合成信号发生器采用数字合成技术来产生正弦波， 具有非常高的频率范围和精度。
正弦波信号发生器的基本概念
平衡条件讨论
.Hale Waihona Puke Xf 正反馈网络 F·a. 相位平衡条件
一个振荡器，只在振荡频率f0时满足相位平衡条件。
在电路中应包含选频网络
.
.
Xid 放大环节 A· Xo
.
Xf 正反馈网络 F· b. 幅度平衡条件
若 ,则电路减幅振荡，最后停止振荡。
若 ，电路增幅振荡。
AF=1是维持等幅振荡的唯一条件
2．振荡的建立与稳定 A·F·=1只能维持振荡，但不能建立振荡。
正弦波信号发生器是按照自激振荡原理构成的 信号发生器常称为振荡器
1. 正弦波自激振荡的基本原理
.
.
Xid
放大环节 A· Xo
.
Xf 正反馈网络 F·
自激振荡原 理方框图
.
输入Xid
工作原理 放大环节 A·
. ..
输出Xo= AXid
. ..
反馈Xf=FXo
正反馈网络 F· 正反馈
如果X. f=X. id
可在输出端继续维持原有的输出信号
.
输入Xid
如果X. f=X. id
. ..
反馈Xf=FXo 由· 及
放大环节 A·
. ..
输出Xo= AXid
正反馈网络 F·
·.
. ··
··
知电路产生自激振荡的平衡条件为
··
式 ·· 中
· ·
上式可分解为 a. 幅度平衡条件
b. 相位平衡条件
.
.
Xid 放大环节 A· Xo
振荡电路的起振条件：
AF > 1
A·F·> 1
A·F·> 1 输出幅值越来越大，最后出现非线性失真。
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。
正弦信号发生器实验报告
正弦信号发生器实验报告引言本实验旨在设计并构建一个正弦信号发生器，用于产生具有特定频率和振幅的正弦波信号。
正弦信号在电子工程中具有广泛的应用，如通信系统、音频设备和信号处理等。
本实验将介绍设计思路、所需材料和步骤，以及实验结果和讨论。
设计思路为了设计一个正弦信号发生器，我们需要以下主要组件：1.振荡电路：产生正弦波信号的核心部分。
2.振幅调节电路：用于控制输出信号的振幅。
3.频率调节电路：用于控制输出信号的频率。
我们将使用基本的集成电路和电子元件来实现这些功能。
接下来，我们将逐步说明每个组件的设计和实现。
所需材料在开始实验之前，我们需要准备以下材料和工具：1.集成电路：例如操作放大器（Op-amp）。
2.电容器和电阻器：用于构建振荡电路和调节电路。
3.面包板：用于连接电子元件。
4.电源：为电路提供所需的电能。
5.示波器：用于测量信号的振幅和频率。
实验步骤1.第一步：振荡电路设计和构建–选择一个合适的振荡电路拓扑，如RC振荡电路。
–计算并选择所需的电容器和电阻器数值。
–使用面包板将电容器、电阻器和集成电路连接起来。
2.第二步：振幅调节电路设计和构建–选择一个合适的振幅调节电路拓扑，如非反相放大器。
–根据需要的振幅范围计算并选择所需的电阻器数值。
–使用面包板将电阻器和集成电路连接起来。
3.第三步：频率调节电路设计和构建–选择一个合适的频率调节电路拓扑，如电阻-电容调谐电路。
–根据需要的频率范围计算并选择所需的电容器和电阻器数值。
–使用面包板将电容器、电阻器和集成电路连接起来。
4.第四步：电源和示波器连接–将电源连接到电路以提供所需的电能。
–将示波器连接到电路以测量输出信号的振幅和频率。
5.第五步：实验验证和调试–打开电源，并使用示波器观察输出信号。
–调节振幅和频率调节电路，验证是否可以在所需范围内调节信号的振幅和频率。
实验结果和讨论经过实验验证和调试，我们成功设计和构建了一个正弦信号发生器。
该信号发生器能够在所需的频率范围内产生具有可调节振幅的正弦波信号。
正弦信号发生器原理
正弦信号发生器原理
正弦信号发生器主要由振荡电路、放大电路和输出电路三部分组成。
振荡电路是实现正弦信号的关键部分，通过在电路中引入反馈机制，产生自激振荡。
其中，通常采用的是RC振荡电路或LC振荡电路。
在RC振荡电路中，通过调节电容和电阻的数值，可以调整正弦信号的频率。
而在LC振荡电路中，则通过调节电感和电容的数值来控制频率。
振荡电路输出的信号较小，需要经过放大电路进行放大。
放大电路通常采用集成运算放大器（OP-AMP）作为基础组件，通过调整电阻、电容的数值和配置方式，可以进一步增大振荡电路输出的信号幅度。
最后，正弦信号经过输出电路进行整形，使其具有合适的输出特性。
输出电路中通常包括滤波电路，用来去除掉信号中的高频杂散成分，以及输出阻抗匹配电路，使其能够与外部设备连接。
总结起来，正弦信号发生器通过振荡电路产生基准信号，经过放大电路增大信号幅度，最后经过输出电路整形并输出。
通过调节振荡电路的参数，可以得到不同频率的正弦信号。
信号发生器的分类
信号发生器的分类信号发生器也称信号源，是用来产生振荡信号的一种仪器，为使用者提供需要的稳定、可信的参考信号，并且信号的特征参数完全可控。
所谓可控信号特征，主要是指输出信号的频率、幅度、波形、占空比、调制形式等参数都可以人为地控制设定。
信号发生器的分类1、正弦信号发生器正弦信号主要用于测量电路和系统的频率特性、非线性失真、增益及灵敏度等。
按频率覆盖范围分为低频信号发生器、高频信号发生器和微波信号发生器；按输出电平可调节范围和稳定度分为简易信号发生器（即信号源）、标准信号发生器（输出功率能准确地衰减到-100分贝毫瓦以下）和功率信号发生器（输出功率达数十毫瓦以上）；按频率改变的方式分为调谐式信号发生器、扫频式信号发生器、程控式信号发生器和频率合成式信号发生器等。
2、低频信号发生器包括音频（200～20000赫）和视频（1赫～10兆赫）范围的正弦波发生器。
主振级一般用RC式振荡器，也可用差频振荡器。
为便于测试系统的频率特性，要求输出幅频特性平和波形失真小。
3、高频信号发生器频率为100千赫～30兆赫的高频、30～300兆赫的甚高频信号发生器，一般采用LC调谐式振荡器，频率可由调谐电容器的度盘刻度读出，主要用途是测量各种接收机的技术指标，输出信号可用内部或外加的低频正弦信号调幅或调频，使输出载频电压能够衰减到1微伏以下，高频信号发生器的输出信号电平能准确读数，所加的调幅度或频偏也能用电表读出。
此外，仪器还有防止信号泄漏的良好屏蔽。
4、微波信号发生器从分米波直到毫米波波段的信号发生器，信号通常由带分布参数谐振腔的超高频三极管和反射速调管产生，但有逐渐被微波晶体管、场效应管和耿氏二极管等固体器件取代的趋势，仪器一般靠机械调谐腔体来改变频率，每台可覆盖一个倍频程左右，由腔体耦合出的信号功率一般可达10毫瓦以上，简易信号源只要求能加1000赫方波调幅，而标准信号发生器则能将输出基准电平调节到1毫瓦，再从后随衰减器读出信号电平的分贝毫瓦值；还必须有内部或外加矩形脉冲调幅，以便测试雷达等接收机。
信号发生器正弦波产生原理
信号发生器正弦波产生原理信号发生器是一种电子仪器，用于产生不同类型的电信号，其中正弦波是一种基本的信号类型。
正弦波产生器的工作原理涉及使用一些基本的电子元件和电路。
以下是正弦波产生器的一般工作原理：
1. 反馈电路：正弦波产生器通常使用反馈电路来维持振荡。
反馈是指将部分输出信号反馈到输入端，以维持连续的振荡。
2. 放大器：正弦波产生器中有一个放大器，它负责提供足够的增益，以确保反馈信号在电路中传播时能够保持足够的振荡幅度。
3. 相移网络：为了产生正弦波，信号发生器还需要一个相移网络，它在电路中引入一个90度的相移。
这可以通过电容和电感元件的组合来实现。
4. 频率设定：正弦波产生器通常允许用户设定输出信号的频率。
这可以通过在电路中使用可调的电容、电感或其他元件来实现。
5. 稳定性控制：为了保持输出信号的稳定性，正弦波产生器通常包含一些措施，如使用晶振或其他时钟源。
6. 反馈类型：有两种常见的反馈类型，即正反馈和负反馈。
正反馈使得输出信号在每个周期内增加，而负反馈使得输出信号受到一定程度的抑制。
7. 振荡条件：正弦波产生器的振荡条件是通过在电路中选择合适的元件值和配置来满足的。
振荡条件包括放大器增益、相移网络和反馈网络。
这只是正弦波产生器的一般工作原理，实际上有多种类型的正弦波产生器电路，包括基于集成电路的振荡器、RC振荡器、LC振荡器等。
每种电路都有其特定的应用和优缺点。
正弦波信号发生器制作
正弦波信号发生器制作一、原理及工作方式1.参照信号源：可以使用晶体振荡器作为参照信号源，晶体振荡器的频率非常稳定，精度高，可以提供准确的参照频率。
2.振荡器：振荡器可以根据参照信号源产生一个与之匹配的频率信号，一般使用的是集成电路中的RC振荡器或LC振荡器。
3.滤波器：在振荡器输出的信号中含有很多谐波成分，需要通过滤波器去掉非基波的频率成分，使输出信号更接近理想的正弦波。
4.放大器：滤波器输出的信号还需要一定的放大才能达到输出阻抗。
正弦波信号发生器的工作方式一般分为模拟和数字两种。
模拟方式主要是通过电路实现信号的生成和放大，传统的信号发生器属于这种方式。
数字方式则是采用数字电路和数字信号处理器来实现信号的生成，这种方式可以实现更高精度和更多功能的信号发生器。
二、制作过程下面是一种基于模拟方式的正弦波信号发生器的制作过程。
1.选择元件：根据所需的频率范围选择适当的振荡器和滤波器，通常可以选择集成电路中的RC振荡器和LC滤波器。
同时还需要选择一款合适的放大器来放大滤波器输出的信号。
2.连接电路：按照电路原理图将选定的元件连接起来，根据元件的引脚和功能进行正确的连线。
3.调试：连接完成后，对电路进行调试。
首先需要确认参照信号源是否正常工作，然后调节振荡器的频率，观察信号的变化。
接下来调整滤波器的频率，使输出信号更接近理想正弦波。
最后调整放大器的放大倍数，使输出信号达到所需的幅度。
三、功能扩展除了基本的频率、幅度和相位调节之外，正弦波信号发生器还可以通过增加其他功能模块来实现更多的功能。
比如：1.频率计：增加频率计模块，可以实时测量输出信号的频率。
2.相位偏移：增加相位调节模块，可以实现对输出信号的相位进行调整。
3.数字控制：使用数字信号处理器来实现对信号发生器的数字控制，可以通过软件界面实现更加便捷的操作和参数调节。
4.波形选择：增加多种波形输出的功能，可以输出正弦波、方波、三角波等多种波形，满足不同实验的需求。
制作一个正弦信号发生器的设计
制作一个正弦信号发生器的设计
一、正弦信号发生器的概念
正弦信号发生器是一种可以产生所需频率的正弦波信号的设备，可以
帮助开发者测量和分析频率特性，也可以用于相关系统的诊断。
正弦信号
发生器可以产生指定频率的正弦波形，以满足不同系统的需求。
它也可以
通过波形对比法进行精确的波形测量，用于分析电子系统特性。
（1）电路设计
正弦信号发生器的电路设计主要有两种：一种是基于模拟电路的设计，另一种是基于数字电路的设计。
（1）模拟电路
模拟电路设计采用的是电路模块，主要有振荡器、滤波器、缓冲器和
调制电路。
（a）振荡器
振荡器主要由振荡电路和调整元件组成，振荡器的作用是形成振荡的
正弦波，以满足信号发生器产生不同频率的要求。
（b）滤波器
滤波器的作用是滤除振荡器产生的额外噪声，以得到纯净的正弦信号。
（c）缓冲器
缓冲器的主要作用是将振荡器的正弦波输出，缓冲器的作用是减少信
号失真，使正弦波更加完美。
（d）调制电路
调制电路的作用是对信号发生器产生的正弦波进行调制，使其能够输出更加稳定的信号频率。
（2）数字电路
采用数字电路设计的正弦信号发生器。
制作一个正弦信号发生器的设计
★项目2：数字信号源
项目简述：设计制作一个正弦信号发生器。
（1）正弦波输出频率范围：1kHz～10MHz；
（2）具有频率设置功能，频率步进：100Hz；
（3）输出信号频率稳定度：优于10-2；
（4）输出电压幅度：1V到5V这间；
（5）失真度：用示波器观察时无明显失真。
（6）输出电压幅度：在频率范围内
50负载电阻上正弦信号输出电压的峰-峰值V opp=6V±1V；
（7）产生模拟幅度调制(AM)信号：在1MHz~10MHz范围内调制度m a可在30%～100%之间程控调节，步进量50%，正弦调制信号频率为1kHz，调制信号自行产生；
（8）产生模拟频率调制(FM)信号：在100kHz~10MHz频率范围内产生20kHz最大频偏，正弦调制信号频率为1kHz，调制信号自行产生；
（9）产生二进制PSK、ASK信号：在100kHz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；
开发时间：2007 开发人数：1
运行环境：windows xp、Quartus II
相关内容：（还未整体综合）
下面是调幅原理图：
下面是调频原理图：
下面是正弦信号发生器设计原理图：
下面是PSK设计原理图：。
正弦信号发生器的设计
正弦信号发生器的设计正弦信号是电子工程中非常常见的一种波形信号。
在很多应用场合中，为了满足一些特殊的输出要求，设计一个合适的正弦信号发生器是非常必要的。
本文将介绍如何设计一个简单的正弦信号发生器。
一、介绍正弦信号正弦信号是一种基本的周期信号，在数学和工程领域都有广泛的应用。
正弦信号的数学表达式为：y(t) = A*sin(ωt+φ)，其中A为振幅，ω为角频率，φ为相位差。
正弦信号具有周期性和连续性，可以描述很多物理和电子现象，如机械振动、电磁波等。
在电子工程领域中，正弦信号可以用于通讯系统、音频系统、数码系统等各个方面。
如果需要设计一个正弦波信号发生器，一些基本要素必须要考虑。
这些要素包括输出幅度、输出频率、工作电源和电路稳定性。
以下是正弦信号发生器的设计方案：1.输出幅度要设计一个正弦信号发生器，首先要确定所需要的输出幅度范围。
对于数字信号处理器（DSP）的输出，其输出幅度通常在±1.0之间。
如果需要更大的输出幅度，可以通过放大引脚信号或者使用外部放大器实现。
2.输出频率输出频率可以由外部时钟或者基准晶振决定。
如果想要实现可调节的输出频率，可以在电路中使用像50-100MHz这样的精准低噪声晶振。
可以根据应用需求选择不同的晶振和滤波器电路。
3.工作电源正弦波信号发生器的工作电源应该保证稳定性和可靠性。
在低频和中频应用中，标准稳压器可以提供足够的电源稳定性；在高频应用中，需要使用低噪声电源或者瞬态响应较好的电源来保证信号质量。
4.电路稳定性正弦波信号发生器的电路必须要保证稳定性。
这可以通过使用负反馈电路、保持简单电路结构和使用稳定的输出功率等方法来实现。
此外，振荡器的端部是一个有驱动能力的阻抗，因此需要使用与振荡器相匹配的驱动设计。
下面是一个简单的正弦波信号发生器电路图：在图中，U1是一个晶体管振荡器，C4和L2是功率扩大电路，R1和R2是反馈电路，C1和C2是用于稳定电路的滤波电容，C3则被用来过滤高频噪声。
正弦信号发生器
正弦信号发生器介绍正弦信号发生器是一种用于产生纯净的正弦信号的设备或软件。
正弦信号是一个周期性的波形，经常在电子、通信、音频以及其他许多领域中使用。
正弦信号发生器可以产生特定频率和幅度的正弦波，用于测试和调试电子设备，音频设备，以及其他需要正弦信号源的应用。
功能正弦信号发生器具有以下主要功能：1. 频率调节正弦信号发生器允许用户调节输出信号的频率。
用户可以选择特定的频率，例如100Hz，1kHz，10kHz等，或者在一定范围内连续调节频率。
2. 幅度调节正弦信号发生器允许用户调节输出信号的幅度。
用户可以选择特定的幅度，例如0.1V、1V、10V等，或者在一定范围内连续调节幅度。
3. 波形形状选择正弦信号发生器经常支持多种波形形状的选择，例如正弦波、方波、三角波、锯齿波等。
用户可以根据需要选择所需的波形形状。
4. 相位调节某些正弦信号发生器还允许用户调节信号的相位。
相位是一个描述信号在一个周期内的偏移量的参数。
通过调整相位，用户可以改变信号的起始点。
5. 外部触发正弦信号发生器通常具有外部触发功能。
外部触发可以通过外部信号来触发信号的发生，例如输入一个电平、脉冲或其他触发信号来启动或同步信号发生。
6. 脉冲调制一些高级的正弦信号发生器还具有脉冲调制功能。
脉冲调制是一种将调制信号与一个高频率信号进行混合，从而产生包含调制信号信息的产生器。
应用领域正弦信号发生器在以下领域中得到广泛应用：1. 电子测试和测量正弦信号发生器是进行电子产品测试和测量的重要工具。
它们用于测试电子设备的响应、频率响应、信号传输等。
2. 音频和音视频设备调试在音频和音视频设备的生产和调试过程中，正弦信号发生器用于产生音频信号，以测试设备的音质、音频通路和信号处理电路。
3. 通信工程正弦信号发生器在通信工程中被广泛使用，用于模拟信号传输、测试调制解调器性能、通信系统故障诊断等。
4. 音频研究和音乐制作在音频研究和音乐制作领域，正弦信号发生器被用于合成和生成特定频率和幅度的声音。
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正弦信号发生器摘要本系统采用AT89S51单片机为核心，辅以必要的模拟，数字电路，构成了一个基于DDS技术的正弦波信号发生器。
该软件系统采用4*4键盘操作，以菜单形式进行显示，操作方便简单，软件增加了许多功能。
它通过启动DDS，把内存缓存区的数据读出送到DDS后输出相应的频率，并把数据转换为BCD码，通过液晶显示器进行显示。
该系统体积小、稳定度、精度极高，方便携带，适用于当代的尖端的通信系统和精密的高精度仪器以及高频无线传输系统等。
关键词：直接数字频率合成（DDS）、AD9851、VCOSinusoidal Wave Signal Generator[Abstract]By using the AT89S51 as its core and combining the necessary analog and digital circuits, a sinusoidal wave signal generator is built based on the DDS technology. The software utilized in the system can be operated with a 4X4 keyboard, displayed in a menu and hence makes the system easy to use. Through booting up the DDS, reading the data from the buffer of the memory and transmitting them to DDS modules, a relevant frequency output combining the BCD code generated at the same time can be obtained and displayed on a LCD screen. The system is suitable for using in modern communications systems and high accuracy instruments with the aid of its small size, portability, stability and high accuracy.一．方案比较与论证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，通过调整外部元件可改变输出频率，但采用模拟器件由于分散性太大，即使使用单片函数发生器，参数也揶揄外部元件有关，因而产生的频率稳定度较差，精度不高，抗干扰能力较低成本较高。
方案二：采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度的标准频率经过加减乘除的运算产生同样稳定度和精确度的大量离散频率的技术，它在一定程度上解决了既要频率稳定精确，又要频率在较大范围内可变的矛盾，但频率受VCO可变频率范围响，高低频率比不可能作得很高。
方案三：采用DDS，即直接数字频率合成，其原理方框图如图1所示，它以有别于其它频率合成方法的优越性能和特点成为现代频率合成技术中的佼佼者。
具体体现在相对带宽、频率转换时间短、频率分辨率高、输出相位连续、可产生宽带正交信号及其他多种调制信号、可编程和全数字化、控制灵活方便等方面，并具有极高的性价比,正因如此，我们采用方案三。
2．调幅电路方案一用模拟乘法器MC1496实现调制信号对载波信号的幅度调制，由于输出正弦波频率非常高，根据我们的调试，从1K到1MHZ 得出的波形是很好，但从1MHZ至10MHZ时由于输出幅度不够，波形明显失真。
方案二用增益可变运放AD603，其传输带宽高达90MHZ，完全可以满足输出信号频率的要求，因此，方案二是较理想的选择。
3．调频电路方案一：D/A控制此方案预先测试和计算好产生固定频率所需的控制电压，为方便控制将它量化存于ROM之中，在需要时利用单片机控制D/A转换即可完成，此方案设计的是一个开环的系统，他的稳定性不好，且频率步进无法做得很小。
方案二：压控振荡器压控振荡器的输出频率是随着输入电压的改变而改变的，鉴于此，如果用调制信号来控制压控振荡器的输入电压，即可实现调频。
这样显然简单而容易控制，且精度较高。
因此我们选择方案二。
4．显示模块方案一采用普通LED 显示，其优点是操作方便，但显示信息及功能少，且耗电量大。
方案二采用液晶（LCD）显示，界面形象清晰，内容丰富，可显示复杂字符，易于和单片机接口，且耗电少，故优先采用。
5．A/D转换模块方案一用8位A/D转换器ADC0809实现。
方案二用8位串行A/D转换器TLC549实现，ＴＬＣ５４９(ＴＬＣ５４８)是ＴＩ公司生产的一种低价位、高性能的８位Ａ／Ｄ转换器，它以８位开关电容逐次逼近的方法实现Ａ／Ｄ转换，其转换速度小于１７ｕｓ，它能方便地采用三线串行接口方式与各种微处理器连接，构成各种廉价的测控应用系统，且读写TLC549比读写ADC0809简单，故我们选择方案二。
二．系统硬件设计1．总体设计本系统采用51单片机作为核心，控制DDS芯片AD9851产生频率为1KHZ至10MHZ的正弦波系统框图如图1所示2．模块说明（1）用单片机控制AD9851产生频率为1K至10MHZ的正弦波，自动增益控制实现增益自动调节，当输出幅度过大或偏小时，单片机通过检波电路和A/D 采样调节增益大小。
放大级对已调信号进行幅度放大，然后输出至负载。
（2）检波电路对输出信号采样，经过A/D转换送给单片机处理。
（3）显示模块对输出信号动态显示（4）单片机控制压控振荡器产生频0率随调制信号变化的信号，并把已调信号送到AD9851，作为AD9851的时钟频率，从而实现对载波信号的调频。
（5）模数转换用8位串行A/DTLC549即可实现。
（6）二进制数字基带信号用单片机直接产生，这种方式简便，快捷，而且稳定度很好图13．理论分析与参数计算（1）正弦信号发生器DDS是产生高精度、快速变换频率、输出波形失真小的优先选用技术。
DDS 以稳定度高的参考时钟为参考源，通过精密的相位累加器和数字信号处理，通过高速D/A变换器产生所需的数字波形（通常是正弦波形），这个数字波经过一个模拟滤波器后，得到最终的模拟信号波形。
如图2所示，通过高速DAC产生数字正弦数字波形，通过带通滤波器后得到一个对应的模拟正弦波信号，最后该模拟正弦波与一门限进行比较得到方波时钟信号。
DDS系统一个显著的特点就是在数字处理器的控制下能够精确而快速地处理频率和相位。
除此之外，DDS 的固有特性还包括：相当好的频率和相位分辨率（频率的可控范围达μHz级，相位控制小于0.09°）,能够进行快速的信号变换（输出DAC的转换速率300百万次/秒）。
这些特性使DDS在军事雷达和通信系统中应用日益广泛。
本系统采用了美国模拟器件公司采用先进DDS直接数字频率合成技术生产的高集成度产品AD9851芯片。
AD9851是在AD9850的基础上，做了一些改进以后生成的具有新功能的DDS芯片。
AD9851相对于AD9850的内部结构，只是多了一个6倍参考时钟倍乘器，当系统时钟为180MHz时，在参考时钟输入端，只需输入30MHz的参考时钟即可。
如图4（AD9851内部结构）所示，AD9851是由数据输入寄存器、频率/相位寄存器、具有6倍参考时钟倍乘器的DDS芯片、10位的模/数转换器、内部高速比较器这几个部分组成。
其中具有6倍参考时钟倍乘器的DDS芯片是由32位相位累加器、正弦函数功能查找表、D/A变换器以及低通滤波器集成到一起。
这个高速DDS芯片时钟频率可达180MHz，输出频率可达70 MHz，分辨率为0.04Hz。
为了实现调频，DDS的基准信号源采用压控振荡器输出的30 M频率作为基准信号源由于AD9851是贴片式的体积非常小，引脚排列比较密，焊接时必须小心，还要防静电击穿，焊接不好就很容易把芯片给烧坏。
还有在使用中数据线、电源等接反或接错都很容易损坏芯片。
所以在AD9851外围采用了电源、输入、输出、数据线的保护电路。
为了不受外界干扰，添加了不少的滤波电路，显得整个电路更完美。
详细电路图如图2。
图2（2）压控振荡器MC1648有两种基本型VCO的压控特性，这里我们只采用其中一种第一种基本负阻集成LC VCO 电路如图3 示,它仅用一只变容二极管,并由芯片MC1648 外加谐振回路组成。
MC1648 为集成射极耦合振荡电路,具有负阻效应,输出MECL 电平。
图3其详细电路图如图4所示1OSC in2OSC out3Vp4Vcc5Do6GND7LD8F in9Clock10Data11LE12FC13Fr14Fp1516MB15011Vcc2NC3OUT4NC5AGC6NC7Vss8Vss9NC10BIAS11NC12TANK13NC14VccMC164812M30P0.1u0.01u1000p0.1u30P0.1u2.1K33K10K1K1K4K4K47k 100K+5VS8550+5VP.7P.6P.5+10u+1u+5v0.1u+47u图4（3）自动增益控制模块AD603 的原理框图[1 ]其原理图如图5 所示图5已调信号从1K至10MHZ变化，频带很宽，用一般的运放不能满足要求，AD603的频带宽度为0到90MHZ，完全能够满足要求，且为增益可变运放，由于频率高时信号衰减比较快，用AD603可实现对不同频率信号的放大倍数。
其电路他图6所示12348765AD603R1R2R5R7C1C2C4+C6VCCVCCVCCOUTPUTR7R8图6（5）正弦波调制信号采用NE555产生1KHZ的正弦波调制信号，电路如图7所示，其中AM和FM 都是用此电路产生调制信号图7（6）稳幅输出模块峰值检波器获得输出电压的幅值，经过A/D采样后就得到输出端当前电压的幅值，送回单片机与预设值相比就可以知道输出下降的情况，从而实现自动增益控制。
（7）显示模块显示电路是很重要的人机界面。
在显示电路中，我们没有选择普通的数码管显示，而是优先采用了能够显示复杂字符的5 ×7 点阵液晶显示器（1602）。
此显示界面分为上下两行：提示字符“请输入频率：”下一行为频率值显示与数码管相比，其优点是：功耗低，显示形象直观，人机界面友好。
控制部分：键盘输入经单片机处理后控制AD9851的频率输出，达到智能控制目的。
（8）按键电路采用4*4键盘，系统不停的对按键进行扫描，当有键按下时，即转去执行相应的程序。
（九）A/D转换模块其中1和3脚为参考电压，接电位器可以改变参考电压，2脚为模拟信号输入端，4脚为接地端，5脚为片选，低电平有效，故接地，6，7，8分别为数据输出端和时钟输入端及电源端。