信号发生器的设计仿真与PCB设计制作

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信号发生器设计(附仿真)

信号发生器设计(附仿真)

南昌大学实验报告学生姓名:学号:专业班级:实验类型:□验证□综合□设计□创新实验日期:实验成绩:信号发生器设计一、设计任务设计一信号发生器,能产生方波、三角波和正弦波并进行仿真。

二、设计要求基本性能指标:(1)频率范围100Hz~1kHz;(2)输出电压:方波U p-p≤24V,三角波Up-p=6V,正弦波U p-p>1V。

扩展性能指标:频率范围分段设置10Hz~100Hz, 100Hz~1kHz,1kHz~10kHz;波形特性方波t r<30u s(1kHz,最大输出时),三角波r△<2%,正弦波r~<5%。

三、设计方案信号发生器设计方案有多种,图1是先产生方波、三角波,再将三角波转换为正弦波的组成框图。

图1 信号发生器组成框图主要原理是:由迟滞比较器和积分器构成方波——三角波产生电路,三角波在经过差分放大器变换为正弦波。

方波——三角波产生基本电路和差分放大器电路分别如图2和图4所示。

图2所示,是由滞回比较器和积分器首尾相接形成的正反馈闭环系统,则比较器A1输出的方波经积分器A2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。

其工作原理如图3所示。

图2 方波和三角波产生电路图3 比较器传输特性和波形利用差分放大器的特点和传输特性,可以将频率较低的三角波变换为正弦波。

其基本工作原理如图5所示。

为了使输出波形更接近正弦波,设计时需注意:差分放大器的传输特性曲线越对称、线性区越窄越好;三角波的幅值V应接近晶体管的截止电压值。

m图4 三角波→正弦波变换电路图5 三角波→正弦波变换关系在图4中,RP1调节三角波的幅度,RP2调整电路的对称性,并联电阻RE2用来减小差分放大器的线性区。

C1、C2、C3为隔直电容,C4为滤波电容,以滤除谐波分量,改善输出波形。

波形发生器的性能指标:①输出波形种类:基本波形为正弦波、方波和三角波。

②频率范围:输出信号的频率范围一般分为若干波段,根据需要,可设置n个波段范围。

《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

《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,运用AD画图软件,设计并制作完成一简易函数信号发生器,要求能产生方波和三角波信号,且频率可调,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。

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。

电源变压器的作用是将电网220V的交流电压变成整流电路所需要的电压u。

因此,u 1=nui(n为变压器的变比)。

整流电路的作用是将交流电压u1变换成单方向脉动的直流U2。

整流电路主要有半波整流、全波整流方式。

以单相桥式整流电路为例,U2=0.9u1。

每只二极管所承受的最大反向电压URM =√2u1,平均电流I D(av)=12IR=0.45u1R对于RC滤波电路,C的选择应适应下式,即RC放电时间常数应该满足:RC=(3~5)T/2,T为50Hz交流电压的周期,即20ms。

2 硬件电路设计这是直流电源电路的原理图,由“降压——整流——滤波——稳压”这四个环节构成。

通过变压把电网 220V 的交流电压变成整流电路所需要的电压,4个二极管的作用是整流,电容起滤波的作用,再经过7812跟7912进行稳压,2个LED灯起指示作用。

这部分采用运放构成电压比较器出方波信号这部分采用运放构成积分器将方波变为三角波输出3 制作与调试过程根据要求画出实验电路的原理图,根据测量元器件来确定孔径的大小,元器件管脚间的距离以及元器件的大小,导入PCB后改好规则,布好局后连线,布局时要留出一定位置来放变压器,放置姓名学号,这样制版的第一步就做好了。

DDS信号发生器实验报告含原理图PCB和代码

DDS信号发生器实验报告含原理图PCB和代码

电子信息技术综合实训报告格式竞赛题名称:《DDS信号发生器的设计》队员名称:评阅人签名:2012年9月15日1、设计思路描述:本设计是一个以AT89C51单片机为核心基于DAC0832芯片的DDS信号发生器。

信号发生器采用数字波形合成技术,通过硬件电路和软件程序相结合,可输出正弦波和三角波,波形的转换可通过软件控制。

本设计通过按键选择波形,经过AT89C51单片机将数据输出到DAC0832,由数字信号转变为模拟信号,再通过运放器稳定地输出到示波器上。

原理框图如下:2、硬件电路图:DAC0832是采样频率为八位的D/A转换器件,芯片内有两级输入寄存器,使DAC0832具备双缓冲、单缓冲和直通三种输入方式,以便适于各种电路的需要(如要求多路D/A异步输入、同步转换等)。

D/A转换结果采用电流形式输出。

要是需要相应的模拟信号,可通过一个高输入阻抗的线性运算放大器实现这个供功能。

运放的反馈电阻可通过RFB端引用片内固有电阻,还可以外接。

该片逻辑输入满足TTL电压电平范围,可直接与TTL电路或微机电路相接。

下面是DAC0832引脚图和内部结构电路图DAC0832引脚功能说明:DI0~DI7:数据输入线,TLL电平。

ILE:数据锁存允许控制信号输入线,高电平有效。

CS:片选信号输入线,低电平有效。

WR1:为输入寄存器的写选通信号。

XFER:数据传送控制信号输入线,低电平有效。

WR2:为DAC寄存器写选通输入线。

Iout1:电流输出线。

当输入全为1时Iout1最大。

Iout2: 电流输出线。

其值与Iout1之和为一常数。

Rfb:反馈信号输入线,芯片内部有反馈电阻。

Vcc:电源输入线 (+5v~+15v)Vref:基准电压输入线 (-10v~+10v)AGND:模拟地,摸拟信号和基准电源的参考地。

DGND:数字地,两种地线在基准电源处共地比较好。

主控电路及数模转换电路分别如下:主控电路数模转换电路3软件流程图:4测试方法描述:运用proteus软件设计好电路图,将程序代码编译好以后载入proteus中的AT89C51芯片进行仿真。

一种简易信号发生器的设计与仿真

一种简易信号发生器的设计与仿真

收稿日期:2019-08-27基金项目:国家科技部中国-马其顿政府间科技合作项目;辽宁省教育厅项目(LZ2016006)作者简介:葛振澎(1999—),辽宁辽阳人,自动化专业在读本科生,曾获国家奖学金、校特等综合奖学金;通信作者:颜闽秀(1972—),女,福建仙游人,副教授,博士,研究方向:滑模控制,可再生能源建模与优化。

一种简易信号发生器的设计与仿真葛振澎,颜闽秀(沈阳化工大学信息工程学院,辽宁沈阳 110142)摘要:信号发生器是电子实验室最常见仪表之一,在工程和教学中有广泛应用。

本信号发生器以差动输入四运算放大器LM324为核心,主要运用模拟运算电路,可以产生正弦波、方波、三角波和单次脉冲信号。

设计的创新之处在于增加输出调整电路并整合单脉冲发生功能。

在Multisim14.0环境下进行仿真分析验证了设计方案的可行性。

这种信号发生器具有原理易懂、容易调试、成本低廉等优点,可作为高等院校电子技术教学、电子课程设计和电子创新大赛的参考电路。

关键词:信号发生器;集成运放;电子仿真;Multisim中图分类号:TN710.1;TM935 文献标识码:A 文章编号:1008-021X(2019)22-0150-04DesignandSimulationofSimpleSignalGeneratorGeZhenpeng,YanMinxiu(SchoolofInformationEngineering,ShenyangUniversityofChemicalTechnology,Shenyang 110142,China)Abstract:Signalgeneratorsareoneofthemostcommoninstrumentsinelectroniclaboratoriesandarewidelyusedinengineeringandteaching..WiththedifferentialinputquadoperationalamplifierLM324asthecore,asimplesignalgeneratorcapableofgeneratingsinewave,squarewave,trianglewaveandsinglepulseisdesignedbyusingthecombinationofanalogoperationcircuits..Theinnovationofthedesignistoincreasetheoutputadjustmentcircuitandintegratethesinglepulsegenerationfunction..SimulationanalysisintheMultisim14.0environmentverifiedthefeasibilityofthedesign..Thesignalgeneratorhastheadvantagesofeasytounderstand,easytodebug,lowcostandcanbeusedasareferencecircuitforelectronictechnologyteaching,electroniccoursedesignandelectronicinnovationcompetitionincollegesanduniversities.Keywords:signalgenerator;operationamplifier;electronicsimulation;Multisim 信号发生器又称信号源或振荡器,在生产实际和科技领域中有着广泛的应用。

基于Proteus多波形信号发生器的仿真设计

基于Proteus多波形信号发生器的仿真设计

基于Proteus多波形信号发生器的仿真设计Proteus是一款可模拟和设计电子电路的电子设计自动化软件。

在Proteus中,多波形信号发生器可以产生多种波形信号。

本文将介绍如何基于Proteus多波形信号发生器进行仿真设计。

1. Proteus多波形信号发生器的使用在Proteus选择“元件模式”,搜索“MULTIWAVE GENERATOR”可以找到多波形信号发生器。

将其拖到工作区中,双击打开“Edit Component Properties”(编辑元件属性)窗口。

该窗口包含了多种波形类型、频率、幅度等参数。

可以根据需要选择不同的波形类型、频率和幅度。

2. 基于Proteus多波形信号发生器的仿真设计本文以一个简单的LED闪烁电路为例进行仿真设计。

LED的正极连接到MCU的P0.0口,负极连接到地。

MCU的P0.0口跟多波形信号发生器连接,以此来产生高低电平。

步骤如下:1)选择元件在Proteus中选择元件,包括MCU、LED、多波形信号发生器等。

2)连线用连线工具将元件连接起来,形成电路。

3)设置多波形信号发生器双击多波形信号发生器,在“Edit Component Properties”窗口中设置波形类型、频率和幅度。

4)编写程序在MCU中编写LED闪烁程序。

为了简化程序,只需使用一个P0.0口来驱动LED。

程序如下:#include<reg51.h>void delay(int i);void main(){while(1){P0=0x01;delay(500);P0=0x00;delay(500);}}void delay(int i){int j,k;for(j=0;j<i;j++)for(k=0;k<125;k++);}5)进行仿真在Proteus中进行仿真。

仿真时可以看到LED的亮灭与多波形信号的高低电平一致。

可以通过修改多波形信号发生器的参数观察LED闪烁的变化。

基于LM324的信号发生器设计与仿真_王正勇

基于LM324的信号发生器设计与仿真_王正勇

调节一定范围的频率,而 这 三 范 围 有 交 叉,故 可 实 现 频
率连续可调。如 要 产 生 200 Hz~2kHz的 信 号,可 将 电容置为33nF,再同时 调 节 RV1 ,RV2 使 之 与 R1,R2 串 联的阻值在24kΩ~2.4kΩ 之间变化。 2.2 方 波 产 生 电 路
方 波 产 生 电 路 相 对 比 较 简 单,将 运 算 放 大 器
3 电 路 仿 真 与 测 试
在 Proteus中 绘 制 图 3~ 图 5 所 示 各 部 分 电 路, 三 部 分 电 路 按 照 图 1 所 示 关 系 连 接 ,再 将 各 部 分 电 路 的 输出端接虚拟 示 波 器,然 后 开 始 仿 真,即 可 观 察 到 图 6 所示的仿 真 波 形。Proteus中 原 理 图 的 绘 制 与 仿 真 见 文 献 [8]。 在 仿 真 过 程 中 ,有 几 个 问 题 需 要 注 意 :根 据 理
WANG Zheng-yong,WEN Guo-dian
(Chongqing College of Electronic Engineering,Chongqing 401331,China)
Abstract:Aiming at the school teaching experiment and amateur production test,using operational amplifier LM324as core device to design a simple low-frequency signal generator,which can generate common waveform.The circuit parameters are determined through calculation and analysis,the circuit is simulated based on Proteus,and the 20Hz -20KHz waveform are obtained through experiment and test.The signal generator circuit is simple,economic and practical.The frequency and amplitude of signal is adjustable,its waveform is stability and distortion degree is smaller.

信号发生器的设计(程序仿真电路图任务书说明书).doc

信号发生器的设计(程序仿真电路图任务书说明书).doc

信号发生器广泛应用于电子工程、通信工程、自动控制、遥测控制、测量仪器、仪表和计算机等技术领域。

采用集成运放和分立元件相结合的方式,利用迟滞比较器电路产生方波信号,以及充分利用差分电路进行电路转换,从而设计出一个能变换出三角波、正弦波、方波的简易信号发生器。

通过对电路分析,确定了元器件的参数,并利用仿真软件仿真电路的理想输出结果,克服Y设计低频信号发生器电路方面存在的技术难题,使得设计的低频信号发生器结构简单,实现方便。

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1KHZ〜10KHZ内的方波、三角波、正弦波。

关键词方波;正弦波;三角波;信号发生器 (I)第1章绪论 (1)第2章方案论证及系统框图 (2)2.1方案比较 (2)2.2系统框图 (3)第3章单元电路设计 (4)3.1方波一三角波产生电路 (4)3. 1. 1比较器电路 (4)3.1.2积分电路 (5)3.1.3参数计算与元件选择 (8)3.2三角波一正弦波产生电路 (9)3.2. 1差分放大器电路 (9)3.2.2参数计算与元件选择 (10)第4章仿真电路与调试 (12)4.1方波波形 (12)4.2三角波波形 (13)4.3正弦波波形 (13)4.4方波转换三角波 (14)4.5三角波转换正弦波 (14)总、*吉 (15)& 谗1 (16) (17)附录1整机原理图 (18)附录2元件明细表 (19)第1章绪论凡是产生测试信号的仪器,统称为信号源,也称为信号发生器,它用于产生被测电路所需特定参数的电测试信号。

信号源可以根据输出波形的不同,划分为正弦波信号发生器、矩形脉冲信号发生器、函数信号发生器和随机信号发生器等四大类。

正弦信号是使用最广泛的测试信号。

这是因为产生正弦信号的方法比较简单,而且用正弦信号测量比较方便。

正弦信号源又可以根据工作频率范围的不同划分为若干种。

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。

信号发生器设计附仿真

信号发生器设计附仿真

信号发生器设计附仿真首先,信号发生器的设计需要确定需要支持的频率范围和波形类型。

常见的波形类型包括正弦波、方波、三角波、锯齿波等。

频率范围通常是设计中最重要的要求之一,因为它决定了信号发生器的应用场景。

例如,对于通信领域的应用,一般需要支持的频率范围是几百兆赫兹到几千兆赫兹。

其次,信号发生器的设计需要考虑输出信号的失真情况。

在设计过程中,可以使用仿真工具模拟信号发生器的输入和输出。

通过调整信号发生器的电路参数和校准电路可以降低输出信号的失真程度。

常见的信号失真包括谐波失真、互调失真和相位失真等。

通过仿真可以预测和优化这些失真。

另外,信号发生器的设计还需要考虑频率稳定性和幅度稳定性。

频率稳定性指的是信号发生器在长时间运行过程中输出信号频率的变化情况。

幅度稳定性指的是信号发生器在长时间运行过程中输出信号幅度的变化情况。

这些稳定性指标对于很多应用场景是非常重要的,因为它们会影响信号发生器的性能。

在进行仿真之前,需要进行信号发生器电路的原理设计。

信号发生器电路通常包括振荡器、放大器和滤波器等组成部分。

振荡器是信号发生器最重要的部分,它能够产生所需的频率和波形。

放大器用于放大振荡器输出的信号,以达到所需的输出幅度。

滤波器用于滤除不需要的谐波和杂散信号。

一般来说,使用SPICE仿真工具进行信号发生器的电路仿真是比较常见的方法。

SPICE(Simulation Program with Integrated CircuitEmphasis)是一种用于电路仿真的软件工具,可以对电路进行电压、电流、功率等仿真分析。

在仿真中,可以根据设计的电路原理图建立电路模型,并设置相应的参数和初始条件。

通过仿真,可以获取信号发生器的输出特性,包括输出频率、波形、幅度、失真程度、稳定性等。

根据仿真结果,可以对电路设计进行优化和调整,以满足设计要求。

总之,信号发生器的设计附带仿真是一项非常重要的工作。

通过仿真可以提前预测和优化信号发生器的性能,并根据仿真结果对设计进行调整,从而确保最终的信号发生器能够满足设计要求。

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信号发生器的设计仿真与PCB设计制作
班级姓名学号
(一)信号发生器由以下几部分组成:
1、±12v稳压电源电路
2、方波产生电路
3、三角波产生电路
4、正弦波产生电路
5、总的信号输出电路
(二)设计任务和要求设计任务
1、用1N4007、LM781
2、LM7912设计出±12v稳压电源电路
2、用集成运算放大器设计出能产生方波、三角波、正弦波且频率和幅度可调的信号发生器。

3、设计电路原理图、电路印刷版图。

(三)要求
1、在给定的±12V直流电源电压条件下,使用运算放大器设计并制作一个函数信号发生器。

2、信号频率:1kHz~10kHz
3、输出电压:方波:Vp-p≤24V
三角波:Vp-p≤6V
正弦波:Vp-p>1V
4、方波:上升和下降时间:≤10ms
5、三角波失真度:≤2%
6、正弦波失真度:≤5%
(四)可选用器材
1、1N4007、LM781
2、LM7912
2、OP07、uM741、LM324、LM358
3、电阻、电位器、电容等元器件若干。

4、开关、接插件、接线端子。

(五)函数发生器电路组成及工作原理
函数信号发生器由波形产生电路、电源电路组成,如图1和图2所示。

波形产生电路可产生正弦波,方波和三角波,正弦波是由RC文氏电桥振荡器产生,振荡频率由双刀五位波段开关S1、S2(只用两位)接入不同倍频的电容进行粗调,频率细调用同轴双联电位器W1、W2调节。

D1、D2组成温服电路,W3可进行振荡幅度的调节和失真调整。

为保证能够起振,且减小波形失真,应使R4的阻值略大于R3的阻值的2倍。

方波使由正弦波经过零比较器产生。

方波的频率与正弦波相同,由公式f=1/2∏(W1+R1)C1决定,通过计算可知这个电路产生信号频率范围是150hz-50khz。

信号频率还可进行扩展,但随频率升高,正弦波幅度有所下降,方波发生失真。

三角波是有通用的方波-三角波电路产生,并未采用将方波通过积分的方法产生,因为产生的三角波失真较大。

三角波的频率由公式f=(R8+W5)/4R7(W6+R6)C5,信号的频率范围是280HZ-46KHZ.三种波形通过s3切换,由W4进行幅度调节,通过LM358组成的电压跟随器输出。

电源电路用于给运放供电,出于成本的考虑,其中的LM7805是为另一件产品数字频率计使用。

封装PCB图
调试:
电路板装配完毕检查无误后即可进行调试。

首先进行电源测试,插上电源,测量J2,J3的1,
3脚是否正负12V.若无,应检查7812.7912安装是否正确。

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