三种输出波形的函数信号发生器的实际设计
函数信号发生器的设计
6
R3
2k
Rp
10k
-12v
12v
7
U2
2
R2 20k
3
D1
1N5235B
迟滞比较 器 R1
10k
D2
1N5235B
12v
积分电路
7
4 1 5
UA741
单元电路
用差分放大器做三角波/正弦波变换电路
三角波/正弦波变换原理： 用差分对管的饱和与截止特性进行变换：差分放大器电流恒 定并要求：传输特性对称线性区尽可能窄；三角波的幅值Vm 应使输出接近晶体管的截止电压；
v O VO 3 VO 2 T / 14 v I
VIm 0.78 T /4
在T/7~3T/14区段内
VIm 0.42 T /4
在3T/14~T/4区段内
v O VOm VO 3 T / 28 v I VIm 0.13 T /4
正弦函数 转换方案1
基本结构是比例放 大器。只是使运放在不 同的时间区段（或输出 电平区段）内，具有不 同的比例系数。对不同 区段内比例系数的切换， 是通过二极管网络来实 现的。 vi vo
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。由 于教学安排及课程进度的限制，本实验的信号产 生电路，推荐采用全模拟电路的实现方案。 模拟电路实现信号产生电路的多种方式
方案一
RC文氏电桥振荡器产生正弦波，方波-三角波产生电路可正 弦波振荡器采用波形变换电路, 通过迟滞比较器变换为方波, 经积分器获得三角波输出。此电路的输出频率就是就是RC文 氏电桥振荡器的振荡频率.
有源正弦函数转换电路的转换原理如图 所示。
若设正弦 波在过零点处 的斜率与三角 波斜率相同， 即
方波-三角波-正弦波函数发生器设计
课程设计任务书学生姓名：专业班级：通信指导教师：工作单位：信息工程学院题目:方波-三角波-正弦波函数发生器设计初始条件：电位器，电容，三极管9013，面包板，其他电阻，基本门电路若干。
要求完成的主要任务:（1）设计组装调试函数发生器；（2）输出波形：方波三角波正弦波；（3）频率范围：在10-10000Hz范围内可调；（4）输出电压：方波Up-p ≦24v,三角波Up-p=8v，正弦波Up-p>1v。
参考书：（1）谢自美主编《电子线路设计，实验，测试》华中科技大学出版社（2）梁宗善主编《电子技术基础课程设计》华中理工大学出版社（3）崔瑞雪张增良主编《电子技术动手实践》北京航空航天大学出版社（4）陈先荣主编《电子技术实验基础》国防工业出版社（5）汪学典主编《电子技术基础实验》华中科技大学出版社时间安排：1 老师布置课程设计题目，学生根据选题开始查找资料；2、课程设计时间为1周。
（1）确定技术方案、电路，并进行分析计算，时间1天；（2）仿真设计与分析，时间2天；（3）总结结果，写出课程设计报告，时间2天。
指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日目录摘要 (4)Abstract (5)1 函数发生器的总方案及原理框图 (6)1.1 函数发生器的总方案 (6)1.2 函数发生器的原理框图 (6)2设计的目的及任务 (7)2.1 课程设计的目的 (7)2.2 课程设计的任务与要求 (7)2.3 课程设计的技术指标 (7)2.4 课程设计时间安排 (7)3各部分电路设计 (8)3.1 方波发生电路的工作原理 (8)3.2 运放741工作原理与电路图 (8)3.3 方波---三角波转换电路的工作原理 (9)3.4 三角波---正弦波转换电路的工作原理 (12)3.5 电路的参数选择及计算 (14)3.6 总电路图 (16)4电路仿真 (17)4.1 方波---三角波发生电路的仿真 (17)4.2 三角波---正弦波转换电路的仿真 (18)5电路的实验结果 (19)5.1 方波---三角波发生电路的实验结果 (19)5.2 三角波---正弦波转换电路的实验结果 (19)6 实验总结 (20)7参考文献 (21)8仪器仪表明细清单 (22)摘要本文通过介绍一种电路的连接，实现函数发生器的基本功能。
函数信号发生器(三角波,梯形波,正弦波)
电子课程设计题目：函数信号发生器的设计学院：机械工程学院班级：测控技术与仪器071班作者：学号：指导教师：2010年7月7日摘要：该函数发生器采用AT89S51 单片机作为控制核心，外围采用数字/模拟转换电路（DAC0832）、运放电路（1458N）等。
电路采用AT89S51单片机和一片DAC0832数模转换器组成函数信号发生器，在单片机的输出端口接DAC0832进行DA转换，再通过运放进行波形调整，最后输出波形接在示波器上显示。
它具有价格低、性能高和在低频范围内稳定性好、操作方便、体积小、耗电少等特点。
由于采用了1458N运算放大器，使其电路更加具有较高的稳定性能，性能比高。
此电路清晰，出现故障容易查找错误，操作简单、方便。
本设计主要应用AT89S51作为控制核心。
硬件电路简单，软件功能完善，控制系统可靠，性价比较高等特点，具有一定的使用和参考价值。
关键词：AT89S51、DAC0832、波形调整【Abstract】： For special requirement the function generator usingAT89S51 microcontroller as the control, external analog / digital conversion circuit (DAC0832), op-amp circuit (1458C) and so on. AT89S51 microcontroller circuit and an integral function DAC0832 digital-signal generator, the microcontroller output port connected to DA converter DAC0832, and then wave through the op amp to adjust the final output connected to the oscilloscope waveform display. It has a low cost, high performance and low frequency range, good stability, easy operation, small size, low power consumption and so on. As a result of 1458G operational amplifier circuit to a more stable performance with high performance is high. The circuit clear, easy to find failure error, simple and convenient.The design of the main application AT89S51 as the control center. Simple hardware circuit, software, functional, and reliable control system, high cost performance characteristics, has some use and reference.Key words:AT89S51, DAC0832, waveform adjust目录1、设计概述1.1、设计任务----------------------------------4 1.2、方案选择与论证----------------------------41.3、系统设计框图------------------------------52、硬件电路设计--------------------------------53、软件系统设计3.1、阶梯波设计思想及流程图--------------------133.3、三角波和正弦波设计思想--------------------144、系统软件仿真4.1、protues仿真原理图------------------------154.2、仿真波形图--------------------------------165、课程设计心得体会---------------------------176、参考文献------------------------------------177、附录附录一：protel原理图----------------------------18 附录二：PCB图 ----------------------------------18 附录三：焊接后的电路板实物图---------------------19 附录四：实际电路板调试后发生阶梯波图-------------19附录五：实验源程序-------------------------------191.1设计任务与要求：1采用AT89S51及DAC0832设计函数信号发生器；2输出信号为正弦波或三角波或阶梯波；3输出信号频率为100Hz，幅度-5V—+5V可调；4必须具有信号输出及外接电源、公共地线接口，程序在线下载接口。
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。
信号发生器实验报告(波形发生器实验报告)
信号发生器一、实验目的1、掌握集成运算放大器的使用方法，加深对集成运算放大器工作原理的理解。
2、掌握用运算放大器构成波形发生器的设计方法。
3、掌握波形发生器电路调试和制作方法 。
二、设计任务设计并制作一个波形发生电路，可以同时输出正弦、方波、三角波三路波形信号。
三、具体要求〔1〕可以同时输出正弦、方波、三角波三路波形信号，波形人眼观察无失真。
〔2〕利用一个按钮，可以切换输出波形信号。
〔3〕频率为1－2KHz 连续可调，波形幅度不作要求。
〔4〕可以自行设计并采用除集成运放外的其他设计方案〔5〕正弦波发生器要求频率连续可调，方波输出要有限幅环节，积分电路要保证电路不出现积分饱和失真。
四、设计思路根本功能：首先采用RC 桥式正弦波振荡器产生正弦波，然后通过整形电路(比拟器)将正弦波变换成方波，通过幅值控制和功率放大电路后由积分电路将方波变成三角波,最后通过切换开关可以同时输出三种信号。
五、具体电路设计方案Ⅰ、RC 桥式正弦波振荡器图1图2电路的振荡频率为：RCf π210=将电阻12k ，62k 及电容100n ，22n ，4.4n 分别代入得频率调节范围为：24.7Hz~127.6Hz ，116.7Hz~603.2Hz ，583.7Hz~3015Hz 。
因为低档的最高频率高于高档的最低频率，所以符合实验中频率连续可调的要求。
如左图1所示，正弦波振荡器采用RC 桥式振荡器产生频率可调的正弦信号。
J 1a 、J 1b 、J 2a 、J 2b 为频率粗调，通过J 1 J 2 切换三组电容，改变频率倍率。
R P1采用双联线性电位器50k ，便于频率细调，可获得所需要的输出频率。
R P2 采用200k 的电位器，调整R P2可改变电路A f 大小，使得电路满足自激振荡条件，另外也可改变正弦波失真度，同时使正弦波趋于稳定。
下列图2为起振波形。
RP2 R4 R13 组成负反应支路，作为稳幅环节。
R13与D1、D2并联，实现振荡幅度的自动稳定。
8038信号发生器
用8038制作多波形信号发生器信号发生器在电子产品研发过程中使用广泛，但对于电子爱好者来说，个人购买一台信号发生器来使用又显得不太合适，本文提供一个可产生多种波形的信号发生器电路，有兴趣的电子爱好者可以自制一个，作为信号发生器来使用。
电路原理图如下图所示。
图中的8038 为函数发生器专用IC，它具有3 种波形输出，分别正弦波、方波和三角波，8038的第10脚外接定时电容，该电容的容值决定了输出波形的频率，电路中的定时电容从C1至C8决定了信号频率的十个倍频程，从500μF开始，依次减小十倍，直到5500pF，频率范围相应地从0.05Hz～0.5 Hz～5Hz～50Hz～500Hz～5kHz～50kHz～500kHz，如果C8取250pF，频率可达1MHz。
图中的V1、R7、R8构成缓冲放大器，R9 为电位器，用于改变输出波形的幅值。
整个电路的频率范围为0.05Hz～1MHz，占空比可以从2%至98%调整，失真不大于1%，线性好，误差不大于0.1%，因此电路很有实用价值。
函数信号发生器的设计与制作系别：电子工程系专业：应用电子技术届：07届姓名：李贤春摘要本系统以ICL8038集成块为核心器件，制作一种函数信号发生器，制作成本较低。
适合学生学习电子技术测量使用。
ICL8038是一种具有多种波形输出的精密振荡集成电路，只需要个别的外部元件就能产生从0.001Hz～30KHz的低失真正弦波、三角波、矩形波等脉冲信号。
输出波形的频率和占空比还可以由电流或电阻控制。
另外由于该芯片具有调制信号输入端，所以可以用来对低频信号进行频率调制。
关键词ICL8038，波形，原理图，常用接法一、概述在电子工程、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。
随着集成电路的迅速发展，用集成电路可很方便地构成各种信号波形发生器。
用集成电路实现的信号波形发生器与其它信号波形发生器相比，其波形质量、幅度和频率稳定性等性能指标，都有了很大的提高。
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。
设计能产生方波、三角波、正弦波的函数信号发生器电路
目录1 课程设计的目的与作用 (1)2 设计任务及所用multisim软件环境介绍 (1)2.1设计任务 (1)2.2所用multisim软件环境介绍 (1)2.2.1 Multistim 10简介 (1)2.2.2 Multistim 10主页面 (2)2.2.3 Multistim 10元器件库 (2)2.2.4 Multistim 10虚拟仪器 (3)2.2.5 Multistim 10分析工具 (3)3 电路模型的建立 (3)3.1原理分析 (3)3.2函数信号发生器各单元电路的设计 (5)3.2.1方波产生电路图 (5)3.2.2方波—三角波转换电路图 (5)3.2.3正弦波电路图 (6)3.2.4方波-三角波-正弦波函数发生器整体电路图 (6)4 理论分析及计算 (7)4.1方波发生电路 (7)4.2方波—三角波 (7)4.3正弦波 (7)5 仿真结果分析 (8)5.1仿真结果 (8)5.1.1方波、三角波产生电路的仿真波形如图所示 (8)5.1.2方波—三角波转换电路的仿真 (10)5.1.3三角波—正弦波转换电路仿真 (11)5.1.4方波—三角波—正弦波转换电路仿真 (12)5.2结果分析 (13)6 设计总结和体会 (133)7 参考文献 (144)I1 课程设计的目的与作用1．巩固和加深对电子电路基本知识的理解，提高综合运用本课程所学知识的能力。
2．培养根据课题需要选学参考书籍，查阅手册、图表和文献资料的自学能力。
通过独立思考，深入钻研有关问题，学会自己分析并解决问题的方法。
3．通过电路方案的分析、论证和比较，设计计算和选取元器件;初步掌握简单实用电路的分析方法和工程设计方法。
4．了解与课题有关的电子电路以及元器件的工程技术规范，能按设计任务书的要求，完成设计任务，编写设计说明书，正确地反映设计与实验的成果，正确地绘制电路图等。
5．培养严肃、认真的工作作风和科学态度2 设计任务及所用multisim软件环境介绍2.1 设计任务设计能产生方波、三角波、正弦波的函数信号发生器电路1）输出各种波形工作频率范围：10—100Hz,100—1KHz,1K—10KHz。
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1 MAX038的性能简介
什么是函数信号发生器
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。
函数信号发生器可以由晶体管、运放IC等通用器件制作，更多的则是用专门的函数信号发生器IC产生。
早期的函数信号发生器IC，如L8038、BA205、
XR2207/2209等，它们的功能较少，精度不高，频率上限只有300kHz，无法产生更高频率的信号，调节方式也不够灵活，频率和占空比不能独立调节，二者互相影响。
鉴于此，美国马克西姆公司开发了新一代函数信号发生器ICMAX038，它克服了上述芯片的缺点，可以达到更高的技术指标，是上述芯片望尘莫及的。
MAX038频率高、精度好，因此它被称为高频精密函数信号发生器IC。
在锁相环、压控振荡器、频率合成器、脉宽调制器等电路的设计上，MAX038都是优选的器件。
其内部电路框图如图1所示。
MAX038的性能特点：
1）能精密地产生三角波、锯齿波、矩形波（含方波）、正弦波信号。
2）频率范围从0.1Hz～20MHz，最高可达40MHz，各种波形的输出幅度均为2V（P －P）。
3）占空比调节范围宽，占空比和频率均可单独调节，二者互不影响，占空比最大调节范围是10％～90％。
4）波形失真小，正弦波失真度小于0.75％，占空比调节时非线性度低于2％。
5）采用±5V双电源供电，允许有5％变化范围，电源电流为80mA，典型功耗400mW，工作温度范围为0～70℃。
6）内设2.5V电压基准，可利用该电压设定FADJ、DADJ的电压值，实现频率微调和占空比调节。
MAX038采用DIP－20封装形式，各管脚的功能如表1所示。
注：表中5个地内部不相连，需外部连接。
2具有三种输出波形的函数信号发生器设计实例
笔者采用MAX038设计了输出三角波、方波和正弦波的函数信号发生器，频率范围为10Hz～1MHz，能够满足大多数实验与检测的需求。
整机电路由信号产生级、电压放大级、功率输出级和电源四部分组成。
信号产生级的核心器件为MAX038，它的输出波形有三种，由波形设定端A0（3）， A1（4）控制，其编码如表2所示。
其中x表示任意状态。
1为高电平，0为低电平。
表2A0和A1的编码
MAX038的输出频率f0由Iin，FADJ端电压和主振荡器 COSC的外接电容器CF
三者共同确定。
当UFADJ=0V时，输出频率f0=Iin/CF，Iin=Uin/Rin=2.5/Rin。
当UFADJ≠0V时，输出频率f0=f（1－0.2915UFADJ）。
由波段开关SA2选择不同的CF值，将整个输出信号分为4个频段。
1）10Hz～1kHz
2）100Hz～10kHz
3）1kHz～100kHz
4）10kHz～1MHz
每频段频率的调节由电位器RP1和RP2完成。
RP1为粗调电位器，改变RP1数值，使振荡电容器CF的充电电流Iin改变，从而使频率改变。
RP2为细调电位器，它通过改变UFADJ的数值，使输出频率变化，它的变化范围较小，起微调作用。
为简化电路，各种波形的占空比固定为50％，这已能满足多数场合的使用要求。
为此将MAX038的脚7DADJ端接地。
MAX038的各种输出波形的幅度均为2V（P－P），为了得到更大的输出幅度，加有一级电压放大级，由运放OPA604担任。
OPA604是FET输入高保真运放IC，性能十分优越，低噪声10nV/Hz，低失真率,1kHz时，仅为 0.0003％，高转换率25V/μs，功率带宽为20MHz，电路中OPA604的闭环电压增益GV=100k/10k=10，输出电压的幅度增至 20V（P－P），有效值为7V左右。
如将OPA604换成AD747视频运放IC，函数信号发生器能够输出更高的频率。
功率输出级由BUF634担任，这是一种高速缓冲器IC，具有2000V/μs的转换速率，输出电流达250mA，其电压增益为1，但负载能力很强，在电路中起功率扩展的作用。
输出信号的幅度由电位器RP3调节，为了更精确地
调节输出信号幅度，在电位器后加有衰耗电路，由波段开关SA3将输出分为×1，×0.1，×0.01三档。
电源电路比较简单，电源变压器的容量为8W，初级接220V交流，次级绕组为15V×2，经桥式全波整流后，再由两只三端集成稳压器LM7812和 LM7912变成稳定的±12V直流电压。
HL1是用发光二极管制成的指示灯，无论正负哪一路出现故障，HL1均将熄灭。
±12V的电压再经两只三端集成稳压器LM78L05和LM79L05进一步稳压后，变成±5V的直流电压供给MAX038。