正弦波信号发生器设计(课设)
EDA正弦波信号发生器的设计
利用LPM 设计正弦信号发生器一、设计目的：进一步熟悉maxplu sII 及其LPM 设计的运用。
二、设计要求：1、利用原理图输入方式。
2、信号数据点值自行想法实现。
3、得出正确时序仿真文件。
三、设计原理：图1 正弦信号发生器结构框图图1所示的正弦波信号发生器的结构由三部分组成计数器或地址发生器（这里选择8位），正弦信号数据ROM （8位地址线，8位数据线），含有256个8位数据（一个周期）。
四、VHDL 顶层设计。
设计步骤：1、建立.mif 格式文件建立C 语言文件sin.cpp ，运行产生sin.exe 文件。
sin.cpp 程序代码：#include <iostream>#include <cmath>#include <iomanip>using namespace std;int main(){int i;float s;VHDL 顶层设计sin.vhd8位计数器 （地址发生器） 正弦波数据 存储ROM 产生波形数据cout<<"WIDTH=8;\nDEPTH=256;\n\nADDRESS_RADIX=HEX;\nDA TA_R ADIX=HEX;\n\nCONTENT\nBEGIN\n";for(i=0;i<256;i++){s=sin(atan(1)*8*i/256);cout<<" "<<i<<" : "<<setbase(16)<<(int)((s+1)*255/2)<<";"<<endl;}cout<<"END"<<endl;return 0;}把上述程序编译后，在DOS命令行下执行命令：sin.exe > sin.mif;将生成的sin.mif 文件。
vhdl语言正弦波信号发生器设计
AS正弦波信号发生器设计一、实验内容1.设计一正弦信号发生器，采用ROM进行一个周期数据存储，并通过地址发生器产生正弦信号。
（ROM：6位地址8位数据；要求使用两种方法：VHDL编程和LPM）2.正弦信号六位地址数据128，140，153，165，177，188，199，209，219，227，235，241，246，250，253，255，255，254，252，248，244，238，231,223，214，204，194，183，171，159，147，134，121，109,96,84,72,61,51,41,32,24，17,11,7, 3，1，0，0，2，5,9，1420,28,36,46,56,67,78,90,102,115,127。
二、实验原理正弦波信号发生器是由地址发生器和正弦波数据存储器ROM两块构成，输入为时钟脉冲，输出为8位二进制。
1．地址发生器的原理地址发生器实质上就是计数器，ROM的地址是6位数据，相当于64位循环计数器。
2.只读存储器ROM的设计(1)、VHDL编程的实现①基本原理：为每一个存储单元编写一个地址，只有地址指定的存储单元才能与公共的I/O相连，然后进行存储数据的读写操作。
②逻辑功能：地址信号的选择下，从指定存储单元中读取相应数据。
(2)、基于LPM宏功能模块的存储器的设计①LPM：Library of Parameterized Modules，可参数化的宏功能模块库。
②Quartus II提供了丰富的LPM库，这些LPM函数均基于Altera器件的结构做了优化处理。
③在实际的工程中，设计者可以根据实际电路的设计需要，选择LPM库中适当的模块，并为其设置参数，以满足设计的要求，从而在设计中十分方便的调用优秀的电子工程技术人员的硬件设计成果。
三、设计方案1.基于VHDL编程的设计在地址信号的选择下，从指定存储单元中读取相应数据系统框图如下:2.基于LPM宏功能模块的设计LPM宏功能具有丰富的由优秀的电子工程技术人员设计的硬件源代码可供调用，我们只需要调用其设计的模块并为其设计必要的参数即可。
EDA实验-正弦波信号发生器设计
实验八正弦信号发生器的设计一、实验目的1、学习用VHDL设计波形发生器和扫频信号发生器。
2、掌握FPGA对D/A的接口和控制技术,学会LPM_ROM在波形发生器设计中的实用方法。
二、实验仪器PC机、EDA实验箱一台Quartus II 6.0软件三、实验原理如实验图所示，完整的波形发生器由4部分组成：• FPGA中的波形发生器控制电路,它通过外来控制信号和高速时钟信号，向波形数据ROM 发出地址信号，输出波形的频率由发出的地址信号的速度决定；当以固定频率扫描输出地址时，模拟输出波形是固定频率,而当以周期性时变方式扫描输出地址时,则模拟输出波形为扫频信号。
•波形数据ROM中存有发生器的波形数据,如正弦波或三角波数据。
当接受来自FPGA的地址信号后，将从数据线输出相应的波形数据，地址变化得越快,则输出数据的速度越快，从而使D/A输出的模拟信号的变化速度越快。
波形数据ROM可以由多种方式实现，如在FPGA外面外接普通ROM;由逻辑方式在FPGA中实现（如例6）；或由FPGA中的EAB模块担当,如利用LPM_ROM实现。
相比之下，第1种方式的容量最大，但速度最慢；，第2种方式容量最小，但速度最最快;第3种方式则兼顾了两方面的因素；• D/A转换器负责将ROM输出的数据转换成模拟信号，经滤波电路后输出。
输出波形的频率上限与D/A器件的转换速度有重要关系,本例采用DAC0832器件。
DAC0832是8位D/A转换器,转换周期为1µs,其引脚信号以及与FPGA目标器件典型的接口方式如附图2—7所示。
其参考电压与＋5V工作电压相接（实用电路应接精密基准电压）.DAC0832的引脚功能简述如下：•ILE(PIN 19）：数据锁存允许信号,高电平有效，系统板上已直接连在＋5V上。
•WR1、WR2(PIN 2、18）：写信号1、2，低电平有效。
•XFER（PIN 17)：数据传送控制信号,低电平有效。
•VREF(PIN 8）:基准电压，可正可负,－10V～＋10V.•RFB(PIN 9)：反馈电阻端。
方波-三角波-正弦波函数发生器设计
湖北民族学院课程设计报告课程设计题目课程：电子线路课程设计专业：班级：学号：学生姓名：指导教师：2014年 6 月20 日信息工程学院课程设计任务书2014年6月20日信息工程学院课程设计成绩评定表摘要函数信号发生器是一种能够产生多种波形，如方波、三角波、正弦波的电路。
函数发生器在电路实验和设备检测中具有十分广泛的用途。
通过对函数波形发生器的原理以及构成分析，可设计一个能变换出方波、三角波、正弦波、方波的函数波形发生器。
该系统通过介绍一种电路的连接，实现函数发生器的基本功能。
将其接入电源，并通过在示波器上观察波形及数据，得到结果。
其中电压比较器实现方波的输出，又连接积分器得到三角波，并通过三角波-正弦波转换电路看到正弦波，得到想要的信号。
该系统利用了Protues电路仿真软件进行电路图的绘制以及仿真。
Protues软件结合了直观的捕捉和功能强大的仿真，能够快速、轻松、高效地对电路进行设计和验证。
凭借Protues，可以立即创建具有完整组件库的电路图，并让设计者实现相应的技术指标。
本课题采用集成芯片ICL8038制作方波-三角波-正弦波函数发生器的设计方法，经过protues仿真得出了方波、三角波、正弦波、方波-正弦波转换及三角波-正弦波转换的波形图。
关键词：电源，波形，比较器，积分器，转换电路，低通滤波，Protues目录1引言-------------------------------------------------------------- 51.1课程设计任务------------------------------------------------- 51.2课程设计的目的----------------------------------------------- 51.3课程设计要求------------------------------------------------ 52 任务提出与方案论证------------------------------------------------ 62.1函数发生器的概述--------------------------------------------- 62.2方案论证 --------------------------------------------------- 63 总体设计---------------------------------------------------------- 83.1总电路图----------------------------------------------------- 83.2 电路仿真与调试技术------------------------------------------ 94 详细设计及仿真--------------------------------------------------- 10 4.1 方波发生电路的工作原理与运放741工作原理-------------------- 10 4.2方波—三角波产生电路的工作原理------------------------------ 104.3三角波—正弦波转换电路的工作原理---------------------------- 114.4整体仿真效果图---------------------------------------------- 135 总结------------------------------------------------------------- 14 参考文献----------------------------------------------------------- 151引言现在世界中电子技术和电子产品的应用越加广泛，人们对电子技术的要求也越来越高。
设计制作一个方波-三角波-正弦波函数信号发生器 Microsoft Word 文档
课程设计说明书课程设计名称：模拟电子课程设计课程设计题目：设计制作一个方波-三角波-正弦波函数转换器学院名称：信息工程学院专业：通信工程班级：090422学号：******** 姓名：龙敏丽评分：教师：欧巧凤、张华南20 11 年 3 月23 日模拟电路课程设计任务书20 10 －20 11 学年第2 学期第1 周－ 2 周题目设计制作一个方波-三角波-正弦波函数转换器内容及要求①输出波形频率范围为0.02Hz～20KHz且连续可调；②正弦波幅值为±2v；③方波幅值为±2v；④三角波峰－峰值为2v，占空比可调。
能根据题目的要求，综合所学知识，进行资料查询、系统设计、选用合适的元器件，先仿真通过后，用万能板/实验箱制作调试和进行结果分析，按学院要求的格式写出总结报告进度安排1. 布置任务、查阅资料、选择方案，领仪器设备： 3天；2. 领元器件、制作、焊接：3天3．调试： 3.5天4. 验收：0.5天学生姓名：龙敏丽指导时间：2011年2月24日—3月3日指导地点： E-508 室任务下达2011年 2月22日任务完成2011 年 3 月 3 日考核方式 1.评阅□√ 2.答辩□ 3.实际操作□√ 4.其它□√指导教师欧巧凤系（部）主任付崇芳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。
信号发生器设计(正弦,方波,三角,多用信号发生器)
模拟电路课程设计报告设计课题：信号发生器设计班级：10通信工程三班学生姓名：陶冬波学号：2010550921指导教师：设计时间：目录一、信号发生器摘要--------------------3二、设计目的---------------------3三、设计内容和要求四、设计方案------------------------------------------34.1 RC桥式正弦波产生电路--------------------------------------3 4.2方波产生电路----------------------------------------------------6 4.3三角波产生电路-------------------------------------------------84.4多用信号发生器-------------------------------------------------9五、组装调试及元件清单---------------------------105.1 测试仪器---------------------------------------------------------10 5.2信号发生器元件清单-----------------------------------------------115.3调试中出现的故障、原因及排除方法----------------------11六、总结设计电路，改进措施----------------------116.1 正弦波产生电路改进措施--------------------------------------116.2多用信号发生器改进措施---------------------------------------11七、收获和体会-----------------------------------------12八、参考文献--------------------------------------------12信号发生器设计一、信号发生器设计摘要：本设计介绍了波形发生器的制作和设计过程,并根据输出波形特性研究该电路的可行性。
EDA课程设计正弦信号发生器的设计
《EDA技术》设计报告设计题目正弦信号发生器的设计院系：信息工程学院专业：通信工程学姓号：名：RST7 根地址线CLK计 数器8 位R O M并转串输出TLV5620 D/A 转换一．设计任务及要求1. 设计任务 :利用实验箱上的 D/A 转换器和示波器设计正弦波发生器，可以在示波器上观察到正弦波2. 设计要求 :（1） 用 VHDL 编写正弦波扫描驱动电路 （2） 设计可以产生正弦波信号的电路（3） 连接实验箱上的 D/A 转换器和示波器，观察正弦波波形二．设计方案（1）设计能存储数据的 ROM 模块，将正弦波的正弦信号数据存储在在 ROM 中，通过地址发生器读取，将正弦波信号输入八位 D/A 转化器，在示波器上观察波形（2）用 VHDL 编写正弦波信号数据， 将正弦波信号输入八位 D/A 转化器， 在示波器上观察波形三．设计框图图 1 设计框图信号发生器主要由以下几个部分构成：计数器用于对数据进行采样，ROM用于存储待采样的波形幅度数值， TLV5620 用于将采集的到正弦波数字量变为模拟量，最后通过示波器进行测量获得的波形。
其中，ROM 设置为 7 根地址线， 8个数据位，8 位并行输出。
TLV5260 为串行输入的 D/A 转换芯片，因此要把 ROM 中并行输出的数据进行并转串。
四．实现步骤1. 定制 ROMROM 的数据位选择为8 位，数据数选择128 个。
利用megawizard plug-in manager定制正弦信号数据ROM 宏功能块，并将上面的波形数据加载于此ROM 中。
如图 3 所示。
图2 ROM 存储的数据图3 调入ROM 初始化数据文件并选择在系统读写功能2. 设计顶层.顶层设计主要是通过编写VHDL 语言或设计原理图用于产生计数信号和调用room 存储的数据并输出。
在此步骤里要建立EDA 工程文件，工程文件结构如图4 所示，SIN_CNT 中的VHDL 代码如下：LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITY SIN_GNT ISPORT ( RST, CLK, EN : IN STD_LOGIC;ADDR : OUT STD_LOGIC_VECTOR(6 DOWNTO 0);DOUT : OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0) );END SIN_GNT;ARCHITECTURE BEHA VIOR OF SIN_GNT ISCOMPONENT ROM ISPORT ( address : IN STD_LOGIC_VECTOR(6 DOWNTO 0);inclock : IN STD_LOGIC;q : OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0) );END COMPONENT;SIGNAL Q : STD_LOGIC_VECTOR(6 DOWNTO 0);BEGINU : ROM PORT MAP ( address => Q,inclock => CLK,q => DOUT);PROCESS(CLK, RST, EN)BEGINIF RST = '0' THENQ <= "0000000";ELSIF CLK'EVENT AND CLK = '1' THENIF EN = '1' THENQ <= Q + 1;END IF;END IF;END PROCESS;ADDR <= Q;END BEHA VIOR;工程文件的建立步骤简述如下：1、新建一个文件夹。
正弦波信号发生器的设计及电路图
正弦波信号发生器的设计及电路图正弦波信号发生器的设计结构上看，正弦波振荡电路就是一个没有输入信号的带选频网络的正反馈放大电路。
分析RC串并联选频网络的特性，根据正弦波振荡电路的两个条件，即振幅平衡与相位平衡，来选择合适的放大电路指标，来构成一个完整的振荡电路。
很多应用中都要用到范围可调的LC振荡器，它能够在电路输出负载变化时提供近似恒定的频率、几乎无谐波的输出。
电路必须提供足够的增益才能使低阻抗的LC电路起振，并调整振荡的幅度，以提高频率稳定性，减小THD（总谐波失真）。
1引言在实践中，广泛采用各种类型的信号产生电路，就其波形来说，可能是正弦波或非正弦波。
在通信、广播、电视系统中，都需要射频（高频）发射，这里的射频波就是载波，把音频（低频）、视频信号或脉冲信号运载出去，这就需要能产生高频信号的振荡器。
在工业、农业、生物医学等领域内，如高频感应加热、熔炼、淬火，超声波焊接，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。
可见，正弦波振荡电路在各个科学技术部门的应用是十分广泛的。
2正弦波振荡电路的振荡条件从结构上来看，正弦波振荡电路就是一个没有输入信号的带选频网络的正反馈放大电路。
图1表示接成正反馈时，放大电路在输入信号某i=0时的方框图，改画一下，便得图2。
由图可知，如在放大电路的输入端（1端）外接一定频率、一定幅度的正弦波信号某a，经过基本放大电路和反馈网络所构成的环路传输后，在反馈网络的输出端（2端），得到反馈信号某f，如果某f与某a在大小和相位上一致，那么，就可以除去外接信号某a，而将1、2两端连接在一起（如图中的虚线所示）而形成闭环系统，其输出端可能继续维持与开环时一样的输出信号。
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课程设计I(论文)说明书
(正弦波信号发生器设计)
2010年1月19日
摘要
正弦波是通过信号发生器，产生正弦信号得到的波形，方波是通过对原信号进行整形得到的波形。
本文主要介绍了基于op07和555芯片的正弦波-方波函数发生器。
以op07和555定时器构成正弦波和方波的发生系统。
Op07放大器可以用于设计正弦信号，而正弦波可以通过555定时器构成的斯密特触发器整形后产生方波信号。
正弦波方波可以通过示波器检验所产生的信号。
测量其波形的幅度和频率观察是否达到要求，观察波形是否失真。
关键词：正弦波方波 op07 555定时器
目录
引言 (2)
1 发生器系统设计 (2)
1.1系统设计目标 (2)
1.2 总体设计 (2)
1.3具体参数设计 (4)
2 发生器系统的仿真论证 (4)
3 系统硬件的制作 (4)
4 系统调试 (5)
5 结论 (5)
参考文献 (6)
附录 (7)
1
引言
正弦波和方波是在教学中经常遇到的两种波形。
本文简单介绍正弦波和方波产生的一种方式。
在这种方式中具体包含信号发生器的设计、系统的论证、硬件的制作，发生器系统的调制。
1、发生器系统的设计
1.1发生器系统的设计目标
设计正弦波和方波发生器，性能指标要求如下：
1）频率范围100Hz-1KHz ；
2）输出电压p p V ->1V ；
3）波形特性：非线性失真~γ<5%。
1.2总体设计
（1）正弦波设计：正弦波振荡电路由基本放大电路、反馈网络、选频网络组成。
2
图1.1
正弦波振荡电路产生的条件是要满足振幅平衡和相位平衡，即AF=1；
φa+φb=±2nπ；A=X。
/Xid; F=Xf/X。
；正弦波振荡电路必须有基本放大电路，本设计以op07芯片作为其基本放大电路。
基本放大电路的输出和基本放大电路的负极连接电阻作为反馈网络。
反馈网络中两个反向二极管起到稳压的作用。
振荡电路的振荡频率f0是由相位平衡条件决定的。
一个振荡电路只在一个频率下满足相位平衡条件，这要求AF环路中包含一个具有选频特性的选频网络。
f0=1/2πRC。
要实现频率可调，在电容C不变的情况下电阻R可调就可以实现频率f0的变化。
（2）方波设计：方波可以把正弦波通过斯密特触发器整形后产生。
基于555定时器接成的斯密特触发器。
设斯密特触发器输出波形为V1，V2且V1>V2。
输入正弦波v1从0逐渐升高的过程：v1<1/3Vcc时，输出v0=V1；
当1/3Vcc<v1<2/3Vcc时，输出v0=V2保持不变；
v1>2/3Vcc时，v0=V2；
输入正弦波v1从高于2/3Vcc开始下降的过程：当1/3Vcc<v1<2/3Vcc时，
输出v0=V2保持不变；v1<1/3Vcc时，输出v0=V1；
此电路中会产生V=1/3Vcc的回差电压。
这个电压就是就是方波的振幅。
而方波的频率是随着正弦波的频率变化的。
所以方波的频率等于正弦波的频率f0。
3
（3）正弦波和方波的连接框图：
图1.2
1.3 具体参数设计
根据设计的频率范围要求：100Hz-1KHz；由f0=1/2πRC，在电容为0.1uF时。
可以计算出1.59k<R<15.9k，为了满足设计要求选择50k的级联电阻。
而正弦波的振幅由反馈网络中的R1、R2、二极管构成的稳压管电压VD决定。
正弦波输出电压V1=3R1/(2R1-R2)；为了能够起振，要求R1+R2>2R1，选择R1=5.1k，那么R2>5.1k，所以选择阻值为20k的可变电阻。
而在电源提供给芯片的电压中还有一些杂波，所以在接入C4、C5、C6起到滤波的作用。
C7是起到积分的作用和隔直流的作用。
总而使得方波的输出波形更加的稳定。
原理图（见附录图d）2、发生器系统的仿真论证
在实际制作之前，根据设计的原理图，通过multisim10.0仿真软件进行仿真，完善原理图的设计。
仿真原理图（见附录图a），通过示波器检测得到的正弦波形（见附录图b），通过示波器检测得到的方波形（见附录图c）；
4
3 、系统硬件的制作
电路板的绘画可以通过DXP2004来完成，根据设计的电路绘制原理图（见附录）绘制出的原理图导出PCB，再通过人工的排序后，设置线条的大小和安全距离，自动布线，再对自动布线后的结构做必要的修改，只PCB板更加的美观（见附录）。
根据PCB板做出电路板。
并焊接。
完成电路板硬件的制作。
4、系统调制
用万用表根据原理图线路的连接对电路板进行检测是否有短路、虚焊、断路现象。
完成这些操作后，正确的把电路板接入电源。
用示波器检测波形的幅频特性和观察波形是否失真。
开始调制时。
由于设计的时候没有考虑到要频率的可调性，在选频网路中没有用到可调电阻，所以频率只能在一个频率点上，并不能满足频率可调的要求，根据频率的范围选择50k的级联电阻，使得选频网络中的电阻能够达到同步可调。
用级联电阻调节正弦函数的频率。
产生的正弦波导入斯密特触发器是，回出项较大程度的失真，可能是因为导入的正弦波中存在着杂波，导致整形后得到的方波出现毛尖的问题。
在导入正弦波之前加一个积分电容。
得到的波形基本达到要求。
调制完善后。
用示波器对波形进行测量，在大致不是真的情况下，频率在32Hz~4kHz，正弦波的峰峰值为：6.8V，方波的峰峰值为3.1V。
基本达到了设计的要求。
频率理论值计算如下；
C3=0.1uF；Rp=0~50k；
f<∞；。
=>31.8Hz<。
fπ2/1
=
RC
但是在电路的调制过程中当调制的范围大于4kHz后，波形出项较严重的失真。
5、总结
正弦波-方波函数发生器可以分为正弦波产生部分和方波产生部分。
正弦波的产生电路时基于op07的放大电路实现的，通过放大电路的自激振荡来完成，这需要放大器满足自激振荡的条件：AF=1；φa+φb=±2nπ。
由基本放大电路、选频网络、反馈网络构成。
而方波的才产生是由555构成的斯密特触发器整形后实现。
本文主要陈述了正弦波-方波函数发生器的原理，正弦波的设计，方波的设计。
绘制原理图到，设计PCB图，到做电路板和调制的全过程。
设计的电路基本完成了设计的要求，但其中也有缺点和需要完善的地方。
在正弦波部分缺点主要是波形有些微弱的失真，波形的上升部分下降部分微弱的不对称，可能是由于选择的元器件精确度不够，导致在调制的时候没有办法做到更加的准确。
方波部分可能是因为输入的正弦波并没有到达要求，所以输出的方波有些微弱的杂波。
出现毛尖现在。
因为电源提供给芯片的电压中也存在微小的杂波，如果能够把电源里的杂波滤除，系统收到的干扰也将会减少。
通过课程设计掌握了一个电路板从设计到调制完成的全过程。
5
参考文献
【1】康华光，陈大钦，张林.电子技术基础模拟部分（第五版）【M】北京：高等教育出版社，2010：339~342，434~441
【2】阎石.数字电子技术基础（第五版）【M】.北京：高等教育出版社，2010，488~497
【3】周巍，黄建华.数字逻辑电路•实验•设计.•仿真【M】.成都：电子科技大学出版社，2010，98~99
[1] 陈尚松,雷加,郭庆.电子测量与仪器[M].北京：电子工业出版社，2005：108～126
6
附录
仿真原理图：
图a
正弦波仿真：
图b
7
方波仿真：
图c
DXP原理图：
图d
DXP-PCB图：
8。