信号发生器
电子技术综合设计
姓名:学号:
日期：2013 年07 月10 日
摘要
本设计基于模拟电子技术基础原理，设计出V
3±
V
±可调的直流稳压电
~
10
源、可输出方波、矩形波、三角波、锯齿波、正弦波，频率1kHz~3 kHz，幅度30mv~1v，矩形波占空比可调，锯齿波上升下降时间可调的低频信号发生器、中心频率2KHz，带宽100Hz，通带增益10的二阶低频带通滤波器与放大倍数大于1000倍的四级级联的反向比例放大器级联的选频复合电路，将220V、50HZ的交流电转变成105V左右稳定的正弦波。
关键词：直流稳压电源、信号发生器、带通滤波器、方向比例放大器
目录
1．可调直流稳压电源设计
1.1 设计任务
设计一个正负可调直流稳压电源，要求：
1、输出电压：±3v~±10 v
2、最大输出电流0.5A
3、当交流电网电压在220v上下波动10%，环境温度在10o C~40o C范围内时，
均能正常工作。
1.2 方案选择
1、由晶体管、变压器等组成的可调直流电源
特点：设计调整灵活，元器件多，故障率高。
2、由三端稳压器、变压器等组成
特点：设计调整容易，故障率低，有内部保护，效率低。
3、开关式稳压电源：
220v/50Hz 整流滤波开关稳压用改变脉冲宽度的方法调整输出电压。
特点：体积小，重量轻，效率高，但开关信号易造成电磁干扰，电源噪声大。
比较上述三种方案，考虑到主要用于模拟放大器、信号发生器、滤波器等模拟信号处理电路，要求电源纹波小，噪声小。室内使用，对效率、体积、重量没有严格要求，故选择方案2。
1.3 电路参数设计
1、首先选择关键元器件——三端稳压器
根据负载电压（±3v~±10v）与负载电流（0.5A）的要求选择LM337和LM317（±1.2v~±37 v，1.5A）
2、计算V2和C1：（V2`和C1`与V2和C1对称，取相同值）
依稳压电源的工作原理可知，如果V2太大，则V I太大，317两端电压大，317功耗大，芯片温升高，容易损坏芯片且浪费电能。反之，如果V2太小，则317内部调整管管压降太小，不在放大区，失去调整作用。这个值应使317在最不利的条件下能正常工作。而且在能正常稳压的前提下，压降尽可能小，以减小功耗。这里说的最不利条件是指交流电网电压V1最低和输出电流I o 最大。
由317资料可知，它的正常工作条件是V I－V o>3v (见P.2)，所以V I>15v，
由于C 1的充放电作用，波形如图所示。T 1是充电时间，T 2是放电时间，通常 T 2＞＞T 1， T 2≈T 1 +T 2=10ms ∴dt I C dt I C ms
o ms I
??==
?100
11001I 11V 为了设计C 1，应计算ΔV I
122Im -?-=I in V V V
其中 1v 是桥式整流电路中1个二极管的压降（粗略计算）
112100
12Im --
=∴?dt I C V V ms
o in
由上述，V Imin =15v
dt
I V C V dt I C dt I C V dt I C V ms o ms
o ms
o ms
o ????-=-=-=--=∴100
212100
11001
2100
121621
16
2112161
1215
考虑最不利条件：
V 2取V 2min =0.9V 2(电网向下波动10%)， I o 取I omax =0.6A （按设计要求0.5A 留10%裕量） 则 C 1=C 1max
100
6
.01629.0110106.01629.01232max 11?-=??-=
=∴-V V C C
由dt I C dt I C ms o ms I
??==
?100
11001I 11V 可知，C 1越大，ΔV I 越小，V 2也越小，纹波小，变压器匝数少，这是我们所希望的。但是，C 1太大，整流元件瞬时电流
太大，对整流桥与变压器的电流提出了高要求。而且电容容量大体积大，价格贵。所以，C 1 不能太大，也不能太小。
我们设计)(3515
51V Im I V V in ==≤?
F C C μ2000300
6
.0,1006
.0311
=≥
≥
∴，我们选用 C 1=2200F μ/25V
621102200100
6
.01629.01-?=?-=
V C 代入
得，V 2=14.7v 留有裕量，设计V 2=18v
3、设计整流元件 （1）、整流二极管反向耐压
由整流桥工作原理知，每个整流二极管承受的最大反向峰值电压 ）考虑电网向上波动%10(561.1182222m ax 2v
V V RM ≈??==
为了安全，选整流二极管时反向耐压比上述值至少高50%
选V RM ≥90v, 击穿电压180v 以上 （2）二极管最大整流电流I F
桥式整流电路中，四个二极管两两轮流导通。所以每个整流二极管的最大整流电流平均值是输出电流的一半。
A I i o DAV 25.02
1
)(m ax m ax ==
由于整流管的电流不是正弦波，它的正向电流比平均值大很多。而且在接通瞬间有相当大的冲击电流通过整流二极管，电容越大这个电流越大。因此，二极管最大整流电流I F 应比上述值大0.5~2倍。按0.8倍计算， I F =1.8（i DAV ）max =1.8 ×0.25=0.45A 据此，可选用1A/200v 的桥堆 4、变压器副边绕组电流
同样由于流过变压器副边的电流不是正弦波，故选变压器副边绕组电流有效值I ac 比输出电流I o 大。一般取1.1~3倍 这里取 I ac =1.8I omax =1.8×0.6=1.08A ， 取2A 5、估算三端稳压器的功耗和散热器参数
三端稳压器的功耗
w
P v V V A I F C V V I V dt I C V P dt I C V dt I C V V V dt I C V V V V V V V I V V P o o o o
o ms
o ms
o ms
o AV I ms
o in ax
in ax AV I o o AV I 4.126
.0)36.122(6.0]510
2200210106.018.192[5,
6.02200%10(8
.191.118]2112[2112)11212(21)(1121
2)(2
1
)(])[(6
3
max min max 1max 221001
21001
2100
1221001
2Im 2Im Im Im =?-=?-????--?======?==--
-=-
-=
--+-=
--=-=+=-=--????时
，）
由电网上浮当μ
三端稳压器正常工作温度是0o C~70o C 。留有裕量,按三端稳压器温度不超过
60o C 计算,并考虑最不利的条件(环境温度40o C),则散热器热阻
每瓦引起的温度变化）()/(61.14.12204060max 1w C w
P R o o
o o T ==-≤
由此选择散热片。SRZ203叉指型散热片热阻为2.5o C/w(64×100×35mm)
6、其它 （1）、根据317芯片使用建议，C adj 用10μF/25v 。C 2为C 1的高频补偿电容，用以补偿铝电解电容C 1在高频时电容性能的下降。一般C 2选0.1μF 的瓷片电容。为了在输出端进一步滤波，C 3，C 4选取与C 1，C 2相同。 （2）、根据317芯片使用建议，R 1取240Ω/0.125w
电位器
为选取时，当时，当ΩΩ==Ω
==-=+=+
=+
≈++=k R k R v V R v V R V
R R V R V R R R I R R V O O OUT O O adj OUT 2.2064.2127205)125
.1()
240
1(25.1)2401(25.1)1(52.1)1(25.12max 2min 21
2max 2max min
2min 1
2
21
2
应该用一个720Ω电阻与R 2电位器串联
电阻和电位器即可
均选用和所以，w R R w
R I mw R I mA I mA I R adj R 125.0055.0,6,1.0,5240
2.1212212
11=====
由317说明书（P.7），R 1应紧靠在317管脚处焊接，R 2接地端应靠近输出端。 （3）、D 1和D 2是保护二极管。当由于某种原因使输入端短路时，给C 3，C adj 提供放电通路，避免它们通过317放电，损坏317。 （4）、在电源输出端可加发光二极管作为指示灯。
1.4 电路仿真
如图（1）为±3v~±10v 直流稳压电源的仿真电路图。
图（1）
1.5 电路指标测试
1.5.1 测试方案
使用万用表接在电路的正负极和COM端测出输出电压范围，在最大输出电压时的最大输出电流，在最大输出电压最大输出电流时的纹波电压峰峰值。
1.5.2 测试结果
电路的正负输出范围是V
3±
±，在最大输出电压时最大输出电流为0.48A，
V
15
~
最大输出电压最大输出电流时纹波电压峰峰值为
1.5.3 结果分析
电路的电压输出范围在±3v~±10v范围内，最大输出电流为0.48A，符合题目要求，能够为后级电路提供良好的电压输出。
2．低频信号发生器设计
2.1 设计任务
设计一个低频信号发生器，可输出方波、矩形波、三角波、锯齿波、正弦波；
频率1kHz~3 kHz；幅度30mv~1v；矩形波占空比可调；锯齿波上升、下降时间可调。
测试：
1、最大不失真输出频率范围；
2、最大不失真输出幅度范围（最大和最小）；
3、方波、矩形波上升沿、下降沿时间；
4、观察三角波线性度；
5、教师演示测试失真度
6、发挥：扩大频率范围、幅度动态范围。
2.2 方案选择
1、RC文氏电桥振荡器产生正弦波、经比较器产生方波和锯齿波、经积分器
产生三角波和锯齿波。
优点：廉价，缺点：元器件多，振荡频率不易调整，故障率高
2、用比较器和积分器形成矩形波、三角波，用三角波—正弦波转换器形成
正弦波。
优点：廉价，缺点：元器件多，故障率高
3、用石英晶体构成正弦波发生器，用比较器、积分器等产生其它波形。
优点：频率稳定度高。缺点：频率不易调整
4、用集成函数发生器专用芯片8038构成上述各种信号发生器
优点：故障率低，易调整。缺点：成本高
方案确定：虽然用8038成本高，但考虑集成电路是发展方向，故尽可能选用方案4。
2.3 电路参数设计
1、电路选择
由8038芯片原文说明书建议设计电路。
2、工作原理
（1）R-S触发器简介
S称为置位输入端
R称为复位输入端
Q称为输出端
（2）工作原理: 给电，电容电压V C=0，R=1，S=0，Q=0，Pin9=0
Q=0使T
1截止，I
A
给C充电，V C↑；当V A V C ↑继续，当V C>V B时，R=0，S=1，Q=1，Pin9提供出一个上升沿； Q=1使T 1导通，T 2 、T 3 、T 4 均导通，Ie 2 =Ic 2 =I B ,由于T 2 、T 3 、T 4 基极相连、 射极相连，∴Ic 3= Ic 4 =I B ，Ie 1 = Ic 1 =2 I B ,电容C由电流（2 I B －I A ）放电，V C↓； 当V A 提供出一个下降沿；T 1截止，T 2 、T 3 、T 4 均截止，I A 给C充电，V C↑； 如此周而复始。Pin9输出矩形波, V C经缓冲器在Pin3输出三角波或锯齿波,再经三角波—正弦波转换器在Pin2输出正弦波。当Pin8接V R时 波 ，则输出矩形波和锯齿，则出方波和三角波；，则输 ，则若设计B A B A A R B A B A B R B A R A I I R R R V V I I R R R V V I R V V I ≠≠-===-=-=+++, , （3）、V +、V －设计： 由8038说明书，双电源时，V +、V －=±5v~±15v 。由我们已经设计的电源，当V +、V －=±10v 时电源效率较高，纹波小，8038输出信号幅度较大。所以设计V +、V －=±10v （4）、R A 、R B 选取： 由8038说明书，1μA Ω =∴ <<-<<-->>--<-<-<-<<-<<-<∴ ---------+-+K R V Note P R V R R V R R V R R V R R V V R mA R V V A A R A R A A R A A R A A R A A R A A R 1.5v 10v 5,34.80381010101010101010101010101010101010116336363636取下说明书由μ (5)、C 选取 R A A R A A B A A B A A B A A C A B C A C t C C B A C A B V V R R V V I I I I I I I C t t T I I C t t I C t V V t I C V I I I I I d I C V V V V V V V V -=-==-+=-+= +=-= ===-== ∴ -===-=-++-+-+?21212211I I 21 132023************,,1 31 B A 0， 当输出方波时，）（锯齿波周期 ） （，）（放电电流 充电电流由之间变化， ，在即），（放充放充τ 可以满足设计要求 可见，时 当 时当取）（）（）（振荡频率） （F C KHz f V f V F C C V C R V C R V V T f V V C R V V R C T R R R A R A R R A R A μμ022.0342.310 221004.215 v 50v 10)223(1022022.01004.210340103403134023209 595==???= ===?==?-= -=-==-= -= ∴--+++ （6）、V R 电位器设计 按照要求，5v 方波输出端是（OC ）集电极开路输出，有利于和 下一级电平匹配。太大，上升沿和下降沿变缓， 太小，正弦波失真变大。由说明书P.5，Note5,R L min=50k Ω故选100k Ω （8）、输出衰减器： 为了不使R L 变小，选用100K Ω电位器。 为了下一级不影响本级，用741构成跟随器，实现隔离。 （9）、占空比调节电位器：选用5.1K ，接于4、5脚之间，中间接6脚 2.4 电路仿真 如图（2）为低频信号发生器的仿真电路图。 图（2） 2.5 电路指标测试 2.5.1 测试方案 使用示波器测试如下内容： 方波：示波器截图，高电平值，低电平值，周期，占空比，频率，上升时间，下降时间； 矩形波：示波器截图，占空比调节范围； 三角波：示波器截图，最大值，最小值，峰峰值，频率调节范围； 锯齿波：示波器截图，最大值，最小值，峰峰值； 正弦波：示波器截图，幅度调节范围。 2.5.2 测试结果 2.5.3 结果分析 该电路能发出按题目要求的稳定正弦波、三角波和方波，且波形稳定符合要求。 3． 低频带通滤波器设计 3.1 设计任务 二阶低频带通滤波器设计与实现：中心频率2KHz ，带宽100Hz ，通带增益10；核心器件用741。 3.2 方案选择 方案一:LC 并联谐振回路 特点：适合于高频、不适合于低频 方案二：二阶有源滤波器、压控电压源型、无线增益多路反馈型、双二次型 前两种电路形式简单但不易调整、双二次型电路复杂但容易调整 方案确定：选用双二次型滤波器 3.3 电路参数设计 R V R V o o 21 18 100-=- ------------------------I C V 14 3 22 2100S V R o o -=- -------------------------II )1 1 (-00-1319 20 1 17 I R V C R R V S o ++=）（-------------III R R R 222118 == ------------------------IV 由频率电容对应表格的，uF 01.0f C C 1014133 ===则HZ R 22 20 2 19 2 17s 1 1 R C CR S S R K S C + + = K f w ππ421 R R C 4 3 2 n === π40Q 19n f === w R n C BW 10 17 19 vp A == R R 解出上边四个方程式，得 K 16R 17 = K 160R 19 = K 8R 20 = K 8R R R 222118 === 3.4 电路仿真 双二次型带通滤波电路如图（3）所示。 图（3） 3.5 电路指标测试 3.5.1 测试方案 使用示波器显示出幅频和相频特性曲线截图，中心频率，通频带宽度，中心频率处电压放大倍数，在f L和f H点输入与输出信号的相移。 3.5.2 测试结果 3.5.3 结果分析 4．低频选频放大器及其测试电路设计 4.1 设计任务 选频放大器设计与实现：用上述自己设计的电源、信号发生器、滤波器，再设计若干级反相比例放大器，共同组成一个选频放大器及其测试电路，放大倍数任意 发挥，不小于1000。核心器件选用741。 4.2 方案选择 方案一：选用3级10倍的反向比例放大器串联 优点：电路简单、单端输入 缺点：多级串联，后一级的干扰经过放大影响反馈回前一级，干扰很大 方案二：选用仪用放大器 优点：输出较稳定、放大比例可调 缺点：电路复杂 方案选择： 基于输出稳定的波形，且希望电路功能强大，故选用仪用放大器 4.3 电路参数设计 如图设R25=R26=10k ，R23=R27=1k ，R24=R28=100k,R29=1k,Rv7=1k 2100~1100)21(0R 7v 29252324v =++-=-=R R R R V V A I o 4.4 电路仿真 低频反向比例放大器如图（4）所示 图（4） 4.5 电路指标测试 4. 5.1 测试方案 4.5.2 测试结果 4.5.3 结果分析 5．结语 1．可调直流稳压电源设计 1.1 设计任务 根据题目要求，我们需要设计一个正负可调直流稳压电源，输出电压：±3v~±10 v、最大输出电流0.5A、当交流电网电压在220v上下波动10%，环境温 度在10o C~40 o C范围内时，均能正常工作，电路均能达到要求 2.低频信号发生器设计 2.1 设计任务 根据题目要求，设计出了一个低频信号发生器，可输出方波、矩形波、三角波、锯齿波、正弦波；频率1kHz~3 kHz；幅度30mv~1v；矩形波占空比可调；锯 齿波上升、下降时间可调。 3．低频带通滤波器 3.1 设计任务 设计出了二阶低频带通滤波器，其中心频率2KHz，带宽100Hz，通带增益为 10. 4．低频选频放大器 4.1 设计任务 设计出了放大倍数大于1000倍的选频放大器。 --------------------------------------------------------------------- 4-20ma信号发生器电路 制作要求：以精度0.5级为例,二线制4～20mA模拟恒环路信号发生器执行标准：GB/T13850－1998； (1)基准要稳,４mA是对应的输入零位基准，基准不稳，谈何精度线性度，冷开机３分锺内４mA的零位漂移变化不超过4.000mA0.5%以内;(即3.98-4.02mA),负载250Ω上的压降为0.995-1.005V，国外IC心片多用昂贵的能隙基准，温漂系数每度变化10ppm； (2)内电路总计消耗电流<4mA,加整定后等于4.000mA,而且有源整流滤波放大恒流电路不因原边输入变化而消耗电流也随之变化，国外IC心片采用恒流供电； (3)当工作电压24.000V时,满量程20.000mA时,满量程20.000mA的读数不会因负载0-700Ω变化而变化;变化不超过20.000mA0.5%以内； (4)当满量程20.000mA时,负载250Ω时,满量程20.000mA的读数不会因工作电压15.000V-30.000V变化而变化;变化不超过20.000mA0.5%以内； (5)当原边过载时，输出电流不超过25.000mA+10%以内，否则PLC/DCS内供变送器用的24V工作电源和A/D输入箝位电路因功耗过大而损坏，另外变送器内的射随输出亦因功耗过大而损坏，无A/D输入箝位电路的更遭殃； (6)当工作电压24V接反时不得损坏变送器,必须有极性保护； (7)当两线之间因感应雷及感应浪涌电压超过24V时要箝位,不得损坏变送器；一般在两线之间并联1-2只TVS瞬态保护二极管 1.5KE可抑制每20秒间隔一次的20毫秒脉宽的正反脉冲的冲击,瞬态承受冲击功率1.5KW-3KW； (8)产品标示的线性度0.5％是绝对误差还是相对误差,可以按以下方法来辨别 方可一目了然:符合下述指标是真的线性度0.5％. 原边输入为零时输出４mＡ正负0.5%(3.98-4.02mA),负载250Ω上的压降为 0.995-1.005V 原边输入10％时输出5.6mＡ正负0.5%(5.572-5.628mA)负载250欧姆上的压降为1.393-1.407V 原边输入25％时输出8mＡ正负0.5%(7.96-8.04mA)负载250Ω上的压降为 1.990- 2.010V 原边输入50％时输出12mＡ正负0.5%(11.94-12.06mA)负载250Ω上的压降为2.985-3.015V 原边输入75％时输出16mＡ正负0.5%(15.92-16.08mA)负载250Ω上的压降为3.980-4.020V 原边输入100％时输出20mＡ正负0.5%(19.90-20.10mA)负载250Ω上的压降为4.975-5.025V (9)原边输入过载时必须限流:原边输入过载大于125%时输出过流限制25mＡ +10%(25.00-27.50mA)负载250Ω上的压降为6.250-6.875V； (10)感应浪涌电压超过24V时有无箝位的辨别:在两线输出端口并一个交流50V 指针式表头,用交流30-35V接两根线去瞬间碰一下两线输出端口,看有无箝位,箝位多少伏可一目了然啦； (11)有无极性保护的辨别:用指针式万用表Ω乘10K档正反测量两线输出端口,总有一次Ω阻值无限大,就有极性保护； (12)有无极输出电流长时间短路保护：原边输入100％时或过载大于125%-200%时，将负载250Ω短路，测量短路保护限制是否在25mＡ+10%； (13)工业级别和民用商用级别的辨别:工业级别工作温度范围是-25度到＋７０度，温漂系数是每度变化１００ppm,即温度每度变化１度,精度变化为万分之一； PCI8252 任意波形发生器 硬件使用说明书 阿尔泰科技发展有限公司 产品研发部修订 阿尔泰科技发展有限公司 目录 目录 (1) 第一章概述 (2) 第一节、产品应用 (2) 第二节、DA 模拟量输出功能 (2) 第三节、其他指标 (2) 第二章元件布局图及简要说明 (3) 第一节、主要元件布局图 (3) 一、信号输入输出连接器 (3) 二、电位器 (3) 三、跳线器 (4) 四、物理ID 拨码开关 (4) 第三章信号输入输出连接器及连接方法 (5) 第一节、信号输出连接器定义 (5) 第二节、模拟量输入/输出接口 (5) 第三节、DA 模拟量输出的信号连接方法 (6) 第四节、同步触发脉冲信号的连接方法 (6) 一、同步触发脉冲信号输入连接方式 (6) 二、同步触发脉冲信号输出连接方式 (6) 第五节、外触发信号的连接方法 (7) 第四章跳线器设置 (8) 第一节、DA0 模拟信号输出值选择 (8) 第二节、DA1 模拟信号输出值选择 (8) 第三节、DA2 模拟信号输出值选择 (8) 第四节、DA3 模拟信号输出值选择 (8) 第五章数据格式、排放顺序及换算关系 (9) 第一节、DA 单极性模拟量输出数据格式 (9) 第二节、DA 双极性电压输出的数据格式 (9) 第六章各种功能的使用方法 (10) 第一节、DA 触发功能的使用方法 (10) 一、DA 内触发功能 (10) 二、DA 外触发功能 (10) 第二节、多卡同步的实现方法 (10) 第七章产品的应用注意事项、校准、保修 (12) 第一节、注意事项 (12) 第二节、DA 模拟量输出的校准 (12) 第三节、保修 (12) 信号发生器 本人介绍一下信号发生器的使用和操作步骤. 1、信号发生器参数性能 频率范围：0.2Hz ~2MHz 粗调、微调旋钮 正弦波, 三角波, 方波, TTL 脉波 0.5" 大型LED 显示器 可调DC offset 电位 输出过载保护 信号发生器/信号源的技术指标: 波形正弦波, 三角波, 方波, Ramp 与脉波输出 振幅>20Vp-p (open circuit)；>10Vp-p (加50Ω负载) 阻抗50Ω+10% 衰减器-20dB+1.0dB (at 1kHz) DC 飘移<-10V ~ >+10V, (<-5V ~ >+5V 加50Ω负载) 周期控制 1 : 1 to 10 : 1 continuously rating 显示幕4位LED显示幕 频率范围0.2Hz to2MHz(共7 档) 频率控制Separate coarse and fine tuning 失真< 1% 0.2Hz ~ 20kHz , < 2% 20kHz ~ 200kHz 频率响应< 0.2dB 0.2Hz ~100kHz；< 1dB100kHz~2MHz 线性98% 0.2Hz ~100kHz；95%100kHz~2MHz 对称性<2% 0.2Hz ~100kHz 上升/下降时间<120nS 位准4Vp-p±1Vp-p ~ 14.5Vp-p±0.5Vp-p 可调 上升/下降时间<120nS 位准>3Vpp 上升/下降时间<30nS 输入电压约0V~10V ±1V input for 10 : 1 frequency ratio 输入阻抗10kΩ(±10%) 交流100V/120V/220V/230V ±10%, 50/60Hz 电源线×1, 操作手册×1, 测试线GTL-101 ×1 一、信号发生器电路安装与调试考核评分表 准考证号姓名规定时间分钟 开始时间结束时间实用时间得分 考核内容及要求配分评分标准扣分 1 元器件清点检查：在10分钟内对所有元 器件进行检测，并将不合格元器件筛选出来进 行更换，缺少的要求补发。 10 超时更换或要求补发按损坏 元件扣分，扣3分/个。 2 安装电路：按装配图进行装接，要求不装 错，不损坏元器件，无虚焊，漏焊和搭锡，元 器件排列整齐并符合工艺要求。 30 漏装，错装或虚焊、漏焊、 搭锡，扣2分/个，安装不整 齐和不符合工艺要求的扣1 分/处，损坏元件扣3分/个。 3 电源电路：接通交流电源，测量交流电压 和各直流电压+12V、-12V、V CC 、-5V。 信号发生器电路：接通+12V、-12V、V CC 、 -5V电源。测量函数信号波形：方波、正弦波、 三角波形。 20 电压测试方法不正确扣10 分，测量值有误差扣5分。 4 选择C=10uf，调节RW13、RW14、RW15， 记录方波的占空比： 1、 2、 3、 10 不会用示波观察输出信号波 形扣10分， 调节不正确扣5分， 波形记录不正确扣5分。 5 改变电容：100nf——100uf，并调节RW11， 记录正弦波输出频率f： 1、 2、 3、 10 最大不失真电压测试方法不 正确扣5分，测量值不准确 扣5分，不会计算最大不失 真功率扣5分。 6 调节RW21、RW22， 记录正弦波输出Vpp： 1、 2、 3、 10 不会测试功放电路的灵敏度 扣5分，不会计算电压放大 倍数扣5分。 7 调节电位器RW16、RW17， 记录正弦波形的失真： 1、 2、 3、 10 测量方法不正确扣5分， 测量数据每处2分，不会绘 制频响曲线扣5分 开始时间：结束时间：实用时间： 信号发生器概述 凡是产生测试信号的仪器，统称为信号源，也称为信号发生器，它用于产生被测电路所需特定参数的电测试信号。 信号源是根据用户对其波形的命令来产生信号的电子仪器。信号源主要给被测电路提供所需要的已知信号（各种波形），然后用其它仪表测量感兴趣的参数。可见信号源在电子实验和测试处理中，并不测量任何参数，而是根据使用者的要求，仿真各种测试信号，提供给被测电路，以达到测试的需要。 信号源的分类和作用 信号源有很多种分类方法，其中一种方法可分为混和信号源和逻辑信号源两种。其中混和信号源主要输出模拟波形；逻辑信号源输出数字码形。混和信号源又可分为函数信号发生器和任意波形/函数发生器，其中函数信号发生器输出标准波形，如正弦波、方波等，任意波/函数发生器输出用户自定义的任意波形；逻辑信号发生器又可分为脉冲信号发生器和码型发生器，其中脉冲信号发生器驱动较小个数的的方波或脉冲波输出，码型发生器生成许多通道的数字码型。如泰克生产的AFG3000系列就包括函数信号发生器、任意波形/函数信号发生器、脉冲信号发生器的功能。 另外，信号源还可以按照输出信号的类型分类，如射频信号发生器、扫描信号发生器、频率合成器、噪声信号发生器、脉冲信号发生器等等。信号源也可以按照使用频段分类，不同频段的信号源对应不同应用领域。 下面我们将对函数信号发生器和任意波形/函数发生器做简要介绍： 1、函数信号发生器 函数发生器是使用最广的通用信号源，提供正弦波、锯齿波、方波、脉冲波等波形，有的还同时具有调制和扫描功能。 函数波形发生器在设计上分为模拟式和数字合成式。众所周知，数字合成式函数信号源（DDS）无论就频率、幅度乃至信号的信噪比（S/N）均优于模拟式，其锁相环（PLL）的设计让输出信号不仅是频率精准，而且相位抖动（phaseJitter）及频率漂移均能达到相当稳定的状态，但数字式信号源中，数字电路与模拟电路之间的干扰始终难以有效克服，也造成在小信号的输出上不如模拟式的函数信号发生器，如今市场上的大部分函数信号发生器均为DDS信号源。 2、任意波形发生器 任意波形发生器，是一种特殊的信号源，不仅具有一般信号源波形生成能力，而且可以仿真实际电路测试中需要的任意波形。在我们实际的电路的运行中，由于各种干扰和响应的存在，实际电路往往存在各种缺陷信号和瞬变信号，如果在设计之初没有考虑这些情况，有的将会产生灾难性后果。任意波发生器可以帮您完成实验，仿真实际电路，对您的设计进行全面的测试。 由于任意波形发生往往依赖计算机通讯输出波形数据。在计算机传输中，通过专用的波 函数信号发生器 制作队员： 班级： 摘要： 本次作品是一个基于单片机设计的函数信号发生器。函数信号发生器的设计方法有多种，利用单片机设计的函数信号发生器具有编程灵活，功能更以扩充等实际的优点。利用单片机设计的函数信号发生器能够产生正弦波，锯齿波，三角波，方波，并实现对频率和占空比的调节，以及液晶屏显示波形名称和波形频率，波形的切换和频率的调节以及占空比的改变都可以用按键实现。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，考虑设计的所有功能均已实现。 关键词：单片机，函数发生器，C语言 第一章：函数信号发生器的设计 设计一个基于单片机的函数信号发生器，该函数信号发生器可以输出四种波形，有正弦波，锯齿波，三角波，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。 一课程设计的目的： 1、巩固、加深和扩大单片机应用的知识面，提高综合及灵活运用所学知识解决实际课题设计的能力。 2、培养针对课题需要，选择和查阅有关手册、图表及文献资料的能力，提高组成系统、编程、调试的动脑动手能 力。 3、通过对课题设计方案的分析、选择、比较，熟悉运用单片机系统开发、软硬件设计的方法内容及步骤。 4、掌握DAC0832，LM324,74LS21的接口电路，及使用方法。 5、熟悉掌握函数信号发生器的工作原理。 二课程设计要求： 1、熟悉组成系统中的实验模块原理，画出实验原理图。 2、写出完整的设计任务书：课题的名称、系统的功能、硬件原理图、软件框图、元件清单、程序清单、参考资料。 3、输出几种波形，实现对频率和占空比的调节，以1HZ 作为步进进行调节。 第二章：设计方案 一系统主要功能 该函数信号发生器可以输出四种波形，有正弦波，锯齿波，三角波，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。二系统硬件构成及功能 函数信号发生器的设计总体框图如图所示，主要有单片机AT89S52,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 1. 信号产生部分 1.1 频率控制字输入模块 library ieee; use ieee.std_logic_1164.all; use ieee.std_logic_unsigned.all; use ieee.std_logic_arith.all; entity ddsinput is port(a,b,c,clk,clr:in std_logic; q1,q2,q3,q4,q5:buffer unsigned(3 downto 0)); end ddsinput; architecture a of ddsinput is signal q:std_logic_vector(2 downto 0); begin q<=c&b&a; process(cp,q,clr) begin if clr='1'then q1<="0000";q2<="0000";q3<="0000";q4<="0000";q5<="0000"; elsif clk 'event and clk='1'then DDS信号信号发生器电路设计 case q is when"001"=>q1<=q1+1; when"010"=>q2<=q2+1; when"011"=>q3<=q3+1; when"100"=>q4<=q4+1; when"101"=>q5<=q5+1; when others=>NULL; end case; end if; end process; end a; 1.2 相位累加器模块 library ieee; use ieee.std_logic_1164.all; use ieee.std_logic_unsigned.all; use ieee.std_logic_arith.all; entity xiangwei is port(m:in std_logic_vector(19 downto 0); clk,clr:in std_logic; data:out std_logic_vector(23 downto 0)); end xiangwei; architecture a of xiangwei is signal q:std_logic_vector(23 downto 0); begin process(clr,clk,m,q) begin if clr='1'then q<="000000000000000000000000"; elsif (clk'event and clk='1')then q<=q+m; end if; data<=q; end process; end a; 函数信号发生器使用说明 1－1 SG1651A函数信号发生器使用说明 一、概述 本仪器是一台具有高度稳定性、多功能等特点的函数信号发生器。能直接产生正弦波、三角波、方波、斜波、脉冲波，波形对称可调并具有反向输出，直流电平可连续调节。TTL可与主信号做同步输出。还具有VCF输入控制功能。频率计可做内部频率显示，也可外测1Hz~的信号频率，电压用LED显示。 二、使用说明 面板标志说明及功能见表1和图1 图1 表1 序 面板标志名称作用号 1电源电源开关按下开关，电源接通，电源指示灯亮 2 1、输出波形选择 波形波形选择 2、与1 3、19配合使用可得到正负相锯齿波和脉 DC1641数字函数信号发生器使用说明 一、概述 DC1641使用LCD显示、微处理器（CPU）控制的函数信号发生器，是一种小型的、由集成电路、单片机与半导体管构成的便携式通用函数信号发生器，其函数信号有正弦波、三角波、方波、锯齿波、脉冲五种不同的波形。信号频率可调范围从~2MHz，分七个档级，频率段、频率值、波形选择均由LCD显示。信号的最大幅度可达20Vp-p。脉冲的占空比系数由10%~90%连续可调，五种信号均可加±10V的直流偏置电压。并具有TTL电平的同步信号输出，脉冲信号反向及输出幅度衰减等多种功能。除此以外，能外接计数输入，作频率计数器使用，其频率范围从10Hz~10MHz（50、100MHz[根据用户需要]）。计数频率等功能信息均由LCD显示，发光二极管指示计数闸门、占空比、直流偏置、电源。读数直观、方便、准确。 二、技术要求 函数发生器 产生正弦波、三角波、方波、锯齿波和脉冲波。 2.1.1函数信号频率范围和精度 a、频率范围 由~2MHz分七个频率档级LCD显示，各档级之间有很宽的覆盖度， 如下所示： 频率档级频率范围（Hz） 1 ~2 10 1~20 100 10~200 E4432B 数字和模拟信号发生器 详细介绍： 2250KHz-3000MHz 2供单信道和多信道CDMA用的测量专用卡 2用于I和Q的20 MHz射频带宽 2极度高的电平精度 2步进扫描（频率、功率和列表） 2宽带调幅、调频和调相 2内部数据发生器和突发脉冲功能（选件UN8） 2灵活形成定制调制选件UN8，UND） 2机内有供DECT、GSM、NADC、PDC、PHS和TETRA用的TDMA格式（选件UN8） 2内部双任意波形发生器（选件UND） 2内部误码率分析仪（选件UND7） 23年保用期 产品介绍 Agilent ESG-D系列射频信号发生器除具有广泛的特性和优良的模拟性能之外，还提供多种数字调制功能，而且在价格方面亦能被用户所接受。他们提供了极好的调制精度和稳定度，以及空前的电平精度。AgilentESG-D系列特别适于满足当前数字接收机测试、元器件测试和本地振荡器应用日益提高的要求。 专门定制的调制和DECT、EDGE、GSM、NADC、PDC、PHS、TETRA标准（选件UN8） 内部生成通用标准的信号来对接收机进行测试。改变调制类型、数据、码元速率、滤波器型式和滤波因数，以生成供元器件和系统容限测试用的定制信号。很容易配置时隙来模拟不同类型的通信业务量、控制信道或同步信道（或突发信号）。可产生具有内部突发功能移动站或基站传输。还降低了对具有综合数据生成功能的外部设备的需求。 内部双任意波开发生器（选件UND） 能重现几乎任何以数学形式生成的波形。可下载长波形或多个波形（达1M取样），以放置或贮存到非易失RAM中供随后使用。14比特的数模转换器（DAC）分辨率扩大了动态范围和改善了噪声性能。在对I/Q生成进行优化后，双任意波形发生器选件将使装置大为简化。 W-CDMA和Cdma 2000 能产生符合正在拟定的国际标准的正确编码信号。模拟用于基站和移动接收机测试的全编码信道或部分编码统计修正的多信道信号，可以对用于正在拟定的国际3G标准的有源元件进行精确的大容量测试。 多信道和多载波CDMA Agilent ESG-D系列提供CDMA（选件UN5）测量专用卡。用多个信道产生多载波CDMA信号，每个载波用于基站和移动站的系统或元件测试。通过选择预定的多载波CDMA配置或明确确定每个信道对每个载波的特性，可以为某些特殊的需要，如互补累积分布函数（CCDF）专门制定某种测试。 内部误码率分析仪（选件UN7） 为测量灵敏度和选择性而进行误码率分析。选件UN7提供用于PN9或PN15比特序列的分析功能，并指出用户规定的测试极限的合格或不合格条件。 宽带I和Q调制 利用模拟I和Q输入，产生复杂的调制格式，以满足射频数字通信系统开发研究和测试的需要。机内正交调制器处理I和Q输入信号，以在10MHz（1dB）带宽范围提供极高的调制精度和稳定度。 极高的电平精度 Agilent ESG-D系列射频信号发生器能在宽的功率范围（+13dBm～-136dBm,利用选件UNB时为+17dBm～-136dBm)以极高的电平精度进行精确、有效的灵敏度测试。内部调制格式的电平精度优于±1.1dB(典型值为+0.6dB),从而保证甚至对最灵敏的数字接收机也能进行精密测量。 技术指标 2频率：250kHz~3000MHz 2关于模拟远程编程和一般技术指标，参阅ESG系列数字调制的电平精度 函数信号发生器[1] 目录 摘要 (3) 1方案的选择 (4) 1.1问题的提出 (4) 1.2基本原理 (4) 1.3提出解决问题的方案及选 (5) 1.4可行性分析 (10) 1.5参数的确定 (10) 2.仿真结果及分析 (12) 3.心得体会 (13) 4.元器件清单 (14) 5.参考文献 (14) 摘要 函数信号发生器是一种能能够产生多种波形,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。 产生正弦波,方波,三角波的方案有多种,如先产生正弦波,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。 现在我要设计一个能变换出三角波、正弦波、方波的简易发生器。在达到课题要求的前提下保证最经济、最方便、最优化的设计策略。按照设计的方案利用Pspice进行仿真 1方案的选择 1.1问题的提出 设计一个函数发生器使得能够产生方波、三角波、正弦波。 1、主要技术指标 频率范围10Hz~100Hz，100Hz~1000Hz，1kHz~10kHz 频率控制方式通过改变RC时间常数手控信号频率 通过改变控制电压Uc实现压控频率VCF 输出电压正弦波Up p≈3 V 幅度连续可调; 三角波Upp≈5 V 幅度连续可调; 方波Upp≈14 V 幅度连续可调. 波形特性方波上升时间小于2s； 三角波非线性失真小于1%； 正弦波谐波失真小于3%。 2、设计要求 （1）根据技术指标要求自选方案设计出原理电路图，分析工作原理，计算元件参数。（2）列出所有元、器件清单。 （3）利用Pspice进行仿真。 （4）观察并分析结果。 1.2基本原理: 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。 1.3提出解决问题的方案及选取 由运算放大器单路及分立元件构成，方波——三角波——正弦波函数发生器电路组成如图1所示，方波由比较器产生,三角波是方波输入积分器而输出的,这就解决了方波与三角波的产生方案.因此方案的关键在于三角波到正弦波的变换。 1 引言 信号发生器又称信号源或者振荡器，它是根据用户对其波形的命令来产生信号的电子仪器，在生产实践和科技领域有着广泛的应用。信号发生器采用数字波形合成技术,通过硬件电路和软件程序相结合,可输出自定义波形,如正弦波、方波、三角波、三角波、梯形波及其他任意波形，波形的频率和幅度在一定范围内可任意改变。信号源主要给被测电路提供所需要的已知信号（各种波形），然后用其他仪表测量感兴趣的参数。信号发生器在通信、广播、电视系统，在工业、农业、生物医学领域内，在实验室和设备检测中具有十分广泛的用途。 信号发生器是一种悠久的测量仪器，早在20年代电子设备刚出现时它就产生了。随着通信和雷达技术的发展，40年代出现了主要用于测试各种接收机的标准信号发生器，使信号发生器从定性分析的测试仪器发展成定量分析的测量仪器。自60年代以来信号发生器有了迅速的发展，出现了函数发生器，这个时期的信号发生器多采用模拟电子技术，由分立元件或模拟集成电路构成，其电路结构复杂，且仅能产生正弦波、方波、锯齿波和三角波等几种简单波形。到70年代处理器出现以后，利用微处理器、模数转换器和数模转换器，硬件和软件使信号发生器的功能扩大，产生比较复杂的波形。这时期的信号发生器多以软件为主，实质是采用微处理器对DAC的程序控制，就可以得到各种简单的波形。随着现代电子、计算机和信号处理等技术的发展，极大地促进了数字化技术在电子测量仪器中的应用，使原有的模拟信号处理逐步被数字信号处理所代替，从而扩充了仪器信号的处理能力，提高了信号测量的准确度、精度和变换速度，克服了模拟信号处理的诸多缺点，数字信号发生器随之发展起来。 信号发生器作为电子领域不可缺少的测量工具，它必然将向更高性能，更高精确度，更高智能化方向发展，就象现在在数字化信号发生器的崛起一样。但作为一种仪器，我们必然要考虑其所用领域，也就是说要因地制宜，综合考虑性价比，用低成本制作的集成芯片信号发生器短期内还不会被完全取代，还会比较广泛的用于理论实验以及精确度要求不是太高的实验。因此完整的函数信号发生器的设计具有非常重要的实践意义和广阔的应用前景。 2 数字信号发生器的系统总述 2.1 系统简介 信号发生器广泛应用于电子工程、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。 本设计以AT89C52[1]单片机为核心设计了一个低频函数信号发生器。信号发生器采用数字波形合成技术,通过硬件电路和软件程序相结合,可输出自定义波形,如正弦波、方波、三角波、三角波、梯形波及其他任意波形，波形的频率和幅度在一定范围内可任意改变。波形和频率的改变通过软件控制，幅度的改变通过硬件实现。介绍了波形的生成原理、硬件电路和软件部分的设计原理。本系统主要包括CPU模块、显示模块、键盘输入模块、数模转换模块、波形输出模块。系统电路原理图见附录A，PCB （印制电路板）图见附录B。其中CPU模块负责控制信号的产生、变化及频率的改变；模数转换模块采用DAC0832实现不同波形的输出；显示模块采用1602液晶显示，实现波型和频率显示；键盘输入模块实 实验一信号发生器的原理及应用 一、实验目的 （1）熟悉直接数字合成双路函数信号发生器的工作原理以及面板装置及功能； （2）会运用UTG2025A型数字信号合成信号发生器产生标准信号和调制信号。 二、实验设备 （1）UTG2025A型函数/任意波形信号发生器1台； （2）UTD2102C数字存储示波器各1台。 三、实验原理 函数信号发生器是能产生多种特定时间函数波形（如正弦波、方波、三角波 等）供测试用的信号发生器。典型函数信号发生器由输入单元、内/外转换电路、 波形产生电路、频段转换器、扫频电路、占空比和频率调节电路、微处理器、A/D 转换器、直流功率放大器和计数显示器等组成，其电路原理方框图如下所示： 图1典型函数信号发生器电路原理框图 其中波形产生电路、频率调整电路、占空比调整电路、内外扫频控制电路、测频 单元电路等具体电路原理与分析见教材《电子测量技术》P67-P71页内容。 四、实验内容及步骤 4.1 产生标准信号 4.1.1 产生正弦波信号 实验内容：产生一个20MHz、峰峰值100mV、直流偏置－150mV的正弦波信号。 1 实验步骤： （1）确保仪器正确连接后，打开开关，等仪器自检回到主菜 单；（2）按【menu】→【波形】→【正弦波】，如下图所示： （3）按【menu】→【波形】→【参数】 选择【频率】、【幅度】、【直流偏移】、【相位】不同功能按钮进行设 置：可以用三种方法来输入频率值：（其他数字量输入类似） ①通过按方向键来移动选择光标，再通过多功能按钮来增加、减少频率值； ②通过多功能按钮选中再逆时针、顺时针旋转来增加、减少频率值； ③通过数字键盘输入：进入频率设置状态后，当您按下数字键盘任意一个按键后，屏幕弹出输入窗口，如下图所示： 键入数字后再分别选择不同单位。 信号发生器使用说明: 1. 窄带脉冲信号的产生： 开机—双击桌面上的ArbExpress Application 图标。 进入界面后，点击上方Equation Editor 按钮（图1），可以得到图2所示界面。 这里需要设置的参数有：在左上方的Equation 这一栏，输入波形的表达式，以及波形绘制时间范围；在右下方的Settings 中，设置需要绘制的点数Number of Points 以及采样率Sampling Rate 。 以中心频率为10KHz ，5周期的窄带脉冲信号为例，如图3、4中设置，我们输入range(0,0.0005s)，表达式Sin(2*pi*10000*t)*(1-Cos(2*pi*10000*t/5))，采样率设为16MS/s ,取10000个点。 在设置完成后，点击Compile 按钮，可以看到波形的预览图，再点击OK ，进入到ArbExpress 窗口界面，如图5。 图1 图2 图3 图4 对波形进行保存，命名波形并保存类型为（*.wfm ）文件。至此，一个窄带脉冲信号就产生了。关闭ArbExpress 界面。 2. 信号的输出 双击桌面上的AWG 图标，进入界面后，单击左上方的File —Import from File ，选择AWG400/500/600/700(*.WFM)类型文件，选择刚才保存的文件并打开，就可以将波形输送到通道1，如图6所示。 下面我们对波形进行一些设置，如图6中下方所示，在Amplitude 选项卡中可以对波形的幅值进行调节；在Time 选项卡中可以通过改变Sampling Rate 的值来改变输出波形的中心频率；在Run Mode 选项卡中，我们选择Triggered 即触发模式。 最后，我们按下前面板上的Run 以及Ch1按钮（图7）就可以从通道1发射波形了。由于我们选择的是触发模式，因此还需要手动按下前面板上的 Force 图5 图6 低频信号发生器电路图制作以及调试 1 画原理图 本设计中要求用Protel软件完成原理图以及PCB板。我用的是Protel2004 版本。电路原理图的设计是印制电路板设计中的第一步，也是非常重要的一步。电路原理图设计得好坏将直接影响到后面的工作。首先，原理图的正确性是最基本的要求，因为在一个错误的基础上所进行的工作是没有意义的；其次，原理图应该布局合理，这样不仅可以尽量避免出错，也便于读图、便于查找和纠正错误；最后，在满足正确性和布局合理的前提下应力求原理图的美观。 电路原理图的设计过程可分为以下几个步骤： 1、设置电路图纸参数及相关信息根据电路图的复杂程度设置图纸的格式、尺寸、方向等参数以及与设计有关的信息，为以后的设计工作建立一个合适的工作平面。 2、装入所需要的元件库将所需的元件库装入设计系统中，以便从中查找和选定所需的元器件。 3、设置元件将选定的元件放置到已建立好的工作平面上，并对元件在工作平面上的位置进行调整，对元件的序号、封装形式、显示状态等进行定义和设置，以便为下一步的布线工作打好基础。 4、电路图布线利用Protel 2004所提供的各种工具、命令进行画图工作，将事先放置好的元器件用具有电气意义的导线、网络标号等连接起来，布线结束后，一张完整的电路原理图基本完成。 5、调整、检查和修改利用Prote2004所提供的各种工具对前面所绘制的原理图做进一步的调整和修改。 6、补充完善对原理图做一些相应的说明、标注和修饰，增加可读性和可观性。 2 硬件单元电路调试 对于本波形法发生器，其硬件电路的调试最重要的地方在于板子制作的前期一 定要保证其质量，尽量减少因虚焊等因不细心造成的故障。将元件焊接完毕后，为了方便调试，采用分块调试的方法。电路由多个模块组成，D/A 转换 电路、显示电路、电源电路、按键电路、复位电路。因为这次在焊点的时候比较细心，所以焊得很结实，检验的时候，未发现有虚焊的问题。 5.2.1 焊电路 设计好电路图,开始焊电路板,刚开始觉得线路很简单，所以电路排版没花心思，真正开始焊的时候才发现相当麻烦，导线用去很多,看起来有点乱。由于元气件的管脚图并不跟原理图中一样，所以必须先查阅资料弄明白各个器件的封装，像LED先用万用表检测是共阴还是共阳，每个管脚对应哪一段也可以检测。还有四脚的按键也要测出哪两脚是相通的等等。 5.2.2 硬件电路的总体检查 电路板焊完之后，应该首先认真细致地检查一遍，确认无误后方能通电。通电前检查，主要检查以下内容: 第一，根据硬件电气原理图和装配图仔细检查线路的正确性，并检查元器件安装是否正确。尤其注意的是芯片、二极管和开关管的极性、电容器的耐压和极性、电阻的阻值和功率是否与设计图纸相符，重点检查系统总线间或总线与其它信号线间是否存在短路;第二，检查焊接点是否牢固，特别要仔细检查有无漏焊和错焊;对于靠得很近的相邻焊点，要注意检查金属毛刺和是否短路，必要时可用欧姆表进行测量;第三，在不加电的情况下，插上所有元器件，为联机调试作准备。确保电源和地无故障之后，再通电，然后检查各电源+5V、+12V 和-12V电压数值的正确性。排除可能出现的故障后，再进行各单元电路调试。 5.2.3 单元电路调试 1 、单片机最小系统调试 按照前面设计的单片机最小系统和电源，焊接并插上相应的元器件，连好线，检查正确无误后，接上电源，用示波器测试单片机的时钟波形。时钟波形和频率正确，进行下一步检查。 切断电源，空出单片机AT89S51的位置，并在此位置上插入仿真器的40芯 信号发生器的基本原理 - 信号发生器使用攻略 信号发生器的基本原理 现代信号发生器的结构非常复杂，与早期的简易信号发生器天差地别，但总体基本结构功能单元还是类似的。信号发生器的主要部件有频率产生单元、调制单元、缓冲放大单元、衰减输出单元、显示单元、控制单元。早期的信号发生器都采用模拟电路，现代信号发生器越来越多地使用数字电路或单片机控制，内部电路结构上有了很大的变化。 频率产生单元是信号发生器的基础和核心。早期的高频信号发生器采用模拟电路LC振荡器，低频信号发生器则较多采用文氏电桥振荡器和RC移相振荡器。由于早期没有频率合成技术，所以上述LC、RC振荡器优点是结构简单，可以产生连续变化的频率，缺点是频率稳定度不够高。早期产品为了提高信号发生器频率稳定度，在可变电容的精密调节方面下了很多功夫，不少产品都设计了精密的传动机构和指示机构，所以很多早期的高级信号发生器体积大、重量重。后来，人们发现采用石英晶体构成振荡电路，产生的频率稳定，但是石英晶体的频率是固定的，在没有频率合成的技术条件下，只能做成固定频率信号发生器。之后也出现过压控振荡器，虽然频率稳定度比LC振荡器好些，但依然不够理想，不过压控振荡器摆脱了LC振荡器的机械结构，可以大大缩减仪器的体积，同时电路不太复杂，成本也不高。现在一些低端的函数信号发生器依然采用这种方式。 随着PLL锁相环频率合成器电路的兴起，高档信号发生器纷纷采用频率合成技术，其优点是频率输出稳定（频率合成器的参考基准频率由石英晶体产生），频率可以步进调节，频率显示机构可以用数字化显示或者直接设置。早期的高精度信号发生器为了得到较小的频率步进，将锁相环做得非常复杂，成本很高，体积和重量都很大。目前的中高端信号发生器采用了更先进的DDS频率直接合成技术，具有频率输出稳定度高、频率合成范围宽、信号频谱纯净度高等优点。由于DDS芯片高度集成化，所以信号发生器的体积很小。 信号发生器的工作频率范围、频率稳定度、频率设置精度、相位噪声、信号频谱纯度都与频率产生单元有关，也是信号发生器性能的重要指标。 信号发生器的一大特性就是可以操控仪器输出信号的幅度，信号通过特定组合衰减量的衰减器达到预定的输出幅度。早期的衰减器是机械式的，通过刻度来读取衰减量或输出幅度。现代中高档信号发生器的衰减器单元由单片机控制继电器来切换，向电子芯片化过渡，衰减单元的衰减步进量不断缩小，精度相应提高。大频率范围的高精度衰减器和高精度信号输出属于高科技技术，这也是国内很少有企业能制造高端信号发生器的原因之一。信号发生器的信号输出范围和输出电平的精度和准确度也是标志信号发生器性能的重要指标。 信号发生器的分类与用途 信号发生器按传统工作频段分类，有超低频信号发生器、低频信号发生器、高频信号发生器、微波信号发生器。 超低频信号发生器一般是指工作频率下潜到0.1Hz以下的信号发生器，一般用于专业上的特殊用途。低频信号发生器一般是指工作频率主要在1Hz～1MHz的信号发生器，多用于音 函数信号发生器和任意波形发生器对比 1、函数信号发生器 函数发生器是使用最广的通用信号源信号发生器，提供正弦波、锯齿波、方波、脉冲波等波形，有的还同时具有调制和扫描功能。 函数波形发生器在设计上分为模拟式和数字合成式。众所周知，数字合成式函数信号源(DDS)无论就频率、幅度乃至信号的信噪比(S/N)均优于模拟式，其锁相环(PLL)的设计让输出信号不仅是频率精准，而且相位抖动(phaseJitter)及频率漂移均能达到相当稳定的状态，但数字式信号源中，数字电路与模拟电路之间的干扰始终难以有效克服，也造成在小信号的输出上不如模拟式的函数信号发生器，如今市场上的大部分函数信号发生器均为DDS信号源。 2、任意波形发生器 任意波形发生器，是一种特殊的信号源，不仅具有一般信号源波形生成能力，而且可以仿真实际电路测试中需要的任意波形。在我们实际的电路的运行中，由于各种干扰和响应的存在，实际电路往往存在各种缺陷信号和瞬变信号，如果在设计之初没有考虑这些情况，有的将会产生灾难性后果。任意波发生器可以帮您完成实验，仿真实际电路，对您的设计进行全面的测试。 由于任意波形发生往往依赖计算机通讯输出波形数据。在计算机传输中，通过专用的波形编辑软件生成波形，有利于扩充仪器的能力，更进一步仿真实验。另外，内置一定数量的非易失性存储器，随机存取编辑波形，有利于参考对比，或通过随机接口通讯传输到计算机作更进一步分析与处理。有些任意波形发生器有波形下载功能，在作一些麻烦费用高或风险性大的实验时，通过数字示波器等仪器把波形实时记录下来，然后通过计算机接口传输到信号源，直接下载到设计电路，更进一步实验验证。 泰克推出的AFG3000系列三合一信号源，可以完成以上提到的功能，并且在波形输出的精度、稳定性等方面都有较大提高，是走在行业前列的新一代任意波发生器。 信号源的主要技术指标 传统函数发生器的主要指标和新近研发的任意波形发生器的主要指标有一些不同，我们这里分开介绍。 (一)普通函数发生器的主要指标： 带宽(输出频率范围) 仪器的带宽是指模拟带宽，与采样速率等无关，信号源的带宽是指信号的输出频率的范围，并且一般来讲信号源输出的正弦波和方波的频率范围不一致，例如，某函数发生器产生正弦波的频率范围是1mHz～240MHz，而输出方波的频率范围是1mHz～120MHz。 频率(定时)分辨率 频率分辨率，即最小可调频率分辨率，也就是创建波形时可以使用的最小时间增量。 信号发生器的设计 摘要 本设计以用集成运放LM324和74HC04设计并制作一简易函数信号发生器，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 函数信号发生器是一种能能够产生多种波形,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。现在我们通过对函数信号发生器的原理以及构成设计一个能输出幅度、频率可调的方波、矩形波、正弦波简易发生器。我们通过对电路的分析，参数的确定选择出一种最适合本课题的方案。在达到课题要求的前提下保证最经济、最方便、最优化的设计策略。按照设计的方案选择具体的原件，焊接出具体的实物图，并在实验室对焊接好的实物图进行调试，观察效果并与课题要求的性能指标作对比。 关键字：LM324， 74HC04，方案确定、参数计算、调试、。 目录 1 方案比较与选择（须详细阐述创新点或新见解） 2 电路仿真与分析 2.1 电路仿真 2.2 电路分析 3调制结果和制板 4电路板制作、焊接、调试 4.1 电路板制作 4.2 电路板焊接 4.3 电路板调试 5讨论及进一步研究建议 1．方案比较与选择 本次课程设计我们运用的方案如下（即方案一）： 用方波发生器产生方波和矩形波，通过二阶有源低通滤波器将方波分压滤波产生正弦波。最后用电压放大器，实现幅值可调。 性能和可行性评价：能实现频率、幅值、占空比可调，且结构简单，容易进行PCB排版，需要的器件少。 选择理由：1）为了保证设计的成功率，2）减少设计成本，3）稳定性高。 电路原理图： 题目：函数信号发生器 班级： 学号： 姓名： 指导： 时间： 景德镇陶瓷学院 电工电子技术课程设计任务书 目录 1、总体方案与原理说明. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4 2、单元电路1——稳压电源电路. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5 3、单元电路2——AT89S52最小系统. . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6 4、单元电路3——1602液晶显示电路. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8 5、单元电路4——矩阵键盘输入电路. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9 6、单元电路5——AD9850函数信号发生电路. . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10 7、总体电路原理说明. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11 8、总体电路原理图. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12 9、元件清单；. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13 10、参考文献. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14 11、设计心得体会. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154-20ma信号发生器电路
【价格】信号发生器卡 100K 16位 4路同步 任意波形发生器卡)系列)图
信号发生器的基本参数和使用方法
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(完整版)数字信号发生器的电路设计_(毕业课程设计)
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信号发生器使用说明
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信号发生器的基本原理
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