函数信号发生器课程设计报告书
电子技术课程设计实验报告--函数信号发生器
电子技术课程设计实验报告--函数信号发生器函数信号发生器一般用于产生基本的常用信号，如正弦波、三角波、方波等，用于生物、医学、通信、音频和模拟电路调试和测量等。
本文介绍了函数信号发生器的结构和特性，以及利用函数信号发生器实验的操作步骤，对这一实验作了详细介绍。
一、结构和特点函数信号发生器是一款多用途的信号发生器，它是由数字电子芯片和模拟元件组成的，具有输出波形数量多、偏差小、功耗低等特点，它的性能特性好，能产生不同波形信号，灵活多变，具有稳定可靠的输出。
二、实验步骤1、打开万用表，将探头连接输出接口，将万用表切换到 AC 档，设置 200mV 档，同时将频率表中频率调节到 10kHz；2、连接信号发生器，打开电源开关，调节波形类型选择按钮使之处于正弦波，将频率表中频率调节到 10kHz；3、调节占空比调节按钮，可将其调节到饱和状态，观察波形并绘图；4、将频率表中频率再次调节到 10kHz，占空比按钮设置为50%，在衰减平调中调节输出信号，观察波形并绘图；5、按此类推，可实现其他波形的输出，可视性观察波形变化，以此可以了解整体系统性质。
三、实验结果实验中，我用函数信号发生器分别调节了正弦波和相应占空比的三角波和方波，用万用表观察波形的变化，为验证系统的性能，我用万用表测量各调试波形的参数，如电压大小、频率和占空比，结果如下：1、测试的正弦波的频率为：10kHz；占空比为：50%；电压大小为：150mV；在本次实验中，我们通过调节函数信号发生器，成功地验证函数信号发生器能够输出基本的常用信号，如正弦波、三角波、方波等，并通过万用表对其调节参数进行测试，得出的结果与理论设计的基本一致，可以表明函数信号发生器的稳定性、可靠性良好，这证实了函数信号发生器的功能设计正确性及其使用的可行性。
信号发生器课程设计报告完整版
信号发生器课程设计报告HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】目录一、课题名称 (2)二、内容摘要 (2)三、设计目的 (2)四、设计内容及要求 (2)五、系统方案设计 (3)六、电路设计及原理分析 (4)七、电路仿真结果 (7)八、硬件设计及焊接测试 (8)九、故障的原因分析及解决方案 (11)十、课程设计总结及心得体会 (12)一、课题名称：函数信号发生器的设计二、内容摘要：函数信号发生器作为一种常用的信号源,是现代测试领域内应用最为广泛的通用仪器之一。
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，用其他仪器观察、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。
它可以产生多种波形信号,如正弦波,三角波,方波等,因而此次课程设计旨在运用模拟电子技术知识来制作一个能同时输出正弦波、方波、三角波的信号发生器。
三、设计目的：1、进一步掌握模拟电子技术知识的理论知识，培养工程设计能力和综合分析能力、解决问题的能力。
2、基本掌握常用电子电路的一般设计方法，提高电子电路的设计和实验能力。
3、学会运用Multisim仿真软件对所做出来的理论设计进行仿真测试，并能进一步解决出现的基本问题，不断完善设计。
4、掌握常用元器件的识别和测试，熟悉万用表等常用仪表，了解电路调试的基本方法，提高实际电路的分析操作能力。
5、在仿真结果的基础上，实现实际电路。
四、设计内容及要求：1、要求完成原理设计并通过Multisim软件仿真部分（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1KΩ。
（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1KΩ。
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。
函数信号发生器设计报告
函数信号发生器设计报告目录一、设计要求 .......................................................................................... - 2 -二、设计的作用、目的 .......................................................................... - 2 -三、性能指标 .......................................................................................... - 2 -四、设计方案的选择及论证 .................................................................. - 3 -五、函数发生器的具体方案 .................................................................. - 4 -1. 总的原理框图及总方案 ................................................................. - 4 -2.各组成部分的工作原理 ................................................................... - 5 -2.1 方波发生电路 .......................................................................... - 5 -2.２三角波发生电路 .................................................................... - 6 -2.３正弦波发生电路 .................................................................. - 7 -2.４方波---三角波转换电路的工作原理 ................................ - 10 -2.５三角波—正弦波转换电路工作原理 .................................. - 13 -3. 总电路图 ....................................................................................... - 15 -六、实验结果分析 ................................................................................ - 16 -七、实验总结 ........................................................................................ - 17 -八、参考资料 ........................................................................................ - 18 -九、附录：元器件列表 ........................................................................ - 19 -函数信号发生器设计报告一、设计要求1. 用集成运放组成正弦波、方波和三角波发生器。
函数信号发生器课程设计报告
淮海工学院课程设计报告书课程名称：电子技术课程设计题目：函数信号发生器学院：电子工程学院学期： 2012-2013-2 专业班级：通信工程111 姓名：彭孟瑶学号： 2011120688函数信号发生器1.引言在人们认识自然、改造自然的过程中，经常需要对各种各样的电子信号进行测量，因而如何根据被测量电子信号的不同特征和测量要求，灵活、快速的被测电路提供所需要的已知信号(各种波形)，然后用其它仪表测量感兴趣的参数。
可见信号源在各种实验应用和实验测试处理中，它不是测量仪器，而是根据使用者的要求，作为激励源，仿真各种测试信号，提供给被测电路，以满足测量需要。
波形发生器就是信号源的一种，能够给被测电路提供所需要的波形，传统的波形发生器多采用模拟电子技术，由分立元件或模拟集成电路构成，其电路结构复杂，不能根据实际需要灵活扩展。
随着微电子技术的发展，运用单片机技术，通过巧妙的软件设计和简易的硬件电路，产生数字式的正弦波、方波、三角波、锯齿等幅值可调的信号。
与现有各类型波形发生器比较而言，产生的数字信号干扰小，输出稳定，可靠性高，特别是操作简单方便。
2.设计要求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进行设定，具体要求如下：输出信号的频率范围为1000~2000Hz，步进为50Hz。
要求输出信号无明显失真，特别是正弦波信号。
图1函数信号发生器方框图3.函数信号发生器的方案3.1 方案一由555定时器组成的多谐振荡器产生方波，然后由积分电路将方波转化为三角波，最后用低通滤波器将方波转化为正弦波。
图2 方波、三角波、正弦波、信号发生器的原理框图但这样的输出将造成负载的输出正弦波波形变形，因为负载的变动将拉动波形的崎变。
3.2方案二先通过RC正弦波振荡电路产生正弦波，再通过电压比较器产生方波，最后通过积分电路形成三角波。
图3 正弦波、方波、三角波信号发生器的原理框图此电路具有良好的正弦波和方波信号。
【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。
函数信号发生器课程设计报告
课程设计与实训报告——课程设计题目：设计和制作一函数信号发生器一、设计方案的选择1、方案一由文氏电桥产生正弦振荡，然后通过比较器得到方波，方波积分可得三角波。
这一方案为一开环电路，结构简单，产生的正弦波和方波的波形失真较小①。
但是对于三角波的产生则有一定的麻烦，因为题目要求有1000倍的频率覆盖系数，显然对于1000倍的频率变化会有积分时间dt的1000倍变化从而导致输出电压振幅的1000倍变化。
而这是电路所不希望的。
幅度稳定性难以达到要求。
而且通过仿真实验会发现积分器极易产生失调。
2、方案二利用ICL8038芯片构成8038集成函数发生器。
8038集成函数发生器是一种多用途的波形发生器，可以用来产生正弦波、方波、三角波和锯齿波，其振荡频率可通过外加的直流电压进行调节，所以是压控集成信号产生器。
由于外接电容C的充、放电电流由两个电流源控制，所以电容C两端电压u的变化与时间成线形关系，从而可以获得理想的三角波输出。
c8038电路中含有正弦波变换器，故可以直接将三角波变成正弦波输出。
另外还可以将三角波通过触发器变成方波输出。
该方案的特点是十分明显的：⑴线性良好、稳定性好；⑵频率易调，在几个数量级的频带范围内，可以方便地连续地改变频率，而且频率改变时，幅度恒定不变；⑶不存在如文氏电桥那样的过渡过程，接通电源后会立即产生稳定的波形；⑷三角波和方波在半周期内是时间的线性函数，易于变换其他波形。
综合上述分析，我们采用了第二种方案来产生信号。
二、函数发生器设计思路由ICL8038引脚图和功能表可以知道，使用ICL8038制作函数发生器，只需在外围搭建简单的电路，并且电路的组成不同可以实现不同的功能，如在4、5号脚上用分压式连接一个滑动变阻器，就可以实现对方波的脉宽、占空比的调节。
同样在7、8号脚上连接可变电阻就可以调节正弦波的频率，在1、12号脚上连接可变电阻可以对正弦波失真进行调节。
ICL8038供电电压，如采用单电源供电时，V+—GND的电压范围+10-+30V；采用双电源供电时，V+ —V-的电压可在±5-±15V内选取。
函数发生器 单片机课程设计报告书
目录1、课程设计概述 (2)2、课程设计题目和实现目标 (2)3、设计方案 (2)4、Proteus仿真原理图 (7)5、程序流程图 (7)6、程序代码 (8)7、调试总结 (16)8、设计心得体会 (16)9、参考文献 (16)1、课程设计概述函数发生器是一种多波形的信号源。
它可以产生正弦波、方波、三角波、锯齿波，甚至任意波形。
它的用途很广泛。
可以用于生产测试、仪器维修和实验室，还广泛使用在其它科技领域，如医学、教育、化学、通讯、地球物理学、工业控制、军事和宇航等。
本文是做基于单片机的信号发生器的设计，将采用编程的方法来实现三角波、锯齿波、矩形波、正弦波的发生。
根据设计的要求，对各种波形的频率和幅度进行程序的编写，并将所写程序装入单片机的程序存储器中。
在程序运行中，当接收到来自外界的命令，需要输出某种波形时再调用相应的中断服务子程序和波形发生程序，经电路的数/模转换器和运算放大器处理后，从信号发生器的输出端口输出。
本方案是基于AT89C51与PCF8591的单缓冲方式接口电路来设计。
单缓冲式接口电路具有过程简单，容易实现。
由于本设计运用汇编的编程语言，导致用独立式键盘来实现简单控制。
本方案所产生的信号频率稳定性高，精确度高。
而且在硬件方面它所选的元器件比较常见。
所以总的来说本方案的性价比高。
2、课程设计题目和实现目标题目：《函数发生器》要求：1、键盘输入产生三角波，正弦波，锯齿波，梯形波，任意波形(用示波器观察)2、频率可调3、幅值可调3、设计方案(1）主控电路AT89C52是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含8k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，功能强大的AT89C52单片机可为您提供许多较复杂系统控制应用场合。
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信号发生器
一、设计目的
1.进一步掌握模拟电子技术的理论知识，培养工程设计能力
和综合分析问题、解决问题的能力。
2.基本掌握常用电子电路的一般设计方法，提高电子电路的
设计和实验能力。
3.学会运用Multisim10仿真软件对所作出的理论设计进行
仿真测试，并能进一步完善设计。
4.掌握常用元器件的识别和测试，熟悉常用仪表，了解电路
调试的基本方法。
二、设计容与要求
1.设计、组装、调试函数信号发生器
2.输出波形：正弦波、三角波、方波
3.频率围：10Hz-10KHz围可调
4.输出电压：方波V PP<20V, 三角波V PP=6V, 正弦波V PP>1V
三、设计方案仿真结果
1.正弦波—矩形波—三角波电路
原理图：
首先产生正弦波，再由过零比较器产生方波，最后由积分电路产生三角波。
正弦波通过RC串并联振荡电路（文氏桥振荡电路）产生，利用集成运放工作在非线性区的特点，由最简单的过零比较器将正弦波转换为方波，然后将方波经过积分运算变换成三角波。
正弦—矩形波—三角波产生电路：
总电路中，R5用来使电路起振；R1和R7用来调节振荡的频率，R6、R9、R8分别用来调节正弦波、方波、三角波的幅值。
左边第一个运放与RC串并联电路产生正弦波，中间部分为过零比较器，用来输出方波，最好一个运放与电容组成积分电路，用来输出三角波。
仿真波形：
调频和调幅原理
调频原理：根据RC 振荡电路的频率计算公式
RC
f
o
π21
=
可知，只需改变R 或C 的值即可，本方案中采用两个可变电阻R1和R7同时调节来改变频率。
调幅原理：本方案选用了最简单有效的电阻分压的方式调幅，在输出端通过电阻接地，输出信号的幅值取决于电阻分得的电压多少。
其最大幅值为电路的输出电压峰值，最小值为0。
RC 串并联网络的频率特性可以表示为
)
1(311112
1
2
RC
RC j RC j R C j R RC
j R
f Z
Z Z
U
U F
ωωωωω-+=++++=+=
=
•
•
•
令,1
RC
o =ω则上式可简化为)
(
31
ω
ωωωO
O
j F -+
=
•
，以上频率特性可
分别用幅频特性和相频特性的表达式表示如下：
| F• |
)
(
3
1
2
2
ω
ω
ω
ωo
o
-
+
=
)
(
3
arctan
ω
ω
ω
ω
ϕ
o
o
F
-
-
=，
根据上式可以分别画出RC串并联网络的幅频特性和相频特性：
1.正弦波振荡电路的原理如下图a、b所示：
由上图得出正弦波振荡的条件为：
根据RC 串并联网络的选频特性及上述平衡条件容易得到RC 正弦波振荡电路的振荡频率为：
RC
f
o
π21
=
； 振荡的幅度平衡条件| F A •
•
|1=是表示振荡电路已达到稳幅振荡时的情况。
若要振荡电路能够自行起振，开始时必须满足1||>•
•
F A 的幅度条件。
已知当
f f
o =
时，
3
1
||=•
F ，由此可求得振荡电路的起振条件为： 3||
>•
u
A
同相比例运算电路输出电压与输入电压之间的比例系数为：
3R
1>'+
R F
（即 R F =2R ′） 电路原理分析：
在电路中 ,运放741和电阻 R3 , Rw , R4构成正常的负反馈放大电路,而R1 , C1 , R2 , C2 则构成 RC 串并联选频网络,同时又由该选频网络作为反馈网络形成正反馈环节,其 R1 , C2 上的反馈电压作为输入代替放大器的输入信号, D1 , D2 起稳幅作用。
选频特性分析：
采用参数扫描还可以对振荡频率进行分析. 同时改变选频网络的电阻 R1 , R2 (或同时改变 C1 , C2 ) ,即可改变振荡输出的频率，使得频率分别为300Hz 、1KHz 、10KHz ，输出幅值通过R W 可调。
起振过程分析：
根据起振条件| AF| > 1 ,选频网络的反馈系数 Fmax =1/ 3 ,只要负反馈放大器的放大倍数 A 大于 3 ,即 R W (接入电阻)与 R4的和略大于 R3 的两倍,就可产生正弦波振荡,
2. 矩形波电路
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R f 对电容C 正向充电。
反相输入端电位Un 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R f 对电容C 反向充电，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。
3. 三角波电路
三角波的产生是由积分电路实现的，积分电路将方波转换成三角波。
积分电路的原理图如下：
由于集成运放的反相输入端“虚地”，故u u C O -= ；又由于“虚
dt
u
u I
O RC
⎰
=
1
u I u I
断”，运放反相输入端的电流为零，则i
i C
I
=，故R
i
R
i
u C
I
I
=
=,由以上几个表达式可得积分电路输入电压和输出电压的关系为：
由于输入的是方波，所以的值为两个状态，当 >0时，t
u
u
RC
I
O
=，
输出波形以
RC
u I
的斜率上升，当u I<0时，输出波形以RC
u I
的斜率下降。
上升和下降的斜率相等所以波形对称，形成三角波。
原理图：
输出波形频率为：
一、安装调试步骤
电路用到的元件：741集成运放、稳压管、电位器、电容、三
极管、电阻、若干导线
1.焊接总电路图：
-12V
a)集成运放
741脚图：1.焊接电路板注意事项：
b)元件没有错焊、漏焊。
c)元器件摆放端正，焊接点圆滑。
d)工艺布局美观。
e)焊接牢固。
2．万用表检查记录表
差动放大器
二、总结收获体会
在这次设计、焊接过程中我对抽象的理论有了进一步的认识。
通过这次课程设计，我了解了常用元件的识别和测试；熟悉了常用的仪器仪表；了解了电路的连接、焊接方法；以及如何提高电路的性能等等。
虽然这次实验让我觉得有难度，但收获的确很多。
在这次实验中，总结了很多感触体会，我们不能盲目的图快，一定要在心底有个具体的谱然后下手去焊接，这样能让我们少走弯路，更加节省时间。
在实验过程中，我也遇到了不少的问题，如波形失真，电路板测试时甚至不出波形这样的问题。
在老师和同学的帮助下，自己的总结思索下，把问题一一解决。
实验中暴露出我们在理论学习中所存在的问题，有些理论知识还处于懵懂状态，这次实验让我对过去未理解的很多知识有了明了的认识。
这次课程设计让我体会到了在接好电路后测试出波形的喜悦与如重释负的轻松。
这次课程设计让我意识到运用所学的知识去解决实际的问题的重要性，我们学理工科的同学应更多的锻炼提高我们的动手能力。
还有感我们的团队,他们努力付出以及对我的各种帮助.
三、参考文献
电子技术基础--模拟部分（第五版）康华光..高等教育
线路设计.实验.测试自美华中科技大学
四、仪表清单
设计图所用仪器及器件
1.直流稳压电源 1台
2．双踪示波器 2台
3.万用表 1台
4.运放741 2片
. . . .
5.电位器 4只（2只50k，1只100k，1
只 100Ω）
6.电容 3只470uf、2只0.1uf
7.三极管9013 4只
. . . . .。