简易函数信号发生器..
《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。
简易函数信号发生器设计教材
单片机原理及接口技术课程设计（论文）题目：简易函数信号发生器设计院（系）：专业班级：学号：学生姓名：指导教师：（签字）起止时间： 2015.6.22—2015.7.3课程设计（论文）任务及评语院（系）：电气工程学院教研室：自动化注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算摘要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。
各种波形曲线各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、正弦波的电路被称为函数信号发生器。
信号发生器在电路实验和设备检测中有着十分广泛的用途。
通过对信号发生器原理以及机构的分析，我们设计了一个能产生锯齿波，三角波，梯形波的信号发生器。
本课题采用STC12C5A60S2单片机作为数据处理及控制核心，DAC0832作为输出D/A转换，LM358作为输出信号放大芯片，LCD12864作为显示界面，用来显示幅值、周期（频率）、波形名称、操作提示等信息的设计方法，介绍了简易函数信号发生器设计的基本工作原理和应用，并详细叙述了单元电路结构、元件连线、信号控制方法及相应程序设计。
关键词：函数信号发生器；锯齿波；三角波；梯形波目录第1章绪论 (1)第2章课程设计的方案 (2)2.1概述 (2)2.2方案比较 (2)第3章硬件设计 (4)3.1主控系统 (4)3.2波形转换（D/A）电路 (6)3.3波形输出放大电路 (7)3.4显示接口电路 (10)3.4.1 LCD12864管脚功能描述： (11)3.4.2 控制界面的4 种模式 (11)3.5按键电路 (12)3.6下载调试电路 (12)第4章软件设计 (15)4.1主程序流程图 (15)4.2锯齿波的产生 (16)4.3三角波的产生 (16)4.4梯形波的产生 (18)第5章课程设计总结 (19)参考文献 (20)附录 (21)第1章绪论信号发生器是研究及工程实践中的重要仪表之一，在电子工程，通信工程，自动控制，测量仪器，仪表和计算机等技术领域的系统设计及调试过程中，用不同频率的锯齿波，三角波和梯形波作为信号源，应用十分方便。
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。
简易多功能函数发生器
摘要多功能函数发生器往往用来产生频率可调的信号源，甚至是产生可调范围大、精度高、信号稳定的信号源，广泛应用于通信、雷达、导航、宇航等领域。
简易多功能函数发生器是由集成芯片ICL8038构成的精密振荡集成电路和集成运算放大器电路来实现。
集成芯片ICL8038内部包括方波发生电路，三角波发生电路和正弦波变换器电路三个部分。
矩形波发生电路是通过电容的充放电，使得电容两端的电压发生改变，从而使得电压比较器的输出端为高电平或低电平，再通过RS触发器可获得方波；三角波电路是通过两个恒流源对电容的充放电，使之产生三角波；正弦波变换器是把三角波转换为平滑性好的正弦波。
集成运算放大器电路实现了对波形输出电压的调节和提高带负载的能力。
借助Proteus仿真软件对简易多功能函数发生器进行了性能和功能的仿真，通过仿真分析验证了设计的正确性，并达到了设计的预期的效果。
关键词：函数发生器；变换器；比较器；ProteusMultifunctional function generator are often used to produce frequency adjustable source, even generate adjustable range, high precision, signal stable source, which widely used in communication, radar, navigation and aerospace etc. Simple multi-function function generator is made up of by the composed of precision oscillation integrated chips ICL8038 of integrated circuits and integrated operational amplifier circuit to achieve. Integrated chips ICL8038 internal including square wave happen circuit, triangle wave occurred circuit and the sine wave converter circuit three parts. Rectangular wave occurred circuit is through the capacitance charge-discharge, makes the capacitance on both ends of the voltage change, thus make the voltage comparator's output terminal for high or low level, again through the RS flip-flops can get square wave; The triangle wave circuit is through the two constant current source capacitance of the charging and discharging, causes it to have the triangle wave. Sine wave converter is converted to the triangle wave smoothness good sine wave. Integrated operational amplifier circuit realized with output voltage waveform of the adjustment and impro ve the ability of with load. By proteus simulation software to the summary with multi-function function generator the performance and the function of the simulation, through the simu lation analysis verify the correctness of design, and meet the design the expected effect.Key words:Function generator，Sine wave converter，Comparing unit，Proteus摘要 (Ⅰ)Abstract (Ⅱ)第一部分课程设计制作 (3)第一章简易多功能函数发生器方案设计 (3)1.1 绪论 (3)1.2 简易多功能函数波形发生器功能或性能 (3)1.3 函数发生器的设计方案 (4)1.3.1基于集成运算放大器的函数发生器 (4)1.3.2基于555电路的函数发生器 (4)1.3.4 比较方案 (5)第二章简易多功能函数发生器电路的设计 (6)2.1 简易多功能函数发生器 (6)2.1.1 ICL8038内部框图介绍 (6)2.1.2 内部框图工作原理 (7)2.2 ICL8038的引脚说明 (7)2.2.1 ICL8038的性能特点 (8)2.3方案电路工作原理 (8)2.4振荡频率的计算 (9)2.5 电路参数设计 (9)第三章简易多功能函数发生器电路的仿真与分析 (11)3.1 多功能函数发生器方波发生电路的仿真分析 (11)3.2多功能函数发生器正弦波发生电路的仿真分析 (12)3.3多功能函数发生器三角波发生电路的仿真分析 (12)3.4 多功能函数发生器三种波形输出电压幅值的仿真分析 (13)总结 (14)参考文献 (15)致谢 (16)附录一简易多功能函数发生器的电路图 (17)附录二简易多功能函数发生器的元件明细表 (18)第二部分PCB板的制作 (19)第一章多功能函数发生器原理图和PCB的绘制 (19)1.1 多功能信号发生器的原理图绘制步骤 (19)1.2 Protel99SE中原理图的PCB图生成 (19)1.3 绘制PCB遇到的问题 (20)1.4 多功能函数发生器的PCB板图 (20)第三部分收音机焊接 (21)第一章收音机简介 (21)1.1 无线电波的分类 (21)1.2收音机的发展 (21)第二章超外差式收音机 (23)1.1 工作原理 (23)1.1.1 最简收音机原理 (23)1.1.2 超外差式收音机原理 (23)1.1.3 调幅(AM)工作原理 (24)1.1.4 调频（FM）工作原理 (24)1.1.5 收音机电路原理图和PCB图 (24)第三章超外差式收音机的安装、焊接与调试 (26)3.1 安装 (26)3.1.1 准备工作 (26)3.1.2 安装方法与步骤 (28)3.2 焊接 (28)3.2.1 焊接步骤 (28)3.2.2 注意事项 (28)3.3 故障检查 (29)3.4 调试 (29)3.4.1 工作点的调试 (30)3.4.2 中周的调试 (30)3.4.3 对刻度 (30)3.4.4 高端的对准 (30)3.4.5 三点统调 (31)3.4.6 整体效果 (31)3.4.7 总结 (31)第一部分课程设计制作第一章简易多功能函数发生器方案设计在电子工程、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，经常需要用到各种各样的信号波形发生器。
主参1-简易函数信号发生器
模拟电子技术课程设计任务书系：通信与电子年级：12级专业：物联网指导教师姓名殷志坚学生姓名王洁课题名称简易函数信号发生器内容及任务一、设计任务和要求1．设计正弦波-方波-三角波函数发生器，性能指标要求：拟定测试方案和设计步骤；根据性能指标，计算元件参数，选好元件，设计电路并画出电路图；测量输出信号的幅度和频率；撰写设计报告。
2．要求采用RC振荡电路产生正弦波。
3.通过查找资料选定两个以上方案，进行方案比较论证，确定一个较好的方案。
二、设计内容设计一个电路能够产生正弦波、方波和三角波等三种波形。
三、技术指标（1）频率范围：100Hz—1kHz;1—10kHz.（2）输出电压范围：方波Upp=24V；三角波Upp=6V；正弦波U>1V。
（3）波形特征：方波tr<10μs（1kHz,最大输出时），三角波失真系数γ<2%，正弦波失真系数γ<5%。
主要参考资料目录第1章绪论 (3)第2章函数发生器原理框图及总体框图2.1总体框图 (4)2.2 函数发生器方案选择 (5)第3章各部分电路设计及总电路图3.1 正弦波产生的工作原理 (6)3.2 方波和三角波产生的工作原理 (7)3.3 简易信号发生器总电路图 (10)第4章 Multism10.1电路仿真及仿真结果4.1 multism软件的简单介绍 (11)4.2正弦波发生电路的仿真 (11)4.3方波发生电路的仿真 (12)4.4三角波电路的仿真 (13)第5章实验总结 (14)附录A 元器件清单 (15)第一章绪论近这些年来，计算机技术进入了前所未有的快速发展时期。
而特别是高集成电路作为一个子系统的应用，发展更是迅速，已成为新一代电子设备不可缺少的核心部件，其在现实生活中的运用也是非常普遍。
在科学研究、工程教育及生产实践中，如工业过程控制、教学实验、机械振动试验、动态分析、材料试验、生物医学等领域，常常需要用到低频信号发生器。
在日常维修、教学和科研中，函数信号发生器也是不可缺少的工具。
简易函数信号发生器设计
简易函数信号发生器设计摘要：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。
这次的设计分为五个模块：单片机控制及显示模块、数模转换模块、波形产生模块、输出显示模块、电源模块。
使用AT89C52作为主控台结合芯片DAC0832产生1HZ-300HZ频率可调的五种信号波（正弦波、三角波和方波）。
这几种波形有几个开关控制，可以随意进行切换，十分方便。
另外，波形的频率和振幅也可以通过开关进行更改。
可以说这次的设计操作简单，内容丰富，而且电路快捷明了。
在编程语言上，我们选择自身比较熟悉的C语言，这样在后期波形的调试及与硬件衔接方面更容易发挥出自身优势。
经过设计及后期长时间的调试，设计的所有功能均已实现。
关键字：信号发生器、频率、幅度、AT98C52、DAC08321、设计要求1）以单片机为核心，经过D/A转换和放大电路的处理，最后输出信号；2）要求能输出正弦波、三角波和方波四种信号；3）输出信号可以通过按键来改变；4）频率可变，范围在1---300hz；5）幅度可调0---10v；6）可实现四路A/D电压采样；2、总体设计2.1 系统组成及工作原理该函数信号发生器可以输出四种波形，有正弦波、三角波和方波。
在此基础上进一步实现对波形频率和占空比的调节，并用液晶屏分两行显示波形名称和波形频率。
函数信号发生器的设计总体框图如图1所示，主要有单片机AT89C52,电源，键盘模块，LCD1602显示模块构成。
按案件模块：由5个复位开关与74LS21组成的系统通过对单片机传输中断信号来实现波形切换及频率和占空比的调节。
显示模块：用LCD1602，分行显示波形类型和波形频率的显示。
图1 系统总体框图2.2测量原理我们这个系统可实现四路A/D电压采样，使用的算法是：V=5*N/256,取五个点电压进行测量，并将测量完的十进制数据转化为二进制数据。
AD采样数据电压源输入0.100.200.300.400.451.012.003.024.01 4.51电压表测得（放大后）采集系统测得 1.01 2.00 3.02 4.02 4.52 3、硬件设计3.1硬件组成3.1.1 资源分配晶振采用12MHZ。
简易信号发生器
课程设计任务设计题目：简易信号发生器目录一．概述 (2)二．设计目的 (2)三．设计内容 (2)四．设计要求 (2)五．总体设计方案 (2)六．电路调试 (6)七．实验设备仪器 (7)八．设计心得体会 (7)九．参考文献资料 (7)一．概述函数发生器是一种可以同时产生方波,三角波和正弦波的专用集成电路。
当调节外部电路参数时，还可以获得占空比可调节的矩形波和锯齿波。
因此，广泛的用于仪器仪表之中。
本设计采用集成函数发生器ICL8038 设计并制作一个能产生三角波、正弦波、方波信号简易函数信号发生器。
二．设计目的1. 学习基本理论在实践中综合运用的初步经验，掌握模拟电路设计的基本方法，设计步骤，培养综合设计与调试能力。
2. 学习简易函数信号发生器的设计方法。
3.培养实践技能，提高分析和解决实际问题的能力。
三．设计内容采用集成函数发生器ICL8038 设计并制作一个能产生三角波、正弦波、方波信号简易函数信号发生器。
四．设计要求基本要求：信号频率范围100Hz~1KHz ；1KHz~10KHz正弦波峰峰值1v 幅值可调方波峰峰值24V 幅值可调三角波峰峰值6V 幅值可调频率控制方式手动通过改变时间常数RC 实现扩展要求：通过改变控制电压实现频率的压控，压控电压范围0～3V五．总体设计方案函数发生器是一种可以同时产生方波、三角波和正弦波的专用集成电路。
当调节外部电路参数时，还可以获得占空比可调的矩形波和锯齿波，其频率范围从1Hz 到几百kHz，频率的大小与外接相应电阻和电容有关，目前广泛应用于仪器仪表之中。
单片集成函数发生器ICL8038函数发生器的原理框图及管脚排列图分别见图1和图2.ICL8038 是一款性能优良的集成函数发生器，即可用单电源供电，也可双电源供电。
单电源供电时，将引脚11 接地，6 脚接+VCC，其值为10～30V：可双电源供电时，引脚11接-V EE，引脚 6 接+VCC，它们的值为±5～±15V。
简易信号发生器课程设计
第一章方案的选择1.1 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。
但是对于三角波的产生则有一定的麻烦。
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。
1.2 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。
容C两端电压uc8038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。
第二章基本原理2.1 函数发生器的组成函数发生器一般是指能自动产生正弦波、方波、三角波的电压波形的电路或者仪器。
电路形式可以采用由运放及分离元件构成；也可以采用单片集成函数发生器。
根据用途不同，有产生三种或多种波形的函数发生器，本课题介绍方波、三角波、正弦波函数发生器的方法。
函数信号发生器是是由基础的非正弦信号发生电路和正弦波形发生电路组合而成。
下面我们将分别对各个波形的发生进行分析，从而达到在合成电路时使电路更加合理。
2.2 RC 桥式正弦波振荡器（文氏电桥振荡器）图2-1为RC 桥式正弦波振荡器。
其中RC 串、并联电路构成正反馈支路，同时兼作选频网络，R 1、R 2、R W 及二极管等元件构成负反馈和稳幅环节。
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郑州科技学院《模拟电子技术》课程设计题目简易函数信号发生器学生姓名王锋专业班级12级通信工程3班学号201251011院（系）信息工程学院指导教师李瑞贤完成时间2014年5月10日目录1 函数信号发生器 (1)1.1 信号发生器的应用领域 (1)1.2函数信号发生器的发展趋势 (2)2 课程设计的目的 (2)3 课程设计的任务与要求 (3)3.1 设计任务 (3)3.2设计要求 (3)4 函数信号发生器设计方案与论证 (3)4.1 方案选择与论证 (3)4.2 函数信号发生器原理电路图 (7)4.2.1 正弦波发生电路的工作原理 (7)4.2.2 正弦波—方波转换电路的工作原理 (8)4.2.3 方波—三角波转换电路的工作原理 (10)4.2.4 电路参数的计算及选择 (11)5 总原理图 (12)6 电路的仿真 (13)6.1正弦波发生电路的仿真 (13)6.2方波——三角波转换电路的仿真 (14)7 电路的安装与调试 (14)7.1正弦波发生电路的安装与调试 (14)7.2正弦波—方波转换电路的安装与调试 (15)7.3方波—三角波转换电路的安装与调试 (15)7.4总电路的调试 (15)8 元器件列表 (16)9 课设小结 (16)10 参考文献 (18)1 函数信号发生器1.1 信号发生器的应用领域信号发生器应用广泛，种类繁多，性能各异，分类也不尽一致。
按照频率范围分类可以分为：超低频信号发生器、低频信号发生器、视频信号发生器、高频波形发生器、甚高频波形发生器和超高频信号发生器。
按照输出波形分类可以分为：正弦信号发生器和非正弦信号发生器，非正弦信号发生器又包括：脉冲信号发生器，信号发生器、扫频信号发生器、数字序列波形发生器、图形信号发生器、噪声信号发生器等。
按照信号发生器性能指标可以分为一般信号发生器和标准信号发生器。
前者指对输出信号的频率、幅度的准确度和稳定度以及波形失真等要求不高的一类信号发生器。
信号发生器是指产生所需参数的电测试信号的仪器。
按信号波形可分为正弦信号、函数（波形）信号、脉冲信号和随机信号发生器等四大类。
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。
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（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，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1.2 函数信号发生器的发展趋势现在各高校理工科都涉及相关函数信号发生器。
我国信号发生器行业运行目前发展形势良好，该行业企业正逐步向产业化、规模化发展，随着我国信号发生器行业运行需求市场的不断扩大以及出口增长，我国信号发生器行业运行将会迎来一个新的发展机遇,同时伴随着我国信号发生器市场的迅猛发展，与之相关的核心生产技术应用与研发必将成为业内企业关注的焦点。
了解国内外信号发生器生产核心技术的研发动向、工艺设备、技术应用及趋势对于企业提升产品技术规格，提高市场竞争力十分关键。
2 课程设计的目的通过对函数信号发生器的设计过程、设计要求、设计内容、设计方法，能根据用户的要求及工艺需要进行电子芯片设计并制定有关技术文件。
培养学生综合运用已学知识解决实际工程技术问题的能力、查阅图书资料和各种工具书的能力、工程绘图能力、撰写技术报告和编制技术资料的能力，受到一次电子课程设计方面的基本训练。
培养学生利用模电技术知识，解决电子设计中常见实际问题的能力，使学生积累实际模电技术。
通过本课程设计的学习，学生将复习所学的专业知识，使课堂学习的理论知识应用于实践，通过本课程设计的实践使学生具有一定的实践操作能力。
掌握常用模拟电路的一般设计方法，提高设计能力和实践动手能力，为以后从事电子电路设计、研发电子产品打下良好的基础。
1.熟悉集成运放的工作原理及接法；2.掌握振荡电路工作原理；3.掌握三极管的开关作用；4.掌握稳压管的作用；5.函数信号发生器可以很方便的解决需要多种波形的电路的设计，有助于了解到电路从设计到焊接调试等过程，加强对电路的了解，熟悉各个元件的操作及其的资料，并学会应用。
3课程设计的任务与要求3.1 设计任务设计一个函数信号发生器,并测出波形。
3.2 设计要求1、频率范围三段：10～100Hz，100 Hz～1KHz，1 KHz～10 KHz；2、2、正弦波Uopp≈3V，三角波Uopp≈5V，方波Uopp≈14V；3、幅度连续可调，线性失真小；达到测试效果。
4 函数信号发生器设计方案与论证4.1 方案选择与论证方案一：先产生正弦波，再由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。
RC正弦波振荡电电压比较器积分电路正弦波方波三角波图 4-1-1正弦波变方波三角波RC 正弦波振荡电路、电压比较器、积分电路共同组成的正弦波—方波—三角波函数发生器的设计方法，电路框图如上。
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。
此电路具有良好的正弦波和方波信号。
但经过积分器电路产生的同步三角波信号，存在难度。
原因是积分器电路的积分时间常数是不变的，而随着方波信号频率的改变，积分电路输出的三角波幅度同时改变。
若要保持三角波幅度不变，需同时改变积分时间常数的大小。
方案二：先产生方波，再将方波变成三角波，再将三角波通过差分放大器产生正弦波。
图4-1-2方波变三角波正弦波555多谐振荡器积分电路 低通滤波方波正弦波 三角波图4-1-3 方波发生电路原理：首先由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，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。
利用555与外围元件构成多谐振荡器，来产生方波的原理。
用555定时器组成的多谐振荡器如图3所示。
接通电源后，电容C2被充电，当电容C2上端电压Vc升到2Vcc/3时使555第3脚V0为低电平，同时555内放电三极管T导通，此时电容C2通过R3、Rp放电，Vc下降。
当Vc下降到Vcc/3时，V0翻转为高电平。
电容器C2放电所需的时间为t pL= ( R3 +Rp) C2ln2 (3-1)当放电结束时，T截止，Vcc将通过R1、R3、Rp 向电容器C2充电，Vc由Vcc/3 上升到2Vcc/3所需的时间为t pH= (R1+R3+ Rp) C2ln2=0.7( R1+R3+ Rp) C2(3-2)当Vc上升到2Vcc/3时，电路又翻转为低电平。
如此周而复始，于是，在电路的输出端就得到一个周期性的矩形波。
电路的工作波形如图4，其震荡频率为f=1/（t pL+t pH）=1.43/(R1+2R3+2Rp) C2图4-1-4由555定时器组成的多谐振荡器工作波形三角波--正弦波转换电路的工作原理图4-1-5 三角波产生正弦波原理原理：采用低通滤波的方法将三角波变换为正弦波。
本次设计采用方案一，即由集成运算放大器组成的正弦波—方波—三角波函数发生器的设计方法。
4.2 函数信号发生器原理电路图4.2.1 正弦波发生电路的工作原理图4-2-1正弦波发生电路原理如下： 如图2所示，正弦波电路由放大电路、正反馈网络和选频率网络组成。
RC 串联臂阻抗为Z 1，RC 并联臂阻抗为Z 2，通常要满足R 1=R 2，C 1=C 2，其频率特性分析如下：)/1(111jwC R Z +=，)1/()/1(22222C jwR R jwC R Z +== 反馈网络的反馈系数2222)(31)(sRC sRC sRC Z Z Z s Fv ++=+= 因s=jw ，令w 0=1/RC ，则反馈系数为)(3100w w w w j Fv -+= 幅频特性表达式为2002)(31ww w w Fv -+=当w=w 0=1/RC 时，幅频响应有最大值F vmax =1/3。
此时相频响应为o 0=f ϕ。
这样RC 串并联选频网络送到运算放大器同相输入端的信号电压与输出电压同相，即πϕϕn f A 2=+，RC 反馈为正反馈，满足相位平衡，可能产生振荡。
调节RC 的参数时可实现频率谐振，在频率谐振过程中，电路不会停止振荡，也不会使输出幅度改变。
因此该选频网络决定信号发生器的输出信号频率。
本次采用RC 正弦波振荡器，可产生7Hz 至16KHz 的低频信号，满足设计要求。
4.2.2 正弦波—方波转换电路的工作原理U2ALM324AD321141R61kΩD31N4001D41N40016VEE-12V VEE VCC12VVCCR7100kΩKey=A50%8D6RD15D7RD159514图4-2-2 正弦波—方波转换电路原理如下R 6、D 3、D 4为输入保护电路，R 6为限流电阻，防止R 6过大时损坏运放器；D 3、D 4为输入保护二极管，限制输入电压幅度。
输出回路R 7为限流电阻，D 6 D 7稳压二极管，完成输出电压双向限幅，当输入电压V i 为正弦波信号时，经比较器变换，输出V o 为方波信号，如图所示图4-2-3 方波信号坐标系4.2.3 方波—三角波转换电路的工作原理积分电路U3ALM324AD321141R81kΩR9100kΩ12VCC 12VVCCVEE -12V VEE C31uF R10100kΩ1113图 4-2-4方波—三角波转换电路原理如下：如图5，利用虚短和虚断两条法则求V o 和V i 的关系，有：0==P N V Vdtdv C dt V d C dt dv C i C C -=-==)0(0 （R 为R 8 C 为C 3）有节点电流法可知C R i i =dt dv C R V i 0-= ⎰-=dt v RC v i 10，表明v 0与v i 为积分关系。
因此，若积分器输入为方波，其输出波形即为三角波，如图所示图4-2-5 三角波坐标系但在实际电路中，通常在积分电容C3L 两端并联反馈电阻Rf 即积分电路中的R10用作直流负反馈，目的是减少集成运算放大器输出端的直流漂移。
但是R fC ＞＞R8C.C 太小，会加剧积分漂移，若C 增大，电容漏电也随之增大。