函数发生器的课程设计
函数信号发生器课程设计
长安大学电子技术课程设计课落款称函数信号发生器班级__******____姓名***指导教师***日期12月27日—1月5日前言本次电子技术课程设计是指通过所学知识并扩展相关知识面，设计出任务所要求功能的电路，利用运算机辅助设计的电路仿真，检测并调整电路，设计功能完整的电路图。
咱们所选择的课设题目是函数信号发生器。
函数发生器一样是指能自动产生正弦波、方波、三角波的电压波形的电路或仪器。
电路形式能够采纳由运放及分离元件组成；也能够采纳单片集成函数发生器。
在资料搜集后，将设计进程分为三部份：一是系统模块设计，设计电路的系统思想，设计出能知足电路功能的各个模块，画出系统的框图。
二是针对各个模块别离设计电路的各个具体模块的具体电路，而且别离进行仿真和改良。
三是将所有的模块综合在一路，画出系统总图，并用multisim软件进行仿真，针对仿真进程中显现的一些问题认真检查，对照各个方案的优势和缺点，选出最正确的方案，修改不完善的部份。
最后，对这次课程设计进行总结，反思自己在方方面面的不足，对设计方案中的各个思想进行归纳总结，比较各类方案的优缺点，总结每种设计方案的应用领域和利用范围，为以后得学习实践提供体会。
最终提高咱们的学习和动手能力。
目录前言 (2)摘要 (4)第一章数信号发生器系统概述 (5)整体设计方案论证及选择 (5)函数信号发生器整体方案框图 (5)第二章单元电路设计分析 (6)信号发电路设计框图 (6)方波发生电路 (7)方波——三角波转换电路 (8)三角波——正弦波转换电路 (9)数字显示输出信号频率和电压幅值 (11)第三章电路的安装与调试 (15)方波产生的结果 (15)方波转换为三角波的结果 (15)三角波转换为正弦波的结果 (16)数字显示频率和幅值的结果 (16)第四章终止语 (17)参考文献 (17)附录一器件清单列表 (18)附录二整体设计图 (18)收成及体会 (19)鸣谢 (20)函数信号发生器摘要：本实验中的信号发生器是依照555按时器组成多谐振荡器的原理来输出持续稳固的方波，再通过转换电路来实现波形转变。
函数发生器的设计
河南科技大学课程设计说明书课程名称专业课综合课程设计题目函数发生器设计学院医学技术与工程学院班级生医1201班学生姓名张小鲜指导教师宋卫东杨晓利日期2014年4月4日课程设计任务书（指导教师填写）课程设计名称专业课综合课程设计学生姓名张小鲜专业班级生医121班设计题目函数发生器设计一、课程设计目的函数发生器一般是指能自动产生正弦波、三角波、方波及锯齿波、阶梯波等电压波形的电路或仪器。
根据用途不同，有产生三种或多种波形的函数发生器，使用的器件可以是分立元件（如视频信号函数发生器S101 全部采用晶体管），也可以采用集成电路（如单片函数发生器5G8038）。
为进一步掌握电路的基本理论及实验调试技术，本课题要求设计由集成运算放大器与晶体管差分放大器共同组成的方波－三角波－正弦波函数发生器。
二、设计内容、技术条件和要求1. 设计方波-三角波-正弦波函数发生器；2．可以采用双运放μA747差分放大器设计也可以采用其他电路完成。
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。
3．使用Protel、Proteus或EWB等软件绘制电路图。
三、时间进度安排第1周：查阅资料；第2周：实现设计内容第3周：整理资料，撰写课程设计任务书四、主要参考文献参考《模拟电子技术》和《医学仪器》教材指导教师签字：2014 年 4 月 4 日目录绪论 (1)第1章1.1 课题背景 (2)1.2 设计任务和要求 (3)1.3 设计目的 (4)1.4 EWB 软件简介 (4)第2章设计方案2.1基本原理分析 (5)2.2设计方案 (5)第3章硬件电路设计3.1单元电路分析 (6)3.2系统硬件电路设计 (7)3.3电路仿真测试 (9)总结 (12)参考文献 (13)附录 (14)绪论尽管近30年来以大规模集成工艺为依托的各种数字电路的问世，逐渐代替了各种传统的模拟电路的应用领域，但是物理世界毕竟还是模拟的，与物理世界各种现象的接口，仍然需要靠模拟电路来承担。
函数发生器的设计------模拟电子技术课程设计
搭建仿真模型：根据设计要求，搭建函数发生器的仿真模型
设定仿真参数：设定仿真所需的参数，如频率、幅度、相位等
模拟电子技术课程设计中的函数发生器设计
模拟电子技术课程设计是电子工程专业的必修课程
设计目标：掌握模拟电子技术，提高实践能力
高精度和高稳定性：函数发生器将更加精确和稳定，满足更高要求的测试需求
技术挑战：如何实现高精度、高稳定性的函数发生器
市场竞争：如何应对国内外竞争对手的挑战
市场需求：如何满足不同行业对函数发生器的需求
发展趋势：如何把握未来函数发生器的发展趋势，如智能化、网络化等
汇报人：
感谢您的观看
设计背景：模拟电子技术在电子工程领域具有广泛应用
函数发生器是模拟电子技术课程设计中的重要项目
设计目标：实现一个具有一定频率和幅度的函数发生器
设计方案：采用模拟电子技术，设计一个具有一定频率和幅度的函数发生器
实现方法：采用模拟电子技术，设计一个具有一定频率和幅度的函数发生器
设计步骤：设计电路、制作电路、测试电路、调试电路
科研教育：用于科研实验和教育教学，进行信号发生和模拟
电子测量：用于测量电子设备的性能和参数
通信系统：用于模拟通信信号，进行通信系统的测试和调试
便携性和小型化：函数发生器将更加便携和小型化，方便携带和使用
网络化和远程控制：函数发生器将支持网络化和远程控制，方便远程操作和监控
数字化和智能化：函数发生器将更加智能化，能够自动生成和调整信号
组成结构：包括振荡器、放大器、滤波器、调制器等部分
应用领域：电子测量、通信、雷达、自动控制等领域
显示和操作界面：显示信号发生器的工作状态和参数设置，并提供操作界面供用户进行参数设置和操作。
函数发生器课程设计实验报告
函数发生器课程设计实验报告实验名称：函数发生器课程设计实验目的：1.掌握函数发生器的基本原理和特性；2.熟悉常见函数发生器的操作方法；3.学会使用函数发生器进行实际测量与实验。
实验原理：函数发生器是一种可以产生不同频率和波形的电子仪器，常用于科学研究、电子工程实验和生产测试等。
函数发生器可以通过调节工作模式、频率、幅度和偏移量等参数来产生不同的电信号。
常见的波形包括正弦波、方波、锯齿波和三角波等。
实验器材与仪器：1.函数发生器2.示波器3.电源实验步骤：1.连接函数发生器、示波器和电源，确保电路连接正确并稳定。
2.打开函数发生器，并将频率设置为100Hz，幅度设置为5V。
3.在示波器上观察输出波形，并记录实际测量值。
4.将函数发生器的频率和幅度分别调节为500Hz和10V，重复步骤3。
5.将函数发生器的工作模式切换为方波，重复步骤3。
6.将函数发生器的工作模式切换为锯齿波，重复步骤3。
7.将函数发生器的工作模式切换为三角波，重复步骤3。
实验结果与数据分析：经过实验测量得到的数据如下：1.正弦波频率为100Hz，峰峰值为4.88V。
2.正弦波频率为500Hz，峰峰值为9.79V。
3.方波频率为100Hz，峰峰值为4.88V。
4.锯齿波频率为100Hz，峰峰值为4.88V。
5.三角波频率为100Hz，峰峰值为4.88V。
由实验数据可知，函数发生器能够按照设定参数的要求产生不同频率和波形的电信号。
通过调节频率和幅度等参数，可以控制输出信号的特性，满足实际需求。
同时，通过示波器对输出信号进行测量和观察，可以验证函数发生器的工作状态和输出波形的准确性。
实验总结：本次实验通过对函数发生器的使用，熟悉了其基本原理和操作方法，并能够进行实际测量与实验。
函数发生器作为一种常用的仪器设备，广泛应用于各个领域的科学研究和工程实践中。
掌握函数发生器的使用方法对于今后的学习和工作具有重要的意义。
在实验过程中，需要注意正确连接电路和设备，并确保信号的稳定性和准确性。
课程设计函数发生器
1.引言1.1函数信号发生器的应用意义函数发生器一般是指能自动产生正弦波、三角波、方波及锯齿波、阶梯波等电压波形的电路或仪器。
根据用途不同，有产生三种或多种波形的函数发生器，使用的器件可以是分立器件也可以是集成电路。
为进一步掌握电路的基本理论及实验调试技术，本课题采用有集成运算放大器与晶体差分放大器共同组成的方波—三角波—正弦波函数发生器的设计方法。
具体方法是由比较器和积分器组成方波—三角波产生电路，比较器输出的方波经积分器得到三角波，三角波到正弦波的变换电路主要由差分放大器来完成。
差分放大器具有工作点稳定，输入阻抗高，抗干扰能力较强等优点。
特别是作为直流放大器时，可以有效地抑制零点漂移，因此可将频率很低的三角波变换成正弦波。
波形变换的原理是利用差分放大器传输特性曲线的非线性。
通过此次设计，我们能将理论知识很好的应用于实践，不仅巩固了书本上的理论知识，而且锻炼了我们独立查阅资料、设计电路、独立思考的能力1.2设计目的（1）能够根据功能要求查找相关的元器件的说明书。
（2）能够对元器件的说明书进行学习并掌握元器件的控制方法和时序要求。
（3）能够利用Multisim、protel仿真软件对电路进行仿真调试。
（4）能够按着规范的课程设计的格式完成课程设计报告。
1.3设计内容和要求设计一个函数发生器，能产生方波、三角波、正弦波信号。
用LED显示其频率和波形参数，播报其频率和波形参数。
信号频率可通过键盘输入并显示。
基本要求：1、输出频率范围：100HZ—1KHZ和1KHZ—10000HZ两档2、输出电压幅值可设，方波：VP-P=12V3、三角波：VP-P=1V4、正弦波：VP-P>1V整个控制电路在Multisim、Protel仿真软件中连接调示。
2.函数发生器的总方案及原理框图2.1 原理框图2.2 函数发生器的总方案函数发生器一般是指能自动产生正弦波、三角波、方波及锯齿波、阶梯波等电压波形的电路或仪器。
函数发生器课程设计实验报告
函数发生器课程设计实验报告函数生成器课程设计实验报告引言函数生成器是计算机科学中常用的一种工具，它可以帮助我们生成特定规律的函数。
在本次课程设计实验中，我们使用函数生成器来实现一些常见的函数生成任务。
本报告将详细介绍实验的目标、方法、结果和分析。
一、实验目标本次实验的目标是设计和实现一个函数生成器，能够生成满足特定条件的函数。
具体来说，我们将实现以下几个功能：1. 生成等差数列函数；2. 生成等比数列函数；3. 生成斐波那契数列函数；4. 生成阶乘函数；5. 生成幂函数。
二、实验方法为了实现上述目标，我们采用了以下步骤：1. 设计函数生成器的接口，包括输入参数和返回值类型；2. 实现等差数列函数生成器，通过输入起始值、公差和长度来生成等差数列函数；3. 实现等比数列函数生成器，通过输入起始值、公比和长度来生成等比数列函数；4. 实现斐波那契数列函数生成器，通过输入长度来生成斐波那契数列函数；5. 实现阶乘函数生成器，通过输入数字来生成阶乘函数；6. 实现幂函数生成器，通过输入底数和指数来生成幂函数。
三、实验结果经过实验，我们成功实现了上述功能，并得到了以下结果：1. 等差数列函数生成器可以根据输入的起始值、公差和长度生成相应的等差数列函数；2. 等比数列函数生成器可以根据输入的起始值、公比和长度生成相应的等比数列函数；3. 斐波那契数列函数生成器可以根据输入的长度生成相应的斐波那契数列函数；4. 阶乘函数生成器可以根据输入的数字生成相应的阶乘函数；5. 幂函数生成器可以根据输入的底数和指数生成相应的幂函数。
四、实验分析通过本次实验，我们可以得出以下几点分析：1. 函数生成器是一种非常有用的工具，可以帮助我们快速生成特定规律的函数；2. 等差数列函数生成器和等比数列函数生成器可以帮助我们生成常见的数列函数，对数学问题的解决有很大帮助；3. 斐波那契数列函数生成器可以帮助我们生成斐波那契数列，这在算法设计和动态规划等领域有广泛应用；4. 阶乘函数生成器可以帮助我们生成阶乘函数，这在数学计算和组合问题等领域有重要作用；5. 幂函数生成器可以帮助我们生成幂函数，这在数学建模和函数拟合等领域有实际应用。
【精品】函数信号发生器课程设计报告
【精品】函数信号发生器课程设计报告函数信号发生器课程设计报告摘要：本课程设计主要是设计一台函数信号发生器，它在从低频（如Sine）到较高频（如Square）常用波形之间能够进行切换，常用于电子仪器和测量检测中，用来给装置注入一定形态的信号，以辅助检测装置的有效性，稳定性，精度等特性。
该设备采用STM32F030F4P6单片机，使用1602液晶屏显示函数状态，用HD74HC4040电路分频输出指定期望频率，使用R-2R电路控制EPWM波形从正弦波到脉冲波，满足多种测试状况下的需求。
本系统实现调整频率的功能，使用户可以设置函数发生器的频率，因此满足用户的不同要求。
关键词： STM32F030F4P6； 1602液晶屏； HD74HC4040 电路； R-2R 电路； PWM 波形一、简介函数信号发生器是一种常用的信号发生器，可以产生多种类型的波形。
包括正弦波、三角波、方波、脉冲波和梯形波等等，其应用广泛，比如在检测仪表中，可以用来观察测量仪表的工作状态，以便于分析测量仪表的特性，进而排除故障。
此外，函数信号发生器通常也可以用在动态信号检测中，对电机、变压器和泵等，进行性能检测和控制应用，也可用来做为一种测试应用，来控制和验证电子设备性能，在现在的电子技术发展中，函数信号发生器扮演重要的作用。
二、设计实现设计本次函数信号发生器主要任务是实现指定期望频率信号的输出，并对多种波形满足需求。
主要设备相关技术如下：（一）STM32F030F4P6单片机STM32F030F4P6单片机，采用ARM 32位内核设计，使用Cortex-M0指令集，配备有SYSTICK时钟，PWM波形输出，I2C接口，满足调整函数信号发生器指定频率和波形的要求。
（二）1602液晶屏它的主要功能是显示函数发生器的状态，如频率，波形，用户可以通过屏幕上的提示，清楚的了解函数发生器当前的实时状态，使用比较简单。
（三） HD74HC4040 电路使用 HD74HC4040 电路进行分频输出，可以实时调整输出信号的频率。
简单函数发生器课程设计
简单函数发生器课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解简单函数发生器的原理，掌握其基本构成和功能。
2. 学生能运用已学的数学知识，描述简单函数发生器中常见函数的类型及其特点。
3. 学生能运用函数知识，解释简单函数发生器在实际应用中的问题。
技能目标：1. 学生能通过实际操作，掌握简单函数发生器的使用方法，并绘制出相应的函数图像。
2. 学生能运用问题解决策略，分析并解决与简单函数发生器相关的实际问题。
3. 学生能通过小组合作，进行实验设计和数据分析，提高团队协作和沟通能力。
情感态度价值观目标：1. 学生对数学产生兴趣，认识到数学在科技发展中的重要性，增强学习数学的自信心。
2. 学生培养动手实践、勇于探索的精神，提高面对问题的挑战意识。
3. 学生通过学习简单函数发生器的实际应用，体会数学与生活的紧密联系，培养实用主义价值观。
二、教学内容本节课以教材中关于函数的基础知识为基础，结合以下内容进行教学：1. 简单函数发生器的原理与构成：介绍函数发生器的定义、工作原理及其基本构成，使学生理解其内部结构和功能。
2. 常见函数类型及特点：回顾已学的线性函数、二次函数、指数函数等，分析这些函数在简单函数发生器中的应用和特点。
3. 函数图像的绘制：指导学生使用简单函数发生器，绘制出不同类型的函数图像，并分析图像与函数性质之间的关系。
4. 实际应用问题：结合实际生活中的案例，引导学生运用函数知识解决与简单函数发生器相关的问题。
教学内容安排如下：第一课时：简单函数发生器的原理与构成，常见函数类型及特点。
第二课时：使用简单函数发生器绘制函数图像，分析图像与函数性质之间的关系。
第三课时：实际应用问题，小组合作进行实验设计和数据分析。
教学进度按照以上三个课时进行，确保学生在掌握基础知识的同时，能够将所学应用于实际问题中，达到学以致用的目的。
三、教学方法为了提高学生对简单函数发生器的理解和应用，本节课将采用以下多样化的教学方法：1. 讲授法：教师通过生动的语言和形象的比喻，向学生讲解简单函数发生器的原理、构成以及常见函数类型等基础知识，为学生奠定扎实的理论基础。
模电课程设计--函数发生器
课程设计任务书学生姓名：专业班级：通信1005班指导教师：工作单位：信息工程学院题目: 《函数发生器》初始条件：利用集成运算放大器和晶体管差分放大器等设计一个方波－三角波－正弦波函数发生器。
要求完成的主要任务:（1）频率可调范围：10Hz~10kHz；(2)输出电压：正弦波V PP=0~3V, 三角波V PP=0~5V, 方波V PP=0~15V；（3）输出电压幅度连续可调（4）方波上升时间小于2微秒，三角波线性失真小于1%，正弦波失真度小于3%发挥部分（1）矩形波占空比50%~95%连续可调；（2）锯齿波斜率连续可调。
时间安排：12月20日——22日：学习运算放大器和差分放大电路理论知识；12月23日——25日：画电路并在,Multisim上仿真；12月26日：买元器件并查找器件代替买不到的元件；12月27日：焊接电路并调试；12月28日：完成课程设计实验报告。
指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日函数发生器摘要函数发生器是一种多波形的信号源。
它可以产生正弦波、方波、三角波、锯齿波，甚至任意波形。
有的函数发生器还具有调制的功能，可以进行调幅、调频、调相、脉宽调制和VCO控制。
函数发生器有很宽的频率范围，使用范围很广，它是一种不可缺少的通用信号源。
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。
随着集成电路的迅速发展，用集成电路可以很方便的组成函数发生器，产生各种波形。
用集成电路设计的信号发生器与其他信号发生器相比，有波形、幅度、频率稳定等优良性能。
AbstructFunction generator is a kind of more of the waveform signal source it can produce sine wave square wave triangle wave sawtooth wave, and even some arbitrary waveform generator also has a function of the function, can be an am FMphase-modulation pulse width modulation and VCO control function generator has a wide frequency range, using range is very wide, it is a kind of indispensable general source can be used for production test instrument maintenance and laboratory, also widely used in other areas of science and technology, such as medical education chemical communication geophysics industrial control military and the space, along with the rapid development of the integrated circuit, with integrated circuit can be very convenient component function generator, produce all sorts of wave with integrated circuit design of the signal generator and other signal generator with a wave amplitude frequency stability and good performance目录1 课程设计的目的及任务 (3)1.1 课程设计的目的 (3)1.2 课程设计的任务及要求 (3)2 电路设计方案与比较 (4)2.1 电路设计的多种方案 (4)2.1.1 方案一 (4)2.1.2 方案二 (5)2.1.3 方案三 (5)2.1.4 方案四 (5)2.2 电路设计方案的比较 (5)3 函数发生器的设计方案及单元电路 (6)3.1 函数发生器的设计原理框图 (6)3.2 各组成部分电路的设计 (7)3.2.1 方波发生电路的工作原理 (7)3.2.2 方波---三角波转换电路的工作原理 (9)3.2.3 三角波---正弦波转换电路的工作原理 (11)3.3 函数发生器的总电路图 (13)4 电路的参数选择及计算 (14)4.1 芯片的确定 (14)4.2三极管的确定 (14)4.3 其他元器件型号及参数的计算 (14)5 Multisim软件电路仿真 (16)5.1 方波——三角波发生电路的仿真 (16)5.2 三角波——正弦波转换电路的仿真 (17)6 电路的安装与调试 (20)6.1 方波---三角波发生电路的安装与调试 (20)6.1.1 安装方波——三角波产生电路 (20)6.1.2 调试方波——三角波产生电路 (20)6.2 三角波——正弦波转换电路的安装与调试 (20)6.2.1 安装三角波——正弦波变换电路 (20)6.2.2 调试三角波——正弦波变换电路 (21)6.3 总电路的安装与调试 (21)6.4 调试中遇到的问题及分析与总结 (21)6.4.1方波-三角波发生器的装调 (21)6.4.2 三角波---正弦波变换电路的装调 (21)6.4.3 性能指标测量与误差分析 (22)7 仪器仪表电子元器件明细清单 (23)8 心得体会 (24)9 参考文献 (24)1 课程设计的目的及任务1.1 课程设计的目的通过对课程的设计掌握电子系统的一般设计方法，掌握模拟IC器件的应用，培养综合应用所学知识来指导实践的能力，为接下来电子信息学习培养兴趣。
函数信号发生器课程设计
函数信号发生器课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解函数信号发生器的基本原理，掌握其工作流程及各部分功能。
2. 学生能描述函数信号发生器产生的常见信号类型，如正弦波、方波、三角波等。
3. 学生能运用数学知识分析函数信号发生器产生的信号特点及其应用场景。
技能目标：1. 学生能正确操作函数信号发生器，进行信号生成、频率调节、幅度调节等基本操作。
2. 学生能运用函数信号发生器进行简单的信号实验，如叠加、调制等。
3. 学生能通过实验观察和分析信号波形，提高实验操作能力和问题解决能力。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对电子技术及信号处理领域的兴趣，激发学习热情。
2. 学生通过合作实验，培养团队协作能力和沟通能力。
3. 学生在学习过程中，树立正确的科学态度，认识到科学技术对社会发展的作用。
课程性质：本课程为电子技术实践课程，注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力。
学生特点：高二年级学生，已具备一定的电子技术基础知识和实验操作技能。
教学要求：结合学生特点，采用启发式教学，引导学生主动探究，提高学生的实践能力和创新能力。
在教学过程中，注重培养学生的安全意识和实验素养。
通过课程学习，使学生能够将所学知识应用于实际电子电路设计和实验中。
二、教学内容1. 函数信号发生器原理介绍：包括振荡器、放大器、波形发生器等组成部分及其工作原理。
- 教材章节：第二章第三节“函数信号发生器的组成与原理”2. 常见信号类型及其特点：正弦波、方波、三角波、脉冲波等信号的数学描述和实际应用。
- 教材章节：第二章第四节“函数信号发生器的波形及其应用”3. 函数信号发生器操作与使用：基本操作方法、功能键的使用、频率和幅度的调节。
- 教材章节：第三章第一节“函数信号发生器的操作与使用”4. 实验教学：利用函数信号发生器进行信号叠加、调制等实验操作。
- 教材章节：第三章第二节“函数信号发生器实验”5. 信号分析与应用：分析实验中产生的信号波形，探讨其在电子技术领域的应用。
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电子工程系课程设计专业名称: 电子工程系课程名称:模拟电子技术课题名称: 函数放大器2012年6月6日《模拟电子技术设计》任务书一、课题名称：函数发生器课程设计二、技术指标：设计一个方波—三角波—正弦波函数发生器。
三、要求：(1)频率范围:1~10Hz，10~100Hz。
(2)输出电压:方波Up-p≤24V;三角波Up-p=8V;正弦波Up-p>1V(3)波形特性:方波tr<100us;三角波非线性失真系数γΔ<26;正弦波非线性失真系数γ~<5%。
电子工程系2012年6 月6日课程设计报告书评阅页课题名称：函数发生器班级：G11应电班姓名：黎丹丹201 2 年6月6日指导教师评语：考核成绩：指导教师签名：201 2 年月日目录一、《函数发生器课程设计》任务书 (3)二、方案设计 (4)三、各部分电路设计 (5)四、总原理图 (10)五、安装与调试 (11)六、电路的实验结果 (14)七、实验心得 (15)附录一 (16)附录二 (16)附录三 (17)八、参考文献 (17)摘要含数发生器一般指能自动产生正弦波、三角波、方波及锯齿波、阶梯波等信号电压波形的电路或仪器。
根据用途不同，有产生三种或多种波形的函数发生器，使用的器件可以是分立的器件，也可以是集成电路。
为进一步掌握电路的基本理论及实验调试技术，本课题将介绍由集成运放大器与晶体管差分放大器共同组成的方波——三角波——正弦波函数发生器的设计方法。
Contain several generator can generally refers to automatically produce sine wave, triangle wave, rectangular sawtooth wave, the signals of ladder wave of the voltage waveform circuit or device. According to different purposes, has the potential to create three or more wave function generator, the device used can be divided devices, also can be integrated circuit. For further grasp the basic theory and experiment circuit testing technology, the subject will introduce the integrated operational amplifiers and the transistor differential amplifiers composed of squarewave-triangle wave-sine wave function generator design method.关键词:函数发生器、模拟电路、发生器设计、波形仪器二、方案设计2.1. 原理框图2.2.函数发生器的总方案函数发生器一般是指能自动产生正弦波、三角波、方波及锯齿波、阶梯波等电压波形的电路或仪器。
根据用途不同，有产生三种或多种波形的函数发生器，使用的器件可以是分立器件 (如低频信号函数发生器S101全部采用晶体管)，也可以采用集成电路(如单片函数发生器模块8038)。
为进一步掌握电路的基本理论及实验调试技术，本课题采用由集成运算放大器与晶体管差分放大器共同组成的方波—三角波—正弦波函数发生器的设计方法。
产生正弦波、方波、三角波的方案有多种，如首先产生正弦波，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；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等等。
本课题采用先产生方波—三角波，再将三角波变换成正弦波的电路设计方法。
本课题中函数发生器电路组成框图如下所示：由比较器和积分器组成方波—三角波产生电路，比较器输出的方波经积分器得到三角波，三角波到正弦波的变换电路主要由差分放大器来完成。
差分放大器具有工作点稳定，输入阻抗高，抗干扰能力较强等优点。
特别是作为直流放大器时，可以有效地抑制零点漂移，因此可将频率很低的三角波变换成正弦波。
波形变换的原理是利用差分放大器传输特性曲线的非线性。
三、各部分电路设计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Uo=+Uz,则同相输入端电位Up=+UT。
Uo通过R3对电容C正向充电，如图中实线箭头所示。
反相输入端电位n随时间t的增长而逐渐增高，当t趋于无穷时，Un趋于+Uz；但是，一旦Un=+Ut,再稍增大，Uo从+Uz跃变为-Uz,与此同时Up 从+Ut跃变为-Ut。
随后，Uo又通过R3对电容C反向充电，如图中虚线箭头所示。
Un随时间逐渐增长而减低，当t趋于无穷大时，Un趋于-Uz；但是，一旦Un=-Ut,再减小，Uo就从-Uz跃变为+Uz，Up从-Ut跃变为+Ut，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。
3.2 方波---三角波转换电路的工作原理工作原理如下：若a 点断开，运算发大器A1与R1、R2及R3、RP1组成电压比较器，C1为加速电容，可加速比较器的翻转。
运放的反相端接基准电压，即U-=0，同相输入端接输入电压Uia ，R1称为平衡电阻。
比较器的输出Uo1的高电平等于正电源电压+Vcc ，低电平等于负电源电压-Vee （|+Vcc|=|-Vee|）, 当比较器的U+=U-=0时，比较器翻转，输出Uo1从高电平跳到低电平-Vee,或者从低电平Vee 跳到高电平Vcc 。
设Uo1=+Vcc,则 312231231()0CC ia R RP R U V U R R RP R R RP ++=++=++++将上式整理，得比较器翻转的下门限单位Uia-为 223131()CC CC ia R R U V V R RP R RP ---=+=++若Uo1=-Vee,则比较器翻转的上门限电位Uia+为 223131()EE CC ia R R U V V R RP R RP +-=-=++比较器的门限宽度2312H CC ia ia R U U U I R RP +-=-=+由以上公式可得比较器的电压传输特性，如图3-71所示。
a 点断开后，运放A2与R4、RP2、C2及R5组成反相积分器，其输入信号为方波Uo1，则积分器的输出Uo2为214221()O O U U dt R RP C -=+⎰1O CC U V =+时，2422422()()()CC CCO V V U t t R RP C R RP C -+-==++1O EE U V =-时，2422422()()()CC EE O V V U t t R RP C R RP C --==++可见积分器的输入为方波时，输出是一个上升速度与下降速度相等的三角波，其波形关系下图所示。
a 点闭合，既比较器与积分器首尾相连，形成闭环电路，则自动产生方波-三角波。
三角波的幅度为2231O m CC R U V R RP =+方波-三角波的频率f 为 3124224()R RP f R R RP C +=+由以上两式可以得到以下结论：1. 电位器RP2在调整方波-三角波的输出频率时，不会影响输出波形的幅度。
若要求输出频率的范围较宽，可用C2改变频率的范围，PR2实现频率微调。
2. 方波的输出幅度应等于电源电压+Vcc 。
三角波的输出幅度应不超过电源电压+Vcc 。
电位器RP1可实现幅度微调，但会影响方波-三角波的频率。
3.3 三角波---正弦波转换电路的工作原理三角波——正弦波的变换电路主要由差分放大电路来完成。
差分放大器具有工作点稳定，输入阻抗高，抗干扰能力较强等优点。
特别是作为直流放大器，可以有效的抑制零点漂移，因此可将频率很低的三角波变换成正弦波。
波形变换的原理是利用差分放大器传输特性曲线的非线性。
分析表明，传输特性曲线的表达式为：022/1id TC E U U aI I aI e==+11/1id TC E U U aI I aI e -==+式中 /1C E a I I =≈0I ——差分放大器的恒定电流；T U ——温度的电压当量，当室温为25oc 时，UT ≈26mV 。
如果Uid 为三角波，设表达式为44434m id m U T t T U U Tt T ⎧⎛⎫- ⎪⎪⎪⎝⎭=⎨-⎛⎫⎪- ⎪⎪⎝⎭⎩ 022T t T t T ⎛⎫≤≤ ⎪⎝⎭⎛⎫≤≤ ⎪⎝⎭式中 Um ——三角波的幅度； T ——三角波的周期。
为使输出波形更接近正弦波，由图可见： （1） 传输特性曲线越对称，线性区越窄越好；（2） 三角波的幅度Um 应正好使晶体管接近饱和区或截止区。
（3） 图为实现三角波——正弦波变换的电路。
其中Rp1调节三角波的幅度，Rp2调整电路的对称性，其并联电阻RE2用来减小差分放大器的线性区。
电容C1,C2,C3为隔直电容，C4为滤波电容，以滤除谐波分量，改善输出波形。
3.4电路的参数选择及计算1.方波-三角波中电容C1变化（关键性变化之一）实物连线中，我们一开始很长时间出不来波形，后来将C2从10uf （理论时可出来波形）换成0.1uf 时，顺利得出波形。
实际上，分析一下便知当C2=10uf 时，频率很低，不容易在实际电路中实现。
2.三角波-正弦波部分比较器A1与积分器A2的元件计算如下。
由式（3-61）得2231O m CC R U V R RP =+即223141123O m CC U R R RP V ===+取 210R K =Ω，则3130R RP K +=Ω，取320R K =Ω ，RP1为47K Ω的点位器。
区平衡电阻1231//()10R R R RP K =+≈Ω由式（3-62）3124224()R RP f R R RP C +=+即3141224R RP R RP R C ++=+当110Z H f Z ≤≤H 时，取210C F μ=，则42(75~7.5)R RP k +=Ω，取4 5.1R k =Ω，为100K Ω电位器。
当10100Z H f Z ≤≤H 时 ，取21C F μ=以实现频率波段的转换，R4及RP2的取值不变。
取平衡电阻510R k =Ω。
三角波—>正弦波变换电路的参数选择原则是：隔直电容C3、C4、C5要取得较大，因为输出频率很低，取345470C C C F μ===，滤波电容6C 视输出的波形而定，若含高次斜波成分较多，6C 可取得较小，6C 一般为几十皮法至0.1微法。