125KHz标准正弦波信号发生器

电子电路实验

综合设计总结报告选题6：125kHz标准正弦波发生器

班级：10-0433

学号：2010043306

姓名：汪尽涵

日期：2013/4/13

选题背景

在标准的RFID（无线射频识别卡）中，按频率可分为几个等级，其中125KHz 是一个比较常用的频率，由于其制作方便、通信可靠，因此得到了广泛的应用，其中最重要的一部分就是产生一个125K Hz的正弦波信号加载到调制线圈中，但是常规的方法产生正弦波造价较高.本次实验所采用的方案是:用石英晶体、CD4060 等实现将 2MHz分频为125KHz；使用施密特触发器CD4049整形；利用R、C以及L设计振荡频率为125KHz的RLC串联谐振电路；OTL缓冲器提高电路的带载能力；利用比较器（74LS85）改变矩形波信号占空比来实现正弦波幅度可控。用该方案来产生正弦波具有精度高，成本低，实现方便等特点。

设计选题及设计任务要求

设计选题：

1. 标准125KHZ正弦波发生器的设计实现

任务要求：

1．实现一个精确的125KHZ正弦波发生器；

2．幅值大于1V可调,稳定度<0.5*10^-2,准确度<0.5*10^-6

设计目的：

1. 掌握OTL电路的工作原理和工程设计使用方法。

2. 掌握分频器的设计构建方法。

3. 掌握正弦波发生器的原理及实现方法。

4. 掌握电子电路系统设计的基本方法，培养提高综合多学科相关知

识进行初步工程设计与实际调装系统电路的能力。

正文

1.方案的设计

方案一

方案二

方案三

电路图如下

可以等效为

b-e型并联晶体振荡器的典型电路如图所示，该电路是一个双回路振荡器，它的固有谐振频率略高于振荡器的工作频率，负载回路选用的是并联谐振回路，可以抑制其他谐波，有利于改善输出波形，并且电路的输出信号较大，，因为在b-e型电路中，石英晶体则接在输入阻抗低的b-e之间，降低了石英晶体的标准性。其等效电路如图所示。

和一般LC振荡器相比，石英晶体振荡器在外界因素变化而影响到晶体的回路固有频率时，它还具有使频率保持不变的电抗补偿能力，原因是石英晶体谐振器的等效电感Le与普通电感不同，当频率由Wq变化到Wo时，等效电感值将由零变到无穷大，这段曲线十分陡峭，而振荡器又刚好被限定在工作在这段线性范围内，也就是说，石英晶体在这个频率范围内具有极陡峭的相频特性曲线，因而它具有很高的电感补偿能力。对于振荡器，当电路接为并联型振荡器，晶体起到

等效电感作用，输出频率应为2MHZ，则由f0=1/2πLC知负载电容CL，即C2，

C3，C4串联后的总电容，则分别取C2、C3、C4。为了提高振荡器的工作性能和稳定度，在电路中还应有高频扼流圈，一般取扼流圈L1=10uH。

2.方案的论证

方案一是利用C51单片机编程实现125KHZ矩形波的输出，并利用单片机的外部中断来实现占空比可调，输出的矩形波经过整形后，送入RLC串联谐振电路产生125KHZ的正弦波，最后经过OTL功放电路提高负载能力。

方案二是利用石英晶体和CD4060产生2MHZ的正弦波，该正弦波通过74LS161和74LS85两个芯片组成的电路实现16分频与占空比可调，输出125KHZ 的矩形波，然后让矩形波通过CD4049反相器达到整形目的，从而得到比较规整的矩形波，再通过RLC串联谐振电路产生正弦波，最后经OTL功率放大电路提高带负载能力。

方案三是利用晶体振荡电路产生2MHz正弦波, 该正弦波通过74LS161和74LS85两个芯片组成的电路实现16分频与占空比可调，输出125KHZ的矩形波，然后让矩形波通过CD4049反相器达到整形目的，从而得到比较规整的矩形波，再通过RLC串联谐振电路产生正弦波，最后经OTL功率放大电路提高带负载能力。

方案一具有灵活多变的特点，只要更改程序然后下载到单片机中就可以实现不同频率不同占空比的矩形波，改变范围大。但该方案与方案二相比较成本要高，且需要编程实现较为复杂。方案二具有精度高、经济、简单且不需要编程等优点，缺点是占空比调节范围较窄。方案三与方案二区别较小，只是在正弦波发生器这一模块有所区别，与方案二相比具有使频率稳定的电抗补偿作用的优点。本选题要求是占空比可调即可，方案二与方案三均能实现多种占空比，故符合设计任务要求。方案二与方案三相比，只需要晶振与一个CD4060集成芯片即可，而方案三需要多个电路元件，方案二更为简洁实用。鉴于方案二的上述优点故本选题实现方案选择方案二。

2理论计算

（1）石英晶体振荡电路

如图所示，CD406016管脚接VCC(5V),8管脚，12管脚要接地才能正常工作，9管脚输出的矩形波频率等于石英振荡频率。

（2）十六分频器电路

74LS161为16进制计数器,16管脚接VCC(5V),8管脚接地，每次向2管脚输入一个脉冲信号计数一次，11—14管脚分别为输出QDQCQBQA。

74LS85为4位比较器，16管脚接VCC(5V),8管脚接地，可以实现比较输出。

2MHZ的矩形波信号从74LS161的2管脚进入，对74LS161按上图所示接线，则Q3Q2Q1Q0输出为：0000-00001-0010……1111-0000-0001……依次循环。

用MULTISIM作波形仿真,仿真电路图如下：

当74LS85的B3B2B1B0输入为0111时，此时5管脚的波形输出如下图所示：

此时矩形的占空比为50%。

当74LS85的B3B2B1B0输入为0011时，此时5管脚的波形输出如下图所示：

此时矩形波的占空比为75%。

从仿真波形可以看出通过74LS161和74LS85的组合电路，改变B3B2B1B0的值就可以改变输出方波的占空比,并且从74LS85的5管脚出来的波形的频率为输入波形频率的1/16。

（3）整形电路

矩形波整形使用集成芯片CD4049来实现，CD4049的16管脚，8管脚接地，从3管脚输入，2管脚输出，利用CMOS 反相器的工作特性来整形。（4）RLC 串联谐振电路及OTL 缓冲电路

RLC 串联谐振电路：

谐振频率LC

f π

L=1mH C=1800pf f 0=118627HZ 本实验中的矩形波频率f=125000HZ

f/ f0=1.053≈1

OTL功率放大电路：

电路图如上图右半部分所示，各元件型号及大小在图中均已标出，其中电容C10的大小为实验中往复测试更改而得到的。

3测试方法与数据

（1）测试方法：

a测试项目：在两种不同占空比的情况下分别测量各个单元电路的输出频率，并观察输出波形是否符合要求。

b如何测试：将示波器输入端口的一端连接电路的公共地，另一段连接到所要测量项目的输出端口观察波形；另外用频率计数器的一端接电路地，另一端同样接到所要测量项目的电压输出端口，直接从频率计上读出所要测试项目的频率。

（2）测试仪器：示波器、频率计数器。

（3）测试数据：

第一组:占空比q=50%时

晶振单元输出波形频率为2.0MHZ。

①4060输出为正弦波，频率为1.9999164MHz，Vp-p=1.6V。

②74LS85的B3B2B1B0输入为0111， 5脚输出为不规则带有毛刺的

矩形波，频率为124.99444kHz，Vp-p=3.8V。

③而4049的输出在接入后续电路前后是有区别的，接入前是规整矩

形波，接入后由于负载效应会发生畸变，波形产生毛刺，为滤除一次谐波后的波形，但其频率为125KHz，Vp-p=5.6V。

④RLC输出为正弦波，频率为125KHz，测得Vp-p=1.5V，改变q=25%

时Vp-p=1.63V。

⑤OTl为正弦波，频率为125约KHz，Vp-p=1.62V。

OTL缓冲电路的最后输出为标准正弦波测试数据如下:

125.00440 125.00442 125.00440 125.00439 125.00440

125.00439 125.00439 125.00439 125.00438 125.00439

125.00439 125.00438 125.00440 125.00438 125.00439

125.00438 125.00450 125.00439 125.00438 125.00439

125.00442 125.00437 125.00438 125.00437 125.00437

125.00437 125.00440 125.00437 125.00438 125.00437

125.00438 125.00437 125.00438 125.00441 125.00437

125.00436 125.00437 125.00436 125.00439 125.00438

第二组:占空比q=25%。

晶振单元输出波形频率为2.0MHZ。

①4060输出为正弦波，频率为1.9999164MHz，Vp-p=1.6V。

②74LS85的B3B2B1B0输入为0011，5脚输出为不规则带有毛刺的矩

形波，频率为124.99444kHz，Vp-p=3.8V。

③而4049的输出在接入后续电路前后是有区别的，接入前是规整矩

形波，接入后由于负载效应会发生畸变，波形产生毛刺，为滤除一次谐波后的波形，但其频率为125KHz，Vp-p=5.6V。

④RLC输出为正弦波，频率为124.99444KHz，测得Vp-p=1.1V，

⑤OTl为正弦波，频率约为125KHz，Vp-p=1.05V。

OTL缓冲电路的最后输出为标准正弦波测试数据如下:

125.00402 125.00404 125.00402 125.00405 125.00404

125.00404 125.00405 125.00402 125.00405 125.00406

125.00405 125.00406 125.00404 125.00406 125.00405

125.00404 125.00406 125.00405 125.00402 125.00406

125.00403 125.00402 125.00405 125.00406 125.00407

125.00406 125.00407 125.00404 125.00406 125.00407

125.00406 125.00407 125.00406 125.00407 125.00407

125.00406 125.00406 125.00407 125.00407 125.00404

（4）数据处理：

准确度

f f

f y -

稳定度∑

i i

y m f

f f

2 1

)

(

)

(τ

第一组：=

f125.0043875Khz

准确度1y =（125.0043875-125）/125=3.51*510- 稳定度)(1τσy =1/125000*2.2*510-=1.76*1010-

第二组：=2f 125.004051KHz

准确度2y =（125.004051-125）/125=3.24*510-

稳定度)(2

τσ

y = 1.0

4.问题处理：

在方案的实现过程中由于实际动手前做了一定的准备工作，但还是遇到了一定的困扰，在实验中对于管脚图的阅读存在一点小问题，导致在CD4060焊接时未将9脚与12脚同时接地，同时在焊接时不够认真，经常由于走神将电阻焊接短路，但是均及时发现。在测试中负载端曾出现波形畸变，但通过改善布线，解决了这个问题。

5.实验思考

试从理论上解释为什么占空比为50%（即方波）是所得到的正弦波幅值最大？

???

∑---∞

++=22

222201

0)sin()(2

)cos()(2

)(1)]

sin()cos([)(T

T n T T n T

T n n n

t n t f T

b dt

t n t f T

a dt

t f T a t n b t n a

a t f ωωω

对上图所示矩形波进行傅里叶分解，占空比α=t/T.

∑

∞

=--+

===

--+=1

220]

)(

s 2Re[

)(0

)sin(

2)cos()(2)(1)]

1()2

1([*)(n t

jn n T

T n T

T e

n in n A A t f b T

n n A dt t n t f T

a A

T At dt t f T a aT t u aT t u A t f ωττωππ

αππ

当通过截止频率与基波频率的RLC 串联电路输出为基波频率的正弦波。基波幅值)sin(

21T

A A τππ

,只有占空比为

50%即α=

=0.5时，即矩形波为方波

时所得到的正弦波复制最大

6．实验收获

通过本次实验，我提高了自己动手设计实验的能力与电路排线能力，掌握了一些电路故障的排除方法，复习并加深了对以前学习过的内容的理解，提高了动手能力，一定程度上将理论与实践结合起来。

7.附录

总电路图：见下图元件表：见下表

原始数据及波形记录：见附页参考文献：

1、 CD4060 DATASHEET ；

2、 CD4049 DATASHEET ；

3、 74LS85 DATASHEET ；

4、模拟电子技术基础谢红哈尔滨工程大学出版社

5、数字电子技术基础阎石高等教育出版社

6、电子电路的multisim 仿真实践刘贵栋哈尔滨工业大学出版社

元器件清单表

本实验的电路总图

方波-三角波-正弦波函数信号发生器讲解

课程设计说明书课程设计名称：电子课程设计课程设计题目：设计制作一个产生方波-三角波-正弦波函数转换器学院名称：信息工程学院专业：电子信息科学与技术班级：xxxxxxxx 学号：xxxxxxx 姓名：xxxxx 评分：教师：xxxxxx 20 13 年10 月15 日

电子课程设计课程设计任务书 20 13 －20 14 学年第 1 学期第 1 周－ 3 周注：1、此表一组一表二份，课程设计小组组长一份；任课教师授课时自带一份备查。 2、课程设计结束后与“课程设计小结”、“学生成绩单”一并交院教务存档。

摘要当今世界在以电子信息技术为前提下推动了社会跨越式的进步，科学技术的飞速发展日新月异带动了各国生产力的大规模提高。由此可见科技已成为各国竞争的核心，尤其是电子通信方面更显得尤为重要，在国民生产各部门都得到了广泛的应用，而各种仪器在科技的作用性也非常重要，如信号发生器、单片机、集成电路等。信号发生器是一种常用的信号源，广泛地应用于电子电路、自动控制系统和教学实验等领域。常用超低频信号发生器的输出只有几种固定的波形，有方波、三角波、正弦波、锯齿波等，不能更改信号发生器作为一种常见的应用电子仪器设备，传统的可以完全由硬件电路搭接而成，如采用LM324振荡电路发生正弦波、三角波和方波的电路便是可取的路径之一，不用依靠单片机。本系统本课题将介绍由LM324集成电路组成的方波——三角波——正弦波函数信号发生器的设计方法，了解多功能函数信号发生器的功能及特点，进一步掌握波形参数的测试方法，制作这种低频的函数信号发生器成本较低，适合学生学习电子技术测量使用。制作时只需要个别的外部元件就能产生正弦波、三角波、方波等脉冲信号。输出波形的频率和占空比还可以由电流或电阻控制。关键字：信号发生器、波形转换、LM324

正弦波发生频率可调

/******************** (C) COPYRIGHT 2008 STMicroelectronics ******************** / /* Includes ------------------------------------------------------------------*/ #include "stm32f10x_lib.h" #include "math.h" #include "platform_config.h" /* Private typedef -----------------------------------------------------------*/ /* Private define ------------------------------------------------------------*/ #define DAC_DHR12RD_Address 0x40007420 #define pi 3.14159265358979323846264338327950288419716939937510582097494459230781640628620 89986280348253421170679 /* Init Structure definition */ DAC_InitTypeDef DAC_InitStructure; DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure; TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure; GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; /* Private macro -------------------------------------------------------------*/ /* Private variables ---------------------------------------------------------*/ ErrorStatus HSEStartUpStatus; /* uc16 Sine12bit[32] = {2047, 2447, 2831, 3185, 3498, 3750, 3939, 4056, 4095, 4056, 3939, 3750, 3495, 3185, 2831, 2447, 2047, 1647, 1263, 909, 599, 344, 155, 38, 0, 38, 155, 344, 599, 909, 1263, 1647}; */ u32 DualSine12bit[32]; u32 sina[32]; u32 sinb[32]; int fre=19;

什么是函数信号发生器,函数信号发生器的作用,函数信号发生器的工作原理

什么是函数信号发生器，函数信号发生器的作用，函数信号发生器的工作原理什么是函数信号发生器？函数信号发生器是一种能提供各种频率、波形和输出电平电信号的设备。在测量各种电信系统或电信设备的振幅特性、频率特性、传输特性及其它电参数时，以及测量元器件的特性与参数时，用作测试的信号源或激励源。函数信号发生器又称信号源或振荡器，在生产实践和科技领域中有着广泛的应用。各种波形曲线均可以用三角函数方程式来表示。能够产生多种波形，如三角波、锯齿波、矩形波（含方波）、正弦波的电路被称为函数信号发生器。函数信号发生器的工作原理：函数信号发生器是一种能提供各种频率、波形和输出电平电信号的设备。在测量各种电信系统或电信设备的振幅特性、频率特性、传输特性及其它电参数时，以及测量元器件的特性与参数时，用作测试的信号源或激励源。它能够产生多种波形，如三角波、锯齿波、矩形波、正弦波，所以在生产实践和科技领域中有着广泛的应用。函数信号发生器系统主要由主振级、主振输出调节电位器、电压放大器、输出衰减器、功率放大器、阻抗变换器和指示电压表构成。当输入端输入小信号正弦波时，该信号分两路传输，一路完成整流倍压功能，提供工作电源;另一路进入一个反相器的输入端，完成信号放大功能。该放大信号经后级的门电路处理，变换成方波后经输出，输出端为可调电阻。函数信号发生器产生的各种波形曲线均可以用三角函数方程式来表示，函数信号发生器在电路实验和设备检测中具有十分广泛的用途。例如在通信、广播、电视系统中，都需要射频发射，这里的射频波就是载波，把音频、视频信号或脉冲信号运载出去，就需要能够产生高频的振荡器。在工业、农业、生物医学等领域内，如高频感应加热、熔炼、淬火、超声诊断、核磁共振成像等，都需要功率或大或小、频率或高或低的振荡器。

正弦信号发生器(幅值频率可调)

学号：2011013732 西北农林科技大学电子技术课程设计报告题目：正弦信号发生器(幅值频率可调) 学院(系)：机械与电子工程学院专业年级：学生姓名：指导教师：完成日期： 2013年7月3日

目录 1. 设计的任务与要求............................................................. - 2 - 1.1 课题要求................................................................ - 2 - 1.2具体要求................................................................. - 2 - 1.3课题摘要：............................................................... - 2 - 1.4设计步骤：............................................................... - 2 - 2. 设计方案确定................................................................. - 3 - 3. 硬件电路设计................................................................. - 4 - 3.1整体电路框图............................................................. - 4 - 3.2 主要元器件介绍.......................................................... - 4 - 3.2.1 NE555芯片......................................................... - 4 - 3.2.2 555定时器接成多谐振荡器.......................................... - 6 - 3.2.3 NE5532P芯片....................................................... - 6 - 3.3 整体电路设计............................................................ - 7 - 3.4分立电路的设计及元件参数的选取及计算..................................... - 8 - 3.4.1 555多谐振荡电路.................................................. - 8 - 3.4.2带通滤波电路....................................................... - 8 - 3.4.3反向比例运算放大器................................................. - 9 - 4.调试与仿真................................................................... - 10 - 4.1使用的主要仪器和仪表.................................................... - 10 - 4.2分立电路的仿真（仿真图、操作的步骤、方法和结果）........................ - 10 - 4.2.1 仿真图........................................................... - 10 - 4.2.2仿真结果.......................................................... - 10 - 4.3调试电路的方法和技巧：.................................................. - 12 - 5. 总结........................................................................ - 13 - 6. 参考文献.................................................................... - 15 - 附录一......................................................................... - 16 - 1.元器件清单............................................................... - 16 - 2.电路原理图............................................................... - 17 - 3.PCB封装图................................................................ - 18 - 4.3D效果图................................................................. - 21 -

正弦信号发生器2

正弦信号发生器[2005年电子大赛一等奖] 文章来源：凌阳科技教育推广中心作者：华中科技大学（华中科技大学曹震陈国英孟芳宇）发布时间：2006-4-21 17:33:13 本系统基于直接数字频率合成技术；以凌阳SPCE061A单片机为控制核心；采用宽带运放AD811和AGC技术使得50Ω负载上峰值达到6V±1V；由模拟乘法器AD835产生调幅信号；由数控电位器程控调制度；通过单片机改变频率字实现调频信号，最大频偏可控；通过模拟开关产生ASK、PSK信号。系统的频率范围在100Hz～12MHz,稳定度优于10-5，最小步进为10Hz。一、方案论证根据题目要求和本系统的设计思想，系统主要包括图1.1所示的模块。图1.1 系统模块框图

1、单片机选型方案一：采用现在比较通用的51系列单片机。51系列单片机的发展已经有比较长的时间，应用比较广泛，各种技术都比较成熟，但此系列单片机是8位机，处理速度不是很快，资源不够充足，而且其最小系统的外围电路都要自己设计和制作，使用起来不是很方便，故不采用。方案二：选用凌阳公司的SPCE061A单片机。SPCE061A单片机是16位的处理器，主频可以达到49MHz，速度很快，再加上其方便的ADC接口，非常适合对高频信号进行数字调频，如果对音频信号进行A/D采样，经过数字调频并发射，完全可以达到调频广播的效果。结合题目的要求及SPCE061A单片机的特点，本系统选用凌阳公司的此款单片机。 2、频率合成模块方案一：锁相环频率合成。如图1.2，锁相环主要由压控LC振荡器，环路滤波器，鉴相器，可编程分频器，晶振构成。且频率稳定度与晶振的稳定度相同，达10-5，集成度高，稳定性好；但是锁相环锁定频率较慢，且有稳态相位误差，故不采用。图1.2 锁相环的基本原理方案二: 直接数字频率合成。直接数字频率合成DDFS（Direct Digital Frequency Synthesizer）基于Nyquist定理，将模拟信号采集，量化后存入存储器中，通过寻址查表输出波形数据，再经D/A转

方波、三角波、正弦波信号产生

课程设计报告题目方波、三角波、正弦波信号发生器设计课程名称模拟电子技术课程设计院部名称机电工程学院专业电气工程及其自动化班级电气及其自动化（2）班学生姓名李丽学号 1104102067 课程设计地点 C206 课程设计学时 1周指导教师赵国树金陵科技学院教务处制

目录 1、绪论 (4) 1.1相关背景知识 (4) 1.2课程设计条件................................................... . (4) 1.3课程设计目的.......... (4) 1.4课程设计的任务 (4) 1.5课程设计的技术指标 (5) 2、信号发生器的基本原理 (5) 2.1原理框图 (4) 2.2总体设计思路 (5) 3、各组成部分的工作原理 (5) 3.1 正弦波产生电路 (5) 3.1.1正弦波产生电路 (5) 3.1.2正弦波产生电路的工作原理 (6) 3.2 正弦波到方波转换电路 (8) 3.2.1正弦波到方波转换电路图 (6) 3.2.2正弦波到方波转换电路的工作原理 (8) 3.3 方波到三角波转换电路 (11) 3.3.1方波到三角波转换电路图 (11) 3.3.2方波到三角波转换电路的工作原理 (13) 4、电路仿真结果 (13) 4.1正弦波产生电路的仿真结果 (14) 4.2 正弦波到方波转换电路的仿真结果 (14) 4.3方波到三角波转换电路的仿真结果 (15) 5、设计结果分析与总结 (16)

1、绪论 1.1相关背景知识信号发生器是一种能够产生多种波形,如三角波、锯齿波、矩形波（含方波）、正弦波的电路被称为函数信号发生器。函数信号发生器在电路实验和设备检测中具有十分广泛的用途，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。它是一种不可缺少的通用信号源。 1.2课程设计条件以本学期学习的电子技术基础(模拟部分)为知识背景,我们知道通过放大器、比较器等元器件可构成集成电路、反馈放大电路、运算放大电路等一系列组合放大电路。信号在我们的生活中是无处不在的，模拟信号是时间和幅度连续变化的信号。通过传感器我们可以将各种物理信号转换为电信号，再进过一系列信号的处理。如滤波、幅度放大等，我们可以获得自己需要的信号。正弦波振荡电路。在通信、广播、医疗、电视系统中，都有广泛的应用。非正弦波产生电路。在一些电子系统中，如数学领域，方波、三角波的应用都是极其广泛的。 1.3课程设计目的通过本次课程设计所要达到的目的是：提高学生在模拟集成电路应用方面的技能，树立严谨的科学作风，培养学生综合运用理论知识解决实际问题的能力。学生通过电路设计初步掌握工程设计方法，逐步熟悉开展科学实践的程序和方法，为后续课程的学习和今后从事的实际工作打下必要的基础。 1.4课程设计的任务 ①设计一个方波、三角波、正弦波函数发生器； ②能同时输出一定频率一定幅度的三种波形：正弦波、方波、三角波； ③用±5V电源供电。产生正弦波、方波、三角波的方案有多种，如： ①首先产生正弦波，然后通过整形电路将正弦波变换成方波，再由积分电路将方波变成三角波；②也可以首先产生三角波—方波，再将三角波变成正弦波或将方波变成正弦波；③也可以通过单片集成函数发生器8038来实现… 先是对电路的分析，参数的确定选择出一种最适合本课题的方案。在达到课题要求的前提下保证最经济。最方便。最优化的死亡合剂策略。然后运用仿真软件Multisim对电路进行仿真。观察效果并与要求的性能指标作对比。

函数信号发生器使用说明(超级详细)

函数信号发生器使用说明 1－1 SG1651A函数信号发生器使用说明一、概述本仪器是一台具有高度稳定性、多功能等特点的函数信号发生器。能直接产生正弦波、三角波、方波、斜波、脉冲波，波形对称可调并具有反向输出，直流电平可连续调节。TTL可与主信号做同步输出。还具有VCF输入控制功能。频率计可做内部频率显示，也可外测1Hz~的信号频率，电压用LED显示。二、使用说明面板标志说明及功能见表1和图1 图1 表1 序面板标志名称作用号 1电源电源开关按下开关，电源接通，电源指示灯亮 2 1、输出波形选择波形波形选择 2、与1 3、19配合使用可得到正负相锯齿波和脉

DC1641数字函数信号发生器使用说明一、概述 DC1641使用LCD显示、微处理器（CPU）控制的函数信号发生器，是一种小型的、由集成电路、单片机与半导体管构成的便携式通用函数信号发生器，其函数信号有正弦波、三角波、方波、锯齿波、脉冲五种不同的波形。信号频率可调范围从~2MHz，分七个档级，频率段、频率值、波形选择均由LCD显示。信号的最大幅度可达20Vp-p。脉冲的占空比系数由10%~90%连续可调，五种信号均可加±10V的直流偏置电压。并具有TTL电平的同步信号输出，脉冲信号反向及输出幅度衰减等多种功能。除此以外，能外接计数输入，作频率计数器使用，其频率范围从10Hz~10MHz（50、100MHz[根据用户需要]）。计数频率等功能信息均由LCD显示，发光二极管指示计数闸门、占空比、直流偏置、电源。读数直观、方便、准确。二、技术要求函数发生器产生正弦波、三角波、方波、锯齿波和脉冲波。 2.1.1函数信号频率范围和精度 a、频率范围由~2MHz分七个频率档级LCD显示，各档级之间有很宽的覆盖度，如下所示：频率档级频率范围（Hz） 1 ~2 10 1~20 100 10~200

正弦信号发生器(2012)(DOC)

正弦信号发生器摘要：本系统以MSP430和DDS为控制核心，由正弦信号发生模块、功率放大模块、频率调制（FM）、幅度调制（AM）模块、数字键控（ASK，PSK）模块以及测试信号发生模块组成。采用数控的方法控制DDS芯片AD9851产生1kHz～10MHz正弦信号；经滤波、放大和功放模块达到正弦信号输出电压幅度 =6V±1V 并具有一定的驱动能力的功能；产生载波信号可设定的AM、FM信号；二进制基带序列码由CPLD产生，在100KHz固定载波频率下进行数字键控，产生ASK，PSK 信号且二进制基带序列码速率固定为10kbps，二进制基带序列信号可自行产生。关键词：DDS；宽频放大；模拟调频；模拟调幅。一、方案比较与论证 1.方案论证与选择（1）正弦信号产生部分方案一：使用集成函数发生器芯片ICL8038。 ICL8038能输出方波、三角波、正弦波和锯齿波四种不同的波形，将他作为正弦信号发生器。它是电压控制频率的集成芯片，失真度很低。可输入不同的外部电压来实现不同的频率输出。为了达到数控的目的，可用高精度DAC来输出电压以控制正弦波的频率。方案二：锁相环频率合成器（PLL）锁相环频率合成器（PLL）是常用的频率合成方法。锁相环由参考信号源、鉴相器、低通滤波器、压控振荡器几个部分组成。通过鉴相器获得输出的信号FO与输入信号Fi的相位差，经低通滤波器转换为相应的控制电压，控制VCO输出的信号频率，只有当输出信号与输入信号的频率于相位完全相等时，锁相环才达到稳定。如果在环路中加上分频系数可程控的分频器，即可获得频率程控的信号。由于输出信号的频率稳定度取决于参考振荡器信号fi ，参考信号fi 由晶振分频得到，晶振的稳定度相当高，因而该方案能获得频率稳定的信号。一般来说PLL的频率输出范围相当大，足以实现1kHz－10MHZ的正弦输出。如果fi＝100Hz 只要分频系数足够精细（能够以1步进），频率100Hz步进就可以实现。方案三：直接数字频率合成（DDS） DDS是一种纯数字化方法。它现将所需正弦波一个周期的离散样点的幅值数字量存入ROM中，然后按一定的地址间隔（相位增量）读出，并经DA转换器形成模拟正弦信号，再经低通滤波器得到质量较好的正弦信号，DDS原理图如图1所示：

正弦波函数信号发生器

电子技术课程设计报告电子技术课程设计报告——正弦波函数信号发生器的设计作品40% 报告 20% 答辩 20% 平时 20% 总分 100% 设计题目：班级：班级学号：学生姓名：

目录一、预备知识 (1) 二、课程设计题目：正弦波函数信号发生器 (2) 三、课程设计目的及基本要求 (2) 四、设计内容提要及说明 (3) 4.1设计内容 (3) 4.2设计说明 (3) 五、原理图及原理 (8) 5.1功能模块电路原理图 (9) 5.2模块工作原理说明 (10) 六、课程设计中涉及的实验仪器和工具 (12) 七、课程设计心得体会 (12) 八、参考文献 (12)

一、预备知识函数发生器是一种在科研和生产中经常用到的基本波形生产期，现在多功能的信号发生器已经被制作成专用的集成电路，在国内生产的8038单片函数波形发生器，可以产生高精度的正弦波、方波、矩形波、锯齿波等多种信号波，这中产品和国外的lcl8038功能相同。产品的各种信号频率可以通过调节外接电阻和电容的参数进行调节，快速而准确地实现函数信号发生器提供了极大的方便。发生器是可用于测试或检修各种电子仪器设备中的低频放大器的频率特性、增益、通频带，也可用作高频信号发生器的外调制信号源。顾名思义肯定可以产生函数信号源，如一定频率的正弦波，有的可以电压输出也有的可以功率输出。下面我们用简单的例子，来说明函数信号发生器原理。 (a) 信号发生器系统主要由下面几个部分组成：主振级、主振输出调节电位器、电压放大器、输出衰减器、功率放大器、阻抗变换器(输出变压器)和指示电压表。 (b) 工作模式：当输入端输入小信号正弦波时，该信号分两路传输，其一路径回路，完成整流倍压功能，提供工作电源;另一路径电容耦合，进入一个反相器的输入端，完成信号放大功能。该放大信号经后级的门电路处理，变换成方波后经输出。输出端为可调电阻。 (c) 工作流程：首先主振级产生低频正弦振荡信号，信号则需要经过电压放大器放大，放大的倍数必须达到电压输出幅度的要求，最后通过输出衰减器来直接输出信号器实际可以输出的电压，输出电压的大小则可以用主振输出调节电位器来进行具体的调节。它一般由一片单片机进行管理，主要是为了实现下面的几种功能： (a) 控制函数发生器产生的频率; (b) 控制输出信号的波形; (c) 测量输出的频率或测量外部输入的频率并显示; (d) 测量输出信号的幅度并显示; (e) 控制输出单次脉冲。查找其他资料知：在正弦波发生器中比较器与积分器组成正反馈闭环电路，方波、三角波同时输出。电位器与要事先调整到设定值，否则电路可能会不起振。只要接线正确，接通电源后便可输出方波、三角波。微调Rp1，使三角波的输出幅度满足设计要求，调节Rp2，则输出频率在对应波段内连续可变。调整电位器及电阻，可以使传输特性曲线对称。调节电位器使三角波的输出幅度经R输出等于U值，这时输出波形应接近正弦波，调节电位器的大小可改善波形。因为运放输出级由PNP型与NPN型两种晶体管组成复合互补对称电路，输

正弦波电源

电压互感器现场校验装置技术应答书一、总则 1、本应答书适用于此次招标采购的测量用电压互感器现场校验装置的订货及验收，我方完全满足贵方所提出设备的功能设计、结构、性能和试验等方面的技术要求。 2、需方在本协议书中提出了最低限度的技术要求，并未规定所有的技术要求和适用的标准。我方将执行本技术应答书所列标准，当与需方所提出标准有矛盾时，按较高标准执行。本应答书未作明确规定的内容，符合相关的国家和行业标准的要求。 3、引用标准下列标准所包含的条文，通过在本应答书中的应用而构成本标准的条文。在标准发布时，所示的版本均为有效。所有标准都会被修订，使用时应探讨使用下列标准最新版本的可能性。 GB1201-2007 电力用互感器 GB1027-1997 电压互感器 GB1208-1997 电流互感器 GB8170-87 数据修约规则 JJG313-1994 测量用电流互感器检定规程 JJG314-1994 测量用电压互感器检定规程 JJG169-1993 互感器校验仪检定规程 DL/T668-1999 测量用互感器检定装置 4、使用环境条件 4.1环境温度 10～35℃ 4.2相对湿度小于85% 4.3 海拔高度不超过1000m 二、电压互感器现场校验装置技术要求 1 、准确级 0.05 电压比 6～35kV/100V 6/√3~110√3kV/100/√3V

二次负荷 5～500VA 功率因数0.8或0.1～1 输出最大容量：0.5kVA 外形尺寸：400×350×260mm 重量：25kg 2、装置中标准电压互感器的准确级为0.05级，校验仪的准确级为2级，主要用来检定1级至0.2级电压比为6kV/100V、（6/√3）kV/（100/√3）V、10kV/100V、（10/√3）kV/（100/√3）V、35kV/100V、（35/√3）kV/（100/√3）V和（110/√3）kV/（100/√3）V的1级至0.2级现场电磁式电压互感器（可带有其它二次绕组），其二次负荷容量为5～500VA，功率因数为0.8或1（或特殊的0.1～0.9）。 3、设备在检测过程中，可自动检测被检互感器的电压比，自动检查被检互感器二次绕组有否短路匝和一次或二次有否开路或短路、变比是否正确以及二次是否接触不良等状况，以便进行正确的测试。同时测试并显示被检互感器的有关参数：如匝数补偿值、二次绕组内阻抗，且根据测试结果，推算出补偿匝数、铁心材料、截面、最大磁导率下的磁场强度和仪表保安系数（FS）等参考值，以初步考核FS是否合格。 5、设备采用大屏幕液晶显示。 6、需采用大容量存储，可现场存储30组数据。 7、根据检定结果按要求自动输出：检定证书、检定结果通知书、检定记录等证书，并可直接打印证书。控制软件设计界面友好，操作方便，符合需方使用习惯。控制及管理程序应稳定、可靠、实用。检定过程中，能方便的查看误差，能显示所测量限的误差曲线及误差允许范围。误差上下限能手工设定，送检单位、检定员等可预置。具有查询功能，包括查询时间、厂家、型号、检定员。具有统计功能，可按局号、厂号、时间、检定员、厂家分别统计。能有效的保存和处理数据保证检定数据及时保存，并保存成标准数据库格式.

正弦信号发生器(参考2)

正弦信号发生器作者：曾立丁运鸿陈亮赛前辅导及文稿整理辅导教师：肖看摘要本系统以51单片机及FPGA为控制核心，由正弦信号发生模块、功率放大模块、调幅（AM）、调频（FM）模块、数字键控（ASK，PSK）模块以及测试信号发生模块组成。采用数控的方法控制DDS芯片AD9851产生5Hz－20MHz正弦信号，经滤波、放大和功放模块放大至6v并具有一定的驱动能力。测试信号发生模块产生的1kHz正弦信号经过调幅（AM）模块、调频（FM）模块，对高频载波进行调幅或调频。二进制基带序列信号送入数字键控模块，产生二进制PSK或ASK 信号，同时对ASK信号进行解调，恢复出原始数字序列。另外，本系统还配备有液晶显示屏、遥控键盘，提供了友好的人机交互界面。 ABSTRACT This system is in the core of Micro-Processor and FPGA (Field Programmable Gate Array), consist of sine signal generating module, Power amplifier, Amplitude Modulator, Frequency Modulator, ASK/PSK module and test signal generating module. The AD9851 controlled by Micro－Process in digital way to generate sine signal with the bandwidth 5Hz to 20MHz adjustable per 1Hz. After processing by LPF & power amplifier, the output signal has a peak value of move than 6V. The sine signal at 1 KHz was send to AM and FM module to modulate the high frequency carrier waveform. The binary sequential was send to the relative module to generate ASK and PSK signal. At last demodulate module demodulate the ASK signal and got the same binary sequential as set before. In order to provide a friendly user interface, the LCD and remote infrared control keyboard was introduced in this system.

方波-正弦波-锯齿波函数信号发生器

《模拟电子技术基础》课程设计方波—三角波—正弦波函数信号发生器1设计要求 1．设计、组装、调试方波、三角波、正弦波发生器。 2．输出波形：方波、三角波、正弦波；锯齿波 3．频率范围：在0.02－20KHz范围内且连续可调；

2.方波、三角波、正弦波发生器方案与论证原理框图图1 方波、三角波、正弦波、锯齿波信号发生器的原理框图该发生器通过将滞回电压比较器的输出信号通过RC 电路反馈到输入端，即可组成矩形波信号发生器。然后经过积分电路产生三角波，通过改变方波的占空比不仅可以得到锯齿波，还可得到额外的矩形波。三角波通过低通滤波电路来实现正弦波的输出。然后将各种信号通过比例放大电路得到需要幅值；峰峰值的信号波 3．各组成部分的工作原理电压比较器RC 充放电反馈回路方波占空比可调积分电路锯齿波积分电路三角波低频滤波正弦波比例放大电路，得到需要幅值；峰峰值的信号波矩形波

3.1 方波发生电路的工作原理 C11uF R 10kΩ R31kΩ R2 1kΩ 3 5GND U1 OPAMP_3T_VIRTUAL R11kΩ 2 D2 1N4680 D1 1N4680 GND 1 4 图2 方波信号发生原理此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+Uz,,此时滞回电压比较器的门限电压为UTH2。输出信号通过R 对电容C １正向充电，充电波形如图3箭头所示。当该电压上升到Ｕ TH2时，电路的输出电压变为－UZ,门限电压也随之变为UTH1，电容C1经电阻R 放电。当该电压下降到ＵTH １时输出电压又回到+Uz ，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。充放电波形 U TH2 U TH1 O

标准正弦波电源的spwm调制方式的实现

标准正弦波电源的SPWM调制方式的实现陈燕张庆祥摘要本文给出一种输出为标准正弦波的电源的SPWM调制方式的实现方法，相位相差180°的两个正弦波经过三角波调制成方波，方波进入GAL，通过逻辑运算，得到SPWM波，作为MOS管的驱动。该方式用在安规表上，取得很好的效果。关键词：单极性脉宽调制技术正弦波 Abstract: This article presents a method which can be applied to design switching mode power supplies which outputs a sinusoidal wave. Two sinusoidal waves whose phasic difference is 180°are modulated by triangle wave. Boolean calculation in GAL can result in SPWM wave which drives the MOSFETS. This technology is applied to electrical safety tester successfully. Keyword s: unipolar PWM sinusoidal wave 0.PWM调制技术 PWM (Pulse Width Modulation)就是脉宽调制技术，理论基础是面积等效原理，即冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，效果基本相同。所以通过对一系列脉冲的宽度进行调制，就可以等效地获得所需要的波形。正弦波一个完整周期的等效PWM波形如图（2）所示。根据面积等效原理，正弦波还可等效为图（1）中的

实验1 示波器函数信号发生器的原理及使用(实验报告之实验数据表)

实验1 示波器、函数信号发生器的原理及使用【实验目的】 1. 了解示波器、函数信号发生器的工作原理。 2. 学习调节函数信号发生器产生波形及正确设置参数的方法。 3. 学习用示波器观察测量信号波形的电压参数和时间参数。 4. 通过李萨如图形学习用示波器观察两个信号之间的关系。【实验仪器】 1. 示波器DS5042型，1台。 2. 函数信号发生器DG1022型，1台。 3. 电缆线（BNC 型插头），2条。【实验内容与步骤】 1. 利用示波器观测信号的电压和频率（1）参照“实验1 示波器函数信号发生器的原理及使用（实验指导书）”相关内容，产生如图1-1所示的正余弦波形，显示在示波屏上。图1-1 函数信号发生器生成的正、余弦信号的波形学生姓名/学号指导教师上课时间第周节

（2）用示波器对图1-1中所示的正余弦波形进行测量并填写下表表1-1 正余弦信号的电压和时间参数的测量电压参数（V）时间参数峰峰值最大值最小值频率（Hz）周期（ms）正弦信号 3sin(200πt) 余弦信号 3cos(200πt) 2. 用示波器观测函数信号发生器产生的正余弦信号的李萨如图形（1）参照“实验1 示波器函数信号发生器的原理及使用（实验指导书）”相关内容，产生如图1-2所示的正余弦波形的李萨如图形，调节并正确显示在示波屏上。图1-2 正弦信号3sin(200πt)和余弦信号3cos(200πt)的李萨如图形 3. 观测相同幅值、相同频率、不同相位差条件下的两正弦信号的李萨如图形（1）在函数信号发生器CH1通道产生的正弦信号3sin(200πt)保持不变的情况下，调节函数信号发生器CH2通道产生正弦信号3sin(200πt+45o)，观测并记录两正弦信号的李萨如图形于图1-3中。（2）在函数信号发生器CH1通道产生的正弦信号3sin(200πt)保持不变的情况下，调节函数信号发生器CH2通道产生正弦信号3sin(200πt+135o)，观测并记录两正弦信号的李萨如图形于图1-3中。

函数信号发生器实验报告

青海师范大学课程设计报告课程设计名称：函数信号发生器专业班级：电子信息工程学生姓名：李玉斌学号：20131711306 同组人员：郭延森安福成涂秋雨指导教师：易晓斌课程设计时间：2015年12月

目录 1 设计任务、要求以及文献综述 2 原理综述和设计方案 2.1 系统设计思路 2.2设计方案及可行性 2.3 系统功能块的划分 2.4 总体工作过程 3 单元电路设计 3.1 安装前的准备工作 3.2 万用表的安装过程 4 结束语 1设计任务、要求在现代电子学的各个领域，常常需要高精度且频率可方便调节的信号发生器。能够产生多种波形，如三角波、锯齿波、矩形波（含方波）、正弦波的电路称为函数信号发生器，又名信号源或振荡器。函数信号发生器与正弦波信号发生器相比具有体积小、功耗少、价格低等优点, 最主要的是函数信号发生器的输出波形较为灵活, 有三种波形（方波、三角波和正弦波）可供选择，在生产实践，电路实验，设备检测和科技领域中有着广泛的应用。该函数信号发生器可产生三种波形，方波，三角波，正弦波，具有数字显示输出信号频率和电压幅值功能，其产生频率信号范围1HZ～100kHZ，输出信号幅值范围0～10V，信号产生电路由比较器，积分器，差动放大器构成，频率计部分由时基电路、计数显示电路等构成。幅值输出部分由峰值检测电路和芯片7107等构成。技术要求： 1. 信号频率范围 1Hz～100kHz； 2. 输出波形应有：方波、三角波、正弦波； 3. 输出信号幅值范围0～10V； 4. 具有数字显示输出信号频率和电压幅值功能。

2原理叙述和设计方案 2.1 系统设计思路函数信号发生器根据用途不同，有产生三种或多种波形的函数发生器，其电路中使用的器件可以是分离器件（如低频信号函数发生器S101全部采用晶体管），也可以是集成器件（如单片集成电路函数信号发生器ICL8038）。产生方波、正弦波、三角波的方案也有多种，如先产生方波，再根据积分器转换为三角波，最后通过差分放大电路转换为正弦波。频率计部分由时基电路、计数显示电路等构成，整形好的三角波或正弦波脉冲输入该电路，与时基电路产生的闸门信号对比送入计数器，最后由数码管可显示被测脉冲的频率。产生的3种波经过一个可调幅电路，由于波形不断变化，不能直接测出其幅值，得通过峰值检测电路测出峰值（稳定的信号幅值保持不变），然后经过数字电压表（由AD转换芯片CC7107和数码管等组成），可以数字显示幅值。 2.2设计方案及可行性方案一：采用传统的直接频率合成器。首先产生方波—三角波，再将三角波变成正弦波。方案二：采用单片机编程的方法来实现（如89C51单片机和D/A转换器，再滤波放大），通过编程的方法控制波形的频率和幅度，而且在硬件电路不变的情况下，通过改变程序来实现频率变换。方案三：是利用ICL8038芯片构成8038集成函数发生器，其振荡频率可通过外加直流电压进行调节。经小组讨论，方案一比较需要的元件较多，方案二超出学习范围，方案三中的芯片仿真软件中不存在，而且内部结构复杂，不容易构造，综合评定，最后选择方案一。 2.3系统功能块的划分该系统应主要包括直流稳压电源，信号产生电路，频率显示电路和电压幅值显示电路四大部分。直流稳压电源将220V工频交流电转换成稳压输出的直流电压，信号产生电路产生的信号，经过适当的整形，作为频率显示电路的输入，从而达到了数字显示频率的要求；产生的信号经过幅频显示部分（峰值检测电路和数模转换），便

正弦波与方波的相互转换

正弦波与方波的相互转换标准化管理处编码[BBX968T-XBB8968-NNJ668-MM9N]

物理与电子工程学院课题设计报告课题名称：正弦函数发生器设计组别：20组组长：2011级杨会组员：2011级胡原彬组员：2011级廖秋伟 2013年7月10日目录

正弦函数发生器一．设计要求 1.用运算放大器产生一个1000HZ的正弦波信号。 2.将此正弦波转换为方波。 3.再将此方波转换为正弦波。 4.限用一片LM324和电阻、电容。二．总体设计总体设计大体上可分为四个模块： 1. 用振荡电路产生1000HZ的正弦波信号； 2. 用一个过零比较器把正弦波变为方波； 3. 用RC滤波电路从方波中滤出正弦波； 4. 检测波形用放大器还原振幅。

三．设计方案㈠用运算放大器产生1000HZ 的正弦信号用RC 和一个运放组成文氏电桥振荡电路，调节RC 选频电路来产生1000HZ 的正弦波。㈡将正弦波转换为方波用一个运放接成过零比较器就可以把正弦波转换为方波。但会存在少许误差。㈢将方波转换为正弦波用电阻和电容组成RC 滤波电路，选择合适的数据参数就能实现把方波变为正弦波。㈣还原波形用一个同相放大器把波形的幅度放大还原。

四．设计步骤及参数的确定㈠用运算放大器产生1000HZ的正弦信号用电阻、电容、二极管和一个运放组成文氏电桥振荡电路，电路图如下。参数选择中最重要的是R6和C2的值选择，因为它们是选频电路。f=1/2ΠRC 。 f=1000HZ，所以可以确定RC的值。㈡正弦波转换为方波用一个运放接成过零比较器如下图，通向端接信号输入，反向端接地。只要输入信号电压大于或小于零，信号就发生跳变，可以把正弦波转换为方波。㈢方波转换为正弦波用电阻和电容接成RC滤波电路。在R2和C3过后的节点处波形是三角波，最后输出是正弦波。㈣还原波形 1.在RC滤波电路输出的正弦波，幅度变小了约9倍的样子，用一个同向放大器放大它的幅度。 2.因为同向放大器的放大倍数为：A=1+R12/R11 。所以确定R11=8k欧姆，R12=1k欧姆。