波形发生器电路设计与制作
任意波形发生器的电路设计与实现
改进DDS技术的FPGA数字调制器研究与实现-压电与声光2009,31(6)
提出了一种基于改进直接数字频率合成(DDS) 技术的现场可编程门阵列(FPGA)数字调制器设计与实现方法.该方法首先对DDS技术进行改进,然后再利用这种改进的DDS技术在Matlab/ DSP Builder环境下建立现场可编程门阵列(FPGA)数字调制器的设计模型.通过对二元频移键控(BFSK) 的仿真实验表明,使用这种改进DDS技术的FPGA数字调制器实现方法建立的模型进行算法级和寄存器传输级(RTL)仿真,不仅能验证模型的正确性和有效性,且还简化系统的硬件电路,节省系统资源,提高系统的可靠性与灵活性,最终达到成本低,修改方便,快速产生多种模式数字调制信号的目的.
7.期刊论文徐鑫.凌小峰.宫新保.Xu Xin.Ling Xiaofeng.Gong Xinbao宽带噪声调频信号产生系统的数字化硬件
实现-航天电子对抗2009,25(5)
宽带高精度的噪声调频信号在现代电子干扰系统中应用广泛.传统的模拟或半数字化的噪声调频信号产生方式容易受到温度等环境因素的影响,已无法满足现代电子战中对噪声调频信号的要求.提出了一种新型的噪声调频信号产生方式,基于现场可编程门阵列FPGA的全数字化实现架构,通过直接数字频率合成DDS技术实现.FPGA的时序分析结果表明,该系统主频到达了250MHz以上.对硬件实现电路的测试结果表明,该系统能够产生带宽超过300MHz、带宽调整精度5kHz以内的噪声调频信号.
模拟器数字中频系统的设计.
本文链接:/Thesis_Y1082136.aspx
模电实验波形发生器实验报告
模电实验波形发生器实验报告模电实验波形发生器实验报告实验名称：模拟电路波形发生器设计与制作实验目的：1.了解正弦波、方波、三角波等基本波形的特性及产生方法；2.掌握模拟电路的基本设计方法和制作技巧；3.加深对电路中各元件的认识和使用方法；4.提高实际操作能力和动手能力。
实验原理：波形发生器是一种模拟电路，在信号发生领域具有广泛的应用。
常见的波形发生器包括正弦波发生器、方波发生器、三角波发生器等。
正弦波发生器：正弦波发生器是一种周期性信号发生器，通过正弦波振荡电路产生高精度的正弦波信号。
常见的正弦波振荡电路有RC，LC和晶体振荡管等。
我们使用的正弦波发生器为Wien桥电路。
方波发生器：方波发生器属于非线性信号发生器，根据输入信号的不同，可以分为单稳态脉冲发生器、双稳态脉冲发生器和多谐振荡器等。
我们使用的方波发生器为双稳态脉冲发生器。
三角波发生器：三角波发生器是一种周期信号发生器，通过将一个线性变化的信号幅度反向后输入到一个比例放大电路中，就可以得到三角波信号。
我们使用的三角波发生器为斜率发生器。
实验步骤：1.按照电路原理图连接电路；2.打开电源，调节电压并测量电压值；3.调节电位器，观察波形在示波器上的变化；4.分别测量各波形的频率和幅值，并记录实验数据；5.将实验结果进行比较分析。
重点技术：1.电路连接技巧；2.相关工具的正确使用方法；3.电路元器件的选择和使用；4.测量和计算实验数据的方法。
注意事项：1.实验中使用电源时应注意电压值和电流值，避免短路和电源过载现象的发生；2.连接电路时应注意电路的接线和连接端子的位置，避免短路和错误连接的情况；3.在实验中应注意对电路元器件的选择和使用，确保电路的正常工作；4.测量和计算实验数据时应认真仔细，避免计算错误和实验数据异常的情况。
实验结论：通过本次实验，我们成功设计和制作了正弦波发生器、方波发生器和三角波发生器。
在实验过程中，我们掌握了模拟电路的基本设计方法和制作技巧，加深了对电路中各元件的认识和使用方法，并提高了实际操作能力和动手能力。
毕业设计-波形产生电路的设计和制作
主要内容、基本要求、主要参考资料等：主要内容：波形发生器是一种常用的信号源，是工业生产、科学研究、教学等领域必备的工具，是现代测试领域应用最为广泛的通用仪器之一，设计出波形产生电路的原理图，并做出实物。
基本要求：1．产生三角波、正弦波、方波三种信号波形；2．频率范围100Hz~10kHz，输出频率连续可调；3．输出的正弦波幅度0~6V可调；4．正弦波失真度小于5%；5．工作电源220V。
相关技术：振荡电路技术，波形变换技术，积分电路技术等。
参考文献：1.童诗白主编.模拟电子技术基础（第三版）北京高教出版社，20012.李万成主编.模拟电子技术基础与课程设计.哈尔滨工程大学出版社，2001.33.张大彪主编.电子测量与仪器.北京：电子工业出版社.2011.4.朱宏主编. 函数信号发生器的设计与制作北京：高等教育出版社.20125.康凤兴主编.模拟电路实验[M] 北京：中央民族大学出版社 1999.126.卓郑安主编.电路与电子实验教程及计算机仿真[M] 北京：机械工业出版社 2002.8完成期限：指导教师签名：专业业负责人签名：年月日目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1 三种波形产生电路的设计 (1)1.1 设计要求 (1)1.2 波形电路的整体设计思路 (1)1.3 仿真软件的介绍 (2)1.4 方波发生电路的设计 (2)1.4.1 方波到三角波转换电路 (4)1.4.2 三角波到正弦波转换电路 (7)2 总体电路设计 (8)2.1 器件选择以及参数的说明 (8)2.2 总电路图以及功能实现 (9)3 电路所需所需的直流稳压电源的设计 (10)3.1 直流电源设计思路 (10)3.2 直流电源的基本原理 (11)3.2.1 交流变压 (11)3.2.2 整流电路部分 (12)3.2.3 滤波电路 (14)3.2.3 稳压电路 (15)3.2.3.1 三端集成稳压器 (15)3.2.3.2 稳压器的主要参数及测试方法 (15)3.3 最后供电电源方案及完整电路 (16)4 画电路板软件Altium design简介 (19)5 制作电路板的要求和过程 (20)5.1 电路板设计内容和要求 (20)6 安装调试 (23)结束语 (24)致谢 (25)参考文献 (26)波形产生电路的设计和制作摘要各种各样的信号、波形是通信、电子、电气领域的重要组成部分，其中包括正弦波、三角波、和方波等是最为常见的信号、波形，在科学研究以及教学实验中常常需要这几种信号、波形的发生装置。
基于51单片机的波形发生器设计报告
基于51单片机的波形发生器设计报告波形发生器是一种电子设备，用于产生各种不同类型和频率的电信号波形。
基于51单片机的波形发生器设计是一种常用的工程设计。
下面是一个关于基于51单片机的波形发生器设计的报告，详细介绍了设计的原理、步骤、电路、程序和性能。
一、设计原理：二、设计步骤：1.确定波形发生器的输出频率范围和分辨率要求。
2.选择适当的定时器/计数器模块来实现频率的计时和控制。
3.设计电路，包括定时器/计数器模块、晶振、滤波电路和输出接口等。
4.编写程序，配置定时器/计数器模块的工作模式、计数值和中断服务程序。
5.调试和测试电路和程序，确保波形发生器正常工作并满足设计要求。
三、电路设计：1.定时器/计数器模块：选择一个合适的定时器/计数器模块，如51单片机的定时器/计数器T0或T1、根据设计要求，设置工作模式、计数器模式和计数值。
2.晶振：选择适当的晶振频率，一般为11.0592MHz，将晶振连接到单片机的晶振引脚。
3.滤波电路：根据需要，设计一个滤波电路来滤除不需要的高频噪声和杂散信号。
4.输出接口：设计一个输出接口电路来连接单片机和外部电路，使用电平转换电路将单片机的低电平（0V）输出转换为所需的电平电压。
四、程序设计：1.配置定时器/计数器模块的工作模式和计数值，设置中断服务程序。
2.在中断服务程序中，根据设计要求生成矩形波信号，并将信号输出到输出端口。
3.在主程序中，初始化单片机和定时器/计数器模块，使波形发生器开始工作。
4.在主循环中，可以设置按键输入来改变输出频率，通过调整计数值来实现不同的频率输出。
五、性能评估：1.输出频率范围：根据设计要求，测试波形发生器的最低和最高输出频率是否在设计范围内。
2.分辨率：对于指定频率范围，测试波形发生器的输出频率的分辨率，即最小可调节的频率。
3.稳定性：测试波形发生器的输出信号的稳定性和准确度，是否有漂移和偏差。
4.噪声：测试波形发生器的输出信号是否有杂散噪声和幅度波动。
模拟电路实验报告——波形发生器
模拟电路实验报告RC波形发生器电路一．实验设计1.首先需要一个可以产生方波、矩形波、锯齿波、三角波四种波形的电路，分析后可以得知mooc中给出的锯齿波电路(右图)便可以产生这四种波形。
2.根据公式T=2(R PN+R)R/R，可知欲改变信号的频率，可以得到三412种改变信号频率的方法。
｛1>①在AB两点间串联一个滑动变阻器②在CD两点间串联一个滑动变阻器③在B点添加一个滑动变阻器改变分压2>①由公式η=(R PP+R)/(R PN+R)可知若在AB两点间添加滑动变阻44器，则会在改变信号的频率的同时改变信号的占空比，所以不可以在AB两点间串联一个滑动变阻器。
②由公式V OM=(R*V)/R可知若在CD两点间添加一个滑动变阻器，1Z2则会在改变信号的频率的同时改变信号的幅值。
所以也不可以在CD 两点间串联一个滑动变阻器。
③所以只有在B点添加一个滑动变阻器改变分压以此来改变信号的频率是可行的，由此改动电路如下。
3>为保证分压只与滑动变阻器有关，故在在R7后连接一个电压跟随器，并将R和R减小以提高信号的频率，最终电路图如下。
84O二．实验步骤1 2 3 >严格按照最终电路连接好。
>示波器 A 通道两端接在 A 点与地，B 通道两端接在 O 点与地。
>分别将 R 和 R 调整到 0%与 100%，记录下四组照片，这便是锯79齿波与矩形波的图像。
>将 R 和 R 调整到 50%，记录下这组照片，这便是三角波与方波 的图像。
三．理论分析 4 7 9 1 . 理论分析>锯齿波与矩形波(占空比最低)：由公式η=(R PP +R 调整到 0%时(既 R PP =0Ω时)，占空比最低。
当 R 调整到 0%时，分的电压最小，此时信号的周期最小， 频率最高。
当 R 调整到 100%时，分的电压最大，此时信号的周期最大， 频率最低。
>锯齿波与矩形波(占空比最高)：由公式η=(R PP +R 调整到 100%时(既 R PN =0Ω时)，占空比最高。
波形发生器的设计实验报告
波形发生器的设计实验报告波形发生器是一种用于产生各种波形信号的仪器或设备。
它常常被用于电子实验、通信系统测试、音频设备校准等领域。
本文将介绍波形发生器的设计实验，并探讨其原理和应用。
波形发生器的设计实验主要包括以下几个方面：电路设计、元件选择、参数调整和信号输出。
首先，我们需要设计一个合适的电路来产生所需的波形。
常见的波形包括正弦波、方波、三角波等。
根据不同的波形要求，我们可以选择适当的电路结构和元件组成。
例如，正弦波可以通过RC电路或LC电路实现，方波可以通过比较器电路和计数器电路实现，三角波可以通过积分电路实现。
在元件选择方面，我们需要根据设计要求来选择合适的电阻、电容、电感等元件。
这些元件的数值和质量对波形发生器的性能和稳定性起着重要的影响。
因此，我们需要仔细考虑每个元件的参数，并选择合适的品牌和型号。
参数调整是波形发生器设计实验中的关键步骤之一。
我们需要根据设计要求来调整电路中各个元件的数值和工作状态，以确保所产生的波形符合要求。
参数调整需要依靠实验数据和仪器测量结果来进行，同时也需要运用一定的电路分析和计算方法。
信号输出是波形发生器设计实验的最终目标。
在设计过程中，我们需要确保所产生的波形信号能够正确输出，并具有稳定性和准确性。
为了实现这一目标，我们可以使用示波器等仪器来对输出信号进行检测和分析，并根据需要进行调整和优化。
波形发生器具有广泛的应用领域。
在电子实验中，波形发生器常常被用于产生各种测试信号，用于测试和验证电路的性能和功能。
在通信系统测试中，波形发生器可以产生各种模拟信号，用于测试和校准通信设备。
在音频设备校准中，波形发生器可以产生各种音频信号，用于校准音频设备的频率响应和失真特性。
波形发生器的设计实验是一个涉及电路设计、元件选择、参数调整和信号输出的复杂过程。
在实验中，我们需要仔细考虑每个步骤的要求，并根据实际情况进行调整和优化。
通过合理的设计和实验验证，我们可以获得稳定、准确的波形信号，满足各种应用需求。
任意波形发生器设计
任意波形发生器设计一、设计目标和需求分析在进行任意波形发生器设计之前，首先需要明确设计目标和需求。
根据实际应用需求，我们需要设计一种具有以下特点的任意波形发生器：1.多种波形形状：能够产生包括正弦波、方波、三角波、锯齿波等多种波形形状的输出信号。
2.高精度输出：能够提供稳定、精确的波形输出，满足对波形频率、幅度、相位等参数的要求。
3.宽频率范围：能够在较宽的频率范围内产生波形信号，适应不同应用场景的需求。
4.灵活性和操作便捷：具备灵活的参数调节和操作界面，方便用户配置所需波形信号。
二、电路设计和构成基于以上需求，我们可以采用数字/模拟混合电路来设计任意波形发生器。
整体电路结构包括信号发生器、波形调节电路、滤波器、放大器和输出接口等几大部分。
1.信号发生器：信号发生器是生成基本信号的核心部分。
可以采用数字逻辑电路，通过编程控制产生不同形状的基本波形，例如正弦波、方波、三角波、锯齿波等。
可以使用存储器来存储基本波形的采样点，并通过数字模拟转换器（DAC）将数字信号转换为模拟信号。
2.波形调节电路：波形调节电路用于调整波形的频率、幅度和相位等参数。
通过调整振荡电路中的电阻、电容或电感等元件，实现对基本波形的变换和调节。
可以设计多种电路模块来完成这一任务，例如可变电容二极管电路、可调电阻电路等。
3.滤波器：滤波器用于对产生的波形信号进行滤波处理，除去高频或低频的杂散分量，保留所需频率范围内的信号。
可以采用各种类型的滤波器电路，例如RC滤波器、有源滤波器或数字滤波器等。
4.放大器：放大器用于增强波形信号的幅度，确保输出的信号具备足够的驱动能力，可以驱动接收端电路。
可以采用运放等放大电路，根据需要选择合适的增益。
5.输出接口：输出接口用于将产生的波形信号输出给外部设备。
可以设计多种类型的输出接口，例如模拟输出接口（BNC接口）、数字输出接口（USB接口）等，方便用户接入不同类型的设备。
三、实现方法和关键技术在设计任意波形发生器时，需要考虑以下关键技术和实现方法：1.数字信号处理技术：通过数字信号处理技术，实现对基本波形的生成、存储和输出。
基于单片机的波形发生器设计及实现
基于单片机的波形发生器设计及实现一、设计方案波形发生器是一种能够产生不同频率、幅度和波形形式的信号的电路设备。
在本设计中，我们将采用单片机作为控制核心，利用其内部计时器和输出引脚来实现波形的产生。
具体的设计方案如下：1. 选择单片机：选用一款适合波形产生器设计的单片机，如ATmega328P等。
2.编程开发：利用单片机的C语言编程开发，在程序中实现波形发生器的控制逻辑，包括波形形状、频率、幅度等参数的设定和控制。
3.输出电路设计：设计适合单片机输出信号的电路，包括放大、滤波和隔离等功能，以确保输出信号的质量和稳定性。
4.外部控制接口：设计外部控制接口，包括旋钮、按键等，方便用户对波形发生器进行参数设定和调节。
5.功率供应：提供稳定的电源供应，确保波形发生器正常工作。
二、实现过程1.单片机编程：首先编写C语言程序，实现波形发生器的控制逻辑。
通过设置定时器的计数值和输出引脚的状态来产生不同形状的波形，如正弦波、方波、三角波等。
同时，通过按键和旋钮来实现频率和幅度的调节。
2.输出电路设计：设计一个简单的输出电路，将单片机的输出信号放大和滤波，以获得较为稳定和可靠的输出信号。
同时，通过隔离电路来防止单片机受到外部干扰。
3.外部控制接口：设计旋钮和按键的连接电路，将它们与单片机的GPIO引脚相连，实现参数的设定和调节。
通过旋钮来调节频率，通过按键来切换波形形状和设定幅度。
4.功率供应：设计一个合适的功率供应电路，为单片机和输出电路提供稳定的电源，以保证波形发生器的正常工作。
5.调试测试：将所有部件组装在一起，通过示波器等仪器对输出信号进行观测和测试，调节参数使得波形发生器产生符合要求的波形，并记录各种参数值，以便后续使用和改进。
三、实现效果经过上述步骤的设计和实现，我们成功地搭建了一个基于单片机的波形发生器。
该波形发生器可以产生多种波形形状，如正弦波、方波、三角波等，同时支持频率和幅度的调节。
通过外部控制接口，用户可以方便地对波形发生器进行参数的设定和调节，使得波形发生器具有较好的灵活性和易用性。
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5
P15 MOSI 6
P16 MISO 7
P17 SCK 8
R ES 9
P30 10
P31 11
P32 12
P33 13
P34 14
P35 15
P36 16
P37 17
XTAL2 18
XTAL1 19
GND 20
AT8 9S51
P1.0
VCC
P1.1
P0.0
P1.2
P0.1
P1.3
P0.2
P1.4
P0.3
出电流最大，当DAC 寄存器中为全0时，输 出电流为0。lout2为 DAC电流输出2， Iout2为一常数与Ioutl 之差，即
DI0 DI1
8位
DI2 输入
DI3 DI4
寄
DI5 DI6
存
DI7
器
8位 DAC
寄 存 器
8位
VREF
D/AIout2IOUT2 ＋
转 Iout1IOUT1 －
换 器 RfRb fb
loutl+out2．=常数
电平输出
在实际使用时，总是
ILE
LE1
LE2
CS ＆
WR1+
DGND 将电流转为电压来使 用，即将Ioutl和lout2 加到一个运算放大器
XFER
WR +
的输入。
LM324
参考电路
R1
S1
1k
SW-PB
S2
R2
1k
SW-PB
S3
R3
1k SW-PB
+5V P10
P11
任务要求： 1 、能实现正弦波、三角波、方波形信号输出。 2 、电路输出频率可调并且能显示工作频率。 3、电路可实现在电路编程（并口isp ）。
第三周实习时间安排
1、星期二发工具、收集打印PCB感光腐蚀电 路，焊接练习。
2、星期三上午焊接练习、打孔、发放器件、 电路安装，下午电路编程下载调试演示。
P1.5
P0.4
P1.6
P0.5
P1.7
P0.6
R ST/VPD
P0.7
P3.0 /RxD EA/Vp p
P3.1 /TxD ALE/PROG
P3.2 /INT0
PSEN
P3.3 /INT1
P2.7
P3.4 /T0
P2.6
P3.5 /T1
P2.5
P3.6 /WR
P2.4
P3.7 /RD
P2.3
XTAL2
P2.2
XTAL1
P2.1
GND
P2.0
12 3 45 67 8 9
1 23 45 6 78 9
40 39 AD0 38 AD1 37 AD2 36 AD3 35 AD4 34 AD5 33 AD6 32 AD7 31 30 29 28 A15 27 A14 26 A13 25 A12 24 A11 23 A10 22 A9 21 A8
／A转换器进行数模转换。
8位 DAC
寄 存 器
LE2
8位
D/A 转 换 器
Rfb VREF IOUT1 IOUT2
DGND
LE1=1的条件： ILE=1，WR1=0，CS=0
LE2=1的条件： WR2=0，XFER=0
DAC0832的引脚
DAC0832是CMOS工艺，双列直插式20引脚。 ① VCC电源可以在5-15V内变化。典型使用 时用15V电源。
CS WR1 AGND
② AGND为模拟量地线，DGND为数字量地
DI3
线，使用时，这两个接地端应始终连在一起。
DI2
③ 参考电压VREF接外部的标准电源，VREF
DI1
DI0
一般可在+10V到—10V范围内选用。
Vref
Rfb
Rfb DGND
DI0 DI1
8位
DI2 输入
DI3 DI4
寄
DI5 DI6
DI0 DI1 DI2 DI3 DI4 DI5 DI6 DI7
ILE
CS
WR1+
XFER
WR +
8位 输入 寄 存 器
LE1
＆
8位DAC寄存器它也由8个D锁存器 组成。8位输人数据只有经过DAC寄存 器才能送到D／A转换器去转换。
它的控制端为LE2，当LE2=1时，输 出跟随输入，而当LE2=0时为锁存状 态。DAC寄存器的输出直接送到8位D
存
DI7 器
8位
DAC 寄 存 器
8位 D/A 转 换 器
VREF IOUT1 IOUT2
ILE
LE1
LE2
CS ＆
WR1+
DGND
XFER
WR2 +
1
20
2
19
3
18
4
17
5 DAC 16 6 0832 15
7
14
8
13
9
12
10
11
VCC ILE WR2 XFER DI4 DI5 DI6 DI7 Iout2 Iout1
DAC0832的引脚
DAC0832是CMOS工艺，双列直插式20引脚。 ① VCC电源可以在5-15V内变化。典型使用 时用15V电源。 ② AGND为模拟量地线，DGND为数字量地 线，使用时，这两个接地端应始终连在一起。 ③ 参考电压VREF接外部的标准电源，VREF 一般可在+10V到—10V范围内选用。
P12
J1 C ON3
1 23
J2 C ON3
1 23
J3 C ON3
+12 V
-12V
+5V
J5
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
CON20
D2
RP
R4
1kK
U1
P10
1
P11
2
P12
3
P13
4
P14
3、星期四焊接安装、电路板编程测试。 4、星期五上午验收、搞卫生，下午写报告。
原理框图
ISP 编程
显示电路
89S52
DAC0832
输出
LM324
波形切换 频率调节
DAC0832的结构
8位输入寄存器由 8个D锁存器组成， 用来作为输入数据 的缓冲寄存器。
它的8个数据输入 可以直接和微机的 数据总线相连。 LE1为其控制输入， LE1=1时，D触发 器接收信号， IE1=0时，为锁存 状态。
DI0 DI1 DI2 DI3 DI4 DI5 DI6 DI7
ILE
CS
WR1+
XFER
WR +
8位 输入
寄 存 器
LE1
＆
8位 DAC
寄 存 器
LE2
8位
D/A 转 换 器
它的输出是与数字 量成比例的电流， Vref为参考电压输入， Rfb为运算放大器的反 馈电阻，引脚Rfb则是 Rfb 这个反馈电阻瑞，接 到运算放大器的输出 VREF 端。
IOUT1
IOUT2
DGND
DAC0832的引脚
DAC0832有两个电流 输出端：loutl为DAC
DAC0832是CMOS工艺，双列直插式20引脚。
电流输出1，当DAC
① VCC电源可以在5-15V内变化。典型使用
寄存器中为全1时，输
时用15V电源。 ② AGND为模拟量地线，DGND为数字量地 线，使用时，这两个接地端应始终连在一起。 ③ 参考电压VREF接外部的标准电源，VREF 一般可在+10V到—10V范围内选用。
+5V
2 D3 LED
1
J6 CON2 0