模电函数信号发生器实验报告
函数信号发生器实验报告
北京邮电大学电子电路综合设计实验实验报告实验题目：函数信号发生器的设计院系：电子工程学院班级：2014211212姓名：李瑞平学号：2014211104班内序号：07一、课题名称：函数信号发生器的设计二、摘要：采用运算放大器组成的积分电路产生比较理想的方波-三角波，根据所需振荡频率和对方波前后沿陡度、方波和三角波幅度的要求，选择运放、稳压管、限流电阻和电容。
三角波-正弦波转换电路利用差分放大器传输特性曲线的非线性实现，选取合适的滑动变阻器来调节三角波的幅度和电路的对称性，同时利用隔直电容、滤波电容来改善输出正弦波的波形。
关键词：方波三角波正弦波频率可调幅度三、设计任务要求：1．基本要求：设计制作一个方波-三角波-正弦波信号发生器，供电电源为±12V。
1）输出频率能在1KHZ~10KHZ范围内连续可调；2）方波输出电压V opp=12V(误差<20%)，上升、下降沿小于10μs；3）三角波输出信号电压V opp=8V(误差<20%)；4）正弦波信号输出电压V opp≥1V，无明显失真。
2．提高要求：1）三种波形输出峰峰值V opp均在1~10V范围内连续可调；2）将输出方波改为占空比可调的矩形波，占空比可调范围30%~70%四、设计思路1. 结构框图实验设计函数发生器实现方波、三角波和正弦波的输出，其可采用电路图有多种。
此次实验采用迟滞比较器生成方波，RC积分器生成三角波，差分放大器生成正弦波。
除保证良好波形输出外，还须实现频率、幅度、占空比的调节，即须在基本电路基础上进行改良。
由比较器与积分器组成的方波三角波发生器，比较器输出的方波信号经积分器生成三角波，再经由差分放大器生成正弦波信号。
其中方波三角波生成电路为基本电路，添加电位器调节使其频率幅度改变；正弦波生成电路采用差分放大器，第一个电路是由比较器和积分器组成方波—三角波产生电路。
单限比较器输出的方波经积分器得到三角波；第二个电路是由差分放大器组成的三角波—正弦波变换电路。
电路实验报告 函数信号发生器
电子电路综合设计实验实验一函数信号发生器的设计与调测班级: 2009211108**: ***学号: ********小班序号: 26课题名称函数信号发生器的设计与实现一、摘要函数信号发生器是一种为电子测量提供符合一定要求的电信号的仪器, 可产生不同波形、频率和幅度的信号。
在测试、研究或调整电子电路及设备时, 为测定电路的一些电参量,用信号发生器来模拟在实际工作中使用的待测设备的激励信号。
信号发生器可按照产生信号产生的波形特征来划分：音频信号源、函数信号源、功率函数发生器、脉冲信号源、任意函数发生器、任意波形发生器。
信号发生器用途广泛, 有多种测试和校准功能。
本实验设计的函数信号发生器可产生方波、三角波和正弦波这三种波形, 其输出频率可在1KHz至10KHz范围内连续可调。
三种波形的幅值及方波的占空比均在一定范围内可调。
报告将详细介绍设计思路和与所选用元件的参数的设计依据和方法。
二、关键词函数信号发生器迟滞电压比较器积分器差分放大电路波形变换三、设计任务要求:1、（1）基本要求:2、设计一个可输出正弦波、三角波和方波信号的函数信号发生器。
3、输出频率能在1-10KHZ范围内连续可调, 无明显是真；4、方波输出电压Uopp≥12V, 上升, 下降沿小于10us, 占空比可调范围30%-70%；5、三角波输出电压Uopp≥8V；6、正弦波输出电压Uopp≥1V；设计该电源的电源电路（不要求实际搭建）, 用PROTEL软件绘制完整的电路原理图（SCH）。
（2）提高要求:1.三种输出波形的峰峰值Uopp均在1V-10V范围内连续可调。
2.三种输出波形的输出阻抗小于100Ω。
3.用PROTEL软件绘制完整的印制电路板图（PCB）。
（3）探究环节:1.显示出当前输入信号的种类、大小和频率（实验演示或详细设计方案）。
2.提供其他函数信号发生器的设计方案（通过仿真或实验结果加以证明）。
四、设计思路和总体结构框图（1）原理电路的选择及总体思路:根据本实验的要求, 用两大模块实现发生器的设计。
函数信号发生器实验报告.
函数信号发生器实验报告.一、实验目的本实验的主要目的是学习如何使用函数信号发生器和使用示波器观察信号波形，了解不同的信号波形及其特性，并探究不同信号波形在电路中的应用。
二、实验原理函数信号发生器是一种可以产生各种不同频率、不同幅度、不同波形的信号的仪器。
在实验中，我们将使用 Agilent 33220A 函数信号发生器，它可以产生多种基本波形，如正弦波、方波、三角波、锯齿波等。
函数信号发生器具有很高的稳定性和精确性，可根据需要输出不同范围的信号。
示波器是一种常用的检测和观测电路中信号波形的仪器，被广泛应用于电子学、通信、计算机和电力等行业。
在实验中，我们将使用 Tektronix TDS2002C 示波器，它可以显示多通道、多频道、高频率的波形，并提供多种触发方式，可用于观测电路中的信号波形。
三、实验过程1. 准备工作（1）开启函数信号发生器和示波器，并进行必要的预热。
等待信号稳定后，将函数信号发生器和示波器的输出连接线分别连接到实验电路对应的输入端口上。
（2）将实验电路按照实验要求搭建、联接好。
（3）调节示波器的电压、触发和标尺等参数，以方便观测信号波形。
（4）在函数信号发生器上选择需要输出的信号波形，设置频率、幅度等参数，并调节输出电平，以符合实验要求。
2. 实验操作本实验中我们将根据实验要求进行多种不同信号波形的输出和观测，具体实验步骤如下：（1）正弦波信号发生器实验a) 在函数信号发生器上选择正弦波信号波形，并设置频率为 5kHz，幅度为 5V。
b) 将输出信号连接到电路输入端口上，并将示波器调节到 AC 界面，调节触发方式为边沿触发，并设置触发电压符合需要观测的信号波形。
c) 观测信号波形，并记录波形主要特征。
4. 结果分析通过观测示波器中显示的正弦波形，我们可以看出正弦波具有周期性好、连续性强、波形圆润等特点。
因此，正弦波信号被广泛应用于各种电子电路中，如音频放大、翻译、计算机图像显示、调制解调等方面。
模电实验报告
实验报告总结：多功能函数发生器1.课题名称多功能函数发生器之能产生矩形波和三角波的模拟电路2.内容摘要本实验设计的函数信号发生器可产生方波和三角波这两种波形，其输出频率可在1KHz至10KHz范围内连续可调。
两种波形的幅值及方波的占空比均在一定范围内可调。
报告将详细介绍设计思路和与所选用元件的参数的设计依据和方法函数信号发生器是一种为电子测量提供符合一定要求的电信号的仪器，可产生不同波形、频率和幅度的信号。
在测试、研究或调整电子电路及设备时，为测定电路的一些电参量,用信号发生器来模拟在实际工作中使用的待测设备的激励信号。
信号发生器可按照产生信号产生的波形特征划分为音频信号源、函数信号源、功率函数发生器、脉冲信号源、任意函数发生器、任意波形发生器。
信号发生器用途广泛，有多种测试和校准功能。
3.设计内容及要求（1）设计、安装、调试一个能产生方波和三角波的电路，要求波形的频率在一定范围内可调，矩形占空比在一定范围内可调。
（2）用数码管显示波形频率；（3）用中小规模集成电路（双列直插式）组件和部分分立元件实现所选定的电路；（4）在计算机上用仿真软件进行仿真优化；（5）搭建电路、调试，测试。
（6）写出设计总结报告。
4.比较和选定设计的系统方案，画出系统框图。
系统简要框图：5.单元电路设计、参数计算和元器件选择说明模电和数电中，能产生方波信号的电路很多。
比如由运算放大器组成的滞回比较器、门电路或555定时器组成的多谐振荡电路。
而方波信号经积分电路就可以方便的形成三角波或锯齿波信号。
一个典型的电路是由两个运算放大器构成的方波-三角波发生器。
方案一：方案二：6.画出完整的电路图，并说明电路的工作原理该电路图前半部分为滞回比较器，滞回比较器可产生方波；后半部分为积分电路，可将矩形波变化为三角波。
可以通过调节滑动变阻器R3和R6来改变占空比和频率。
7.组装调试的内容。
①使用的主要仪器和仪表直流稳压电源 1台示波器 1台万用表 1台集成电路：运算放大器、计数器、寄存器、门电路、555定时器若干二极管、稳压管、电位器、电阻器、电容器若干②调试电路的方法和技巧使用直流稳压电源输出正负15V 电压，CH1和CH2采用串联的方式，CH2的正极输出+15V,CH1的负极输出-15V ，分别接至运放的正负极，而CH2的负极（或CH1的正极）接地。
北邮模电实验报告函数发生器
北京邮电大学课程实验报告课程名称：电子测量与电子电路设计题目：函数信号发生器院系：电子工程学院电子科学与技术专业班级： 2013211209学生姓名: 刘博闻学号: 2013211049 指导教师:高惠平摘要函数信号发生器广泛地应用于各大院校和科研场所。
随着科技的进步，社会的发展，单一的函数信号发生器已经不能满足人们的需求，本实验设计的正是多种波形发生器。
本实验由两个电路组成，方波—三角波发生电路和三角波—正弦波变换电路。
方波—三角波发生电路由自激的单线比较器产生方波，通过RC积分电路产生三角波，在经过差分电路可实现三角波—正弦波的变换。
本电路振荡频率和幅度用电位器调节，输出方波幅度的大小由稳压管的稳压值决定；而正弦波幅度和电路的对称性也分别由两个电位器调节，以实现良好的正弦波输出图形。
它的制作成本不高，电路简单，使用方便，有效的节省了人力，物力资源，具有实际的应用价值。
关键词：三角波方波正弦波幅度调节频率调节目录设计要求 (1)1．前言 (1)2．方波、三角波、正弦波发生器方案 (1)2.1原理框图 (1)2.2 系统组成框图 (2)3．各组成部分的工作原理 (2)3.1 方波-三角波产生电路的工作原理 (2)3.2 三角波-正弦波转换电路的工作原理 (4)3.3 总电路图 (6)4.用Mutisim电路仿真 (7)4.1方波—三角波电路的仿真 (7)4.2方波—正弦波电路的仿真 (8)5电路的实验结果及分析 (9)5.1方波波形产生电路的实验结果 (9)5.2 方波---三角波转换电路的实验结果 (10)5.3正弦波发生电路的实验结果 (11)5.4实验结果分析 (12)6．实验总结 (12)7．仪器仪表清单 (13)7.1所用仪器及元器件： (13)7.2仪器清单表 (13)8．参考文献 (16)9.致谢 (166)方波—三角波—正弦波函数信号发生器设计要求1.设计制作一个可输出方波、三角波、正弦波信号的函数信号发生器。
模电实验4(简易函数信号发生器电路的研究)
3．通过实验了解函数信号发生器的调整和主要 性能指标的测试方法。
电子基础教学实验中心
目录
二 、实验原理
1．函数信号产生方案
模拟电子技术基础
对于函数信号产生电路，一般有多种实现方案， 如模拟电路实现方案、数字电路实现方案(如DDS方 式)、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。
V0
10 K
A
R1
15K
R2 15K
C1
0.01 F
C2 0.01F
图6.2 R C桥式正弦振荡电路
目录
模拟电子技术基础
调整电阻RW （即改变
了反馈R f ），使电路起振，
且波形失真最小。如不能起
D2
振，则说明负反馈太强，应
D1 RW 50K
适当加大R f ，如波形失真
R3
严重，则应适当减少R f。
电子基础教学实验中心
目录
模拟电子技术基础
模拟电路的实现方案：是指全部采用模拟电路的方式，
以实现信号产生电路的所有功能，本实验的函数信号产生电 路采用全模拟电路的实现方案。
对于波形产生电路的模拟电路的实现方案，也有几种电 路方式可供选择。本实验选用最常用的，线路比较简单的电 路加以分析。如用正弦波发生器产生正弦波信号，然后用过 零比较器产生方波，再经过积分电路产生三角波，其电路框 图如图6.1所示。
R3、RW及R4组成负反馈 网络，调节RW可改变负反馈 的反馈系数，从而调节放大 电路的电压增益，使电压增 益满足振荡的幅度条件。
函数信号发生器实验报告
函数信号发生器实验报告函数信号发生器实验报告引言函数信号发生器是一种广泛应用于电子实验室中的仪器设备，用于产生各种形式的电信号。
本实验旨在通过对函数信号发生器的使用和实验验证，进一步了解信号发生器的原理和应用。
一、实验目的本实验的主要目的是：1. 熟悉函数信号发生器的基本操作；2. 掌握函数信号发生器产生不同形式信号的方法；3. 通过实验验证信号发生器的输出特性。
二、实验原理函数信号发生器是一种能够产生各种形式信号的仪器，其基本原理是通过内部电路将直流电压转换为不同形式的交流信号。
常见的信号形式包括正弦波、方波、三角波等。
三、实验步骤1. 打开函数信号发生器的电源，并将输出连接到示波器的输入端。
2. 调节函数信号发生器的频率、幅度和偏置等参数，观察示波器上的波形变化。
3. 逐步调节函数信号发生器的参数，产生不同形式的信号，并记录下相应的参数设置和观察结果。
4. 将函数信号发生器的输出连接到其他电路中，观察信号在不同电路中的响应情况。
四、实验结果与分析在实验过程中，我们通过调节函数信号发生器的频率、幅度和偏置等参数，成功产生了正弦波、方波和三角波等不同形式的信号。
通过示波器观察到的波形，我们可以看出不同形式的信号在频率和振幅上的差异。
在进一步的实验中，我们将函数信号发生器的输出连接到其他电路中，例如放大电路和滤波电路。
观察到信号在不同电路中的响应情况，我们可以了解到信号发生器在实际应用中的作用和效果。
五、实验总结通过本次实验，我们对函数信号发生器的基本操作和原理有了更深入的了解。
我们学会了如何通过调节函数信号发生器的参数来产生不同形式的信号，并通过连接到其他电路中观察信号的响应情况。
在实验过程中，我们也遇到了一些问题和困难，例如在调节参数时需要注意避免过大的幅度和频率，以免对电路和仪器造成损坏。
此外，我们还需要注意信号发生器的精度和稳定性，以保证实验结果的准确性。
通过本次实验，我们进一步认识到函数信号发生器在电子实验中的重要性和广泛应用。
模电实训报告函数发生器
一、实训背景函数发生器是模拟电子技术中的重要组成部分，它可以将输入信号转换为所需的波形输出。
在通信、音频、视频等领域有着广泛的应用。
本次实训旨在通过设计和制作一个简易的函数发生器，加深对模拟电子技术中相关原理和电路设计的理解，提高动手实践能力。
二、实训目的1. 理解函数发生器的基本原理和电路结构；2. 掌握常见波形（正弦波、三角波、方波）的产生方法；3. 熟悉电路元件参数的选择和调试；4. 提高动手实践能力，培养团队协作精神。
三、实训内容1. 理论学习首先，我们学习了函数发生器的基本原理，了解了正弦波、三角波、方波的产生方法。
正弦波的产生可以通过RC振荡电路实现，三角波和方波的产生可以通过RC积分电路和RC微分电路结合实现。
2. 电路设计根据实训要求，我们选择设计一个简易的函数发生器，可以产生正弦波、三角波和方波。
电路设计如下：（1）正弦波发生器：采用RC振荡电路，通过调整电路元件参数，使电路产生稳定的正弦波。
（2）三角波发生器：采用RC积分电路和RC微分电路结合，通过调整电路元件参数，使电路产生稳定的三角波。
（3）方波发生器：采用RC积分电路和RC微分电路结合，通过调整电路元件参数，使电路产生稳定的方波。
3. 电路制作与调试根据电路设计，我们按照以下步骤进行电路制作与调试：（1）按照电路图焊接电路元件，注意焊接质量。
（2）连接信号输入和输出端口，将信号输入到电路中。
（3）观察波形输出，根据实际情况调整电路元件参数，使输出波形达到预期效果。
（4）测试不同频率和幅度下的波形输出，验证电路的稳定性和可靠性。
四、实训结果与分析1. 正弦波发生器：通过调整电路元件参数，成功产生稳定的正弦波。
输出波形幅度适中，频率可调。
2. 三角波发生器：通过调整电路元件参数，成功产生稳定的三角波。
输出波形幅度适中，频率可调。
3. 方波发生器：通过调整电路元件参数，成功产生稳定的方波。
输出波形幅度适中，频率可调。
在实训过程中，我们发现以下问题：（1）电路元件参数的选择对波形输出有较大影响，需要根据实际情况进行调整。
- 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)。
电子电路模拟综合实验
2009211120 班
09210580（07）号
桂柯易
实验1 函数信号发生器的设计与调测
摘要
使用运放组成的积分电路产生一定频率和周期的三角波、方波（提高要求中通过改变积分电路两段的积分常数从而产生锯齿波电压，同时改变方波的占空比），将三角波信号接入下级差动放大电路（电流镜提供工作电流），利用三极管线性区及饱和区的放大特性产生正弦波电压并输出。
关键词
运放积分电路差动发达电路镜像电流源
实验内容
1、基本要求：
a)设计制作一个可输出正弦波、三角波和方波信号的函数信号发生器。
1）输出频率能在1-10KHz范围内连续可调，无明显失真；
2）方波输出电压Uopp=12V，上升、下降沿小于10us，占空比可调范围30%-70%；
3）三角波Uopp=8V；
4）正弦波Uopp>1V。
b)设计该电路的电源电路（不要求实际搭建），用PROTEL软件绘制完整的
电路原理图（SCH）
2、提高要求：
a)三种输出波形的峰峰值Uopp均可在1V-10V范围内连续可调。
b)三种输出波形的输出阻抗小于100欧。
c)用PROTEL软件绘制完整的印制电路板图（PCB）。
设计思路、总体结构框图
分段设计，首先产生方波-三角波，再与差动放大电路相连。
分块电路和总体电路的设计（1）方波-三角波产生电路：
正弦波产生电路三角波产生电路
方波产生电路
首先，稳压管采用既定原件2DW232，保证了输出方波电压Uo1的峰峰值为12V，基本要求三角波输出电压峰峰值为8V，考虑到平衡电阻R3的取值问题，且要保证R1/Rf=2/3,计算决定令Rf=12K，R1=8K，R3=5K。
又由方波的上升、下降沿要求，第一级运放采用转换速度很快的LM318，Ro为输出限流电阻，不宜太大，最后采用1K欧电阻。
二级运放对转换速度要求不是很高，故采用UA741。
考虑到电容C1不宜过小，不然误差可能较大，故C1=0.1uF，最后根据公式，Rw抽头位于中点时R2的值约为300欧，进而确定平衡电阻R4的阻值。
考虑到电路的安全问题，在滑阻的接地端串接了一个1K的电阻。
（注：实际调测时因为滑阻转动不太方便，所以通过不断换滑阻的方式确定适当频率要求下Rw的阻值，我的电路最后使用的是1K欧的滑阻）
（2）正弦波产生电路：
电容C2，C3，C4为隔直电容，根据电路实际情况，采用10uF的足够了，调测效果也很好。
C5为滤波电容，需要根据最后的正弦波波形选择最合适的，我的电路最后采用的是4700pF。
T1,T2,T3,T4采用8050NPN管。
根据电路要求电流镜电流为1mA，以保证T1,T2的集电极电流都是0.5mA，由于正负电压的大小都是12V，Re3,Re4又不能太大（有负反馈），故最后令R=18K,Re3=Re4=Re5=5K（其中Re5为电流镜的负载，需要与之匹配）Rp2为调零电阻，100欧就可以。
Rb1,Rb2为差放的基极电阻，对整个放大影响不大，都采用50欧以减小电路输出阻抗。
Rc1,Rc2为集电极负载，需要足够大以保证正弦电压的放大倍数，选择18K欧的电阻。
Rp1理论上是用于调节输出正弦波电压的幅值的，但是实际调测中，它的大小还会影响到前一级电路，在不断调测中决定使用10K欧的滑阻。
（3）提高之三角波幅度可调：
一者可以在Uo2的输出口接上一个分压电路（使用滑阻），这样只改变输出三角波幅值，不会影响其他电路。
二者可以利用三角波产生的原理，改变R1和Rf的比值。
考虑到后者实现的难度稍小，所以采用第二种方法，在Rf支路上串联一个10K 欧的滑阻，最后可以实现赋值及频率同时可调。
（4）方波占空比可调：
只需改变正负积分电路的积分常数即可，由此联想到锯齿波电压的产生电路，将R2替换为两条支路，用不同方向的二极管控制电路的通断。
最后成功输出锯齿
波电压和占空比可调的方波电压。
电路仿真的实现（Multisim）：电路图：
方波波形：
三角波波形：
正弦波波形：
PCB布板图：
所实现功能说明
接入工作电压后可以产生频率、幅度可调的方波、三角波、正弦波电压波形。
主要测试数据为频率F可调节的范围，幅值最大是否符合要求，后级差动放大电路的直流工作点以及频率变化时输出正弦波电压幅值的微小
变化。
测试方法：利用直流电压元产生工作电压，用示波器测试输出电压波形、幅值、频率等，用电压表测量Re，Rc两端电压，并计算得到二者的工作电
流。
故障及问题分析
1、方波的峰峰值过低或者过大，稳压管没有起到相应的作用。
通过不断改变
Ro的值（由于Rw改变不方便，还调过它）最终得到满足要求的波形。
2、三角波的上升沿比较粗，下降沿比较细。
通过改变R2和C1的值不断改变波
形频率，最后得到相对对称的三角波上升下降沿。
3、后级在直流工作点正常的情况下，没有正弦波的输出波形。
通过逐段测试发
现在信号经过Rp1后就已经为零了，这个滑阻本应是调节正弦波的幅度的，但粗浅分析应该会影响到前级的积分电路，将之换上一个调节方便的10K欧电阻，调解过程中发现确实有所影响，在不断调节下得到了输出的正弦波波形。
4、正弦波输出端输出的是三角波电压，解决方式是调整滤波电容的值，使之达
到滤波的效果，最后输出比较圆滑的正弦波。
5、扩展的时候想用发光二极管指示输出的波形为何种类型，但是因为电路工作
电压比较特殊，LED加到很多位置都是直接不发光，还破坏了电路本身的功
能，即使能发光，也会严重影响输出波形的完整性。
这个问题一直没得到解决，在验收完之后将占空比扩展电路中的两个二极管换成了LED，可以正常发光，只是稍微影响了点输出电压的频率。
6、在调节输出电压频率的时候，最后的正弦波电压输出幅度会有较大的改变，
这应是后级差放电路还不够稳定，几个电容的值还不是很好导致的，因为当时已经验收了，后来也就没有调测。
总结和结论
通过这次综合实验，复习了上学期比较重要的模电知识，初窥了部分自己设计电路的难点，各个原件的数值需要事先确定。
加强了对电路的整体把握能力，从一开始简单地搭建一块面包板到后来相对比较有条理、比较美观的面包板，这是一个质的改变，绝对会对将来的电路实验影响很大。
在排原件的的过程中也深深地感到制作一块集成度很高的PCB板是多么的不容易。
总之，这次实验的好处现在看来可能不太明显，但一定会在将来慢慢体现出来。
所用元器件及测试仪表清单
元器件
R(Ω) 个数
8K 1
12K 1
330 2
1K 2
5K 4
50 2
18K 3
C(F) 个数
0.1u 1
10u 3
4700p 1
Rw(Ω)个数
10K 3
100 1
80504个
2DW232 1个
LM318 1个
UA741 1个
仪器
函数信号发生器
示波器
晶体管毫伏表
万用表
直流稳压电源
参考文献
《电子电路综合实验教程》《电子电路基础》。