函数信号发生器的实验原理

科技论坛

智能函数信号发生器硬件设计概述

李淑珍

（黑龙江技师学院，黑龙江鸡西158100）

摘

要:近年来计算机技术及微电子器件在工程技术中应用十分广泛，在此基础上发展起来的智能仪器仪表无论是在测量的准确度、可靠性、

自动化程度、运用功能方面还是在解决测量技术与控制技术问题的深度及广度方面都有迅速的发展。本文简明介绍了一种采用传统的信号发生器

的原理结合直接数字波形合成技术、数字信号处理技术和智能仪器仪表技术而设计实现一种智能函数信号发生器。在本论文中介绍了系统设计总体方案的确立，设计了系统电源电路，滤波电路和MAX038外围电路。

关键词:信号发生器；电源电路；滤波电路；MAX0381设计思想

本文研究的是一种新型的函数信号发生器,用DSP作为主微处理器,主要负责特殊波形的产生,MAX038作为周期信号输出的辅助处理器,产生的信号经程控放大器和滤波器输出.本文主要介绍了系统总体方案的确立,系统电源电路的设计,MAX038外围电路的设计和滤波电路的选择.

2系统总体方案确立

本文设计的总体方案是常用周期信号的生成完全利用硬件电路产生的方法。我们选用单片集成函数波形发生器，通过D/A转换器将数字量转化为模拟信号对其参数进行程控，产生波形经程控放大器输出，而对于频率

实验一 函数信号发生器的原理与使用

姓名：Heven

学号：120352888882 学院：应科12电信

一、实验目的

1.了解数字合成函数信号发生器基本工作原理。 2.熟悉面板设置和性能指标。 3.掌握函数信号发生器的使用方法。 二、实验设备

函数发生器 F05A型数字合成函数信号发生器 双踪示波器 YB4325 三、实验任务

1. 熟悉F05A型数字合成函数信号发生器的面板设置，了解按键功能，菜单功能，以及不同参数的意义。

2. 掌握使用方法。

A 能正确选择所需要的信号波形。（正弦，方波，以及脉冲信号等任意波）

B 能正确调节信号的幅度和频率。

C 对于复杂信号，了解信号 参数的意义，并能熟练的调节。比如：脉冲信号的占空比；AM信号的调制深度、载波信号的频率、调制信号的波形、占空比等等。

四、实验报告

1. 描述信号源面板按键功能。

数字输入键

键名 0 1 2 3 4 5 6 主功能 输入数字0 输入数字1 输入数字2 输入数字3 输入数字4 输入数字5 输入数字6 第二功能 无 无 无 无 无 无 无 键名 7 8 9 ● ? ? ? 主功能 输入数字7 输入数字8 输入数字9 输入小数点 输入负号 闪烁数字左

课 程 设 计 任 务 书

课 程 名 称 电子线路课程设计 课程设计题目 函数信号发生器的设计 课程设计的内容及要求：

一、设计说明与技术指标

1．设计能产生正弦波等波形的函数信号发生器， 2．信号频率范围： 1Hz∽100kHz； 3．输出波形要求

① 正弦波 谐波失真度≤2%；

② 方波 上升沿和下降沿时间不得超过200nS，占空比在48%∽50%之间； 4．输出信号幅度范围：0∽20V； 二、设计要求

1．在选择器件时，应考虑成本。

2．根据技术指标，通过分析计算确定电路和元器件参数。 3．画出电路原理图（元器件标准化，电路图规范化）。 三、实验要求

1．根据技术指标制定实验方案；验证所设计的电路，用multisim软件仿真。 2．进行实验数据处理和分析。 四、推荐参考资料

1. 童诗白，华成英主编．模拟电子技术基础．[M]北京：高等教育出版社，2006年 2. 阎石，数字电子技术（第五版）．[M]北京：高等教育出版社，2005. 3. 陈孝彬《555集成电路实用电路集》高等教

函数信号发生器的原理及调试与维护

第13卷第6期2001年11月　　　　　　嘉兴学院学报Vol.13No.62001.11JournalofJiaxingCollege　　　　　　　　　　　　　　　　　　 81

函数信号发生器的原理及调试与维护

徐建华

(嘉兴学院,浙江嘉兴314001)

摘　要:该文讨论了目前在实验室最流行的信号发生器—、调试与维修的方法。以集成电路ICL8038为核心构成的函数信号发生器为例,,且详细分析了各种故障的原因及消除方法。

关键词:函数信号发生器;集成电路;工作原理;;　Abstract:Thispaperdiscussestheprinciple,monsignalgeneratorthatisthemostpopularinlaboratory.Takrwhosenucleusistheintegrat2edcircuitchipICL8038asanle,theprincipleandadjustmentmethodoftheinstrument,andalsoandonofvariousfaults.

Keyonr;integratedcircuit;workingprinciple;breakdown;adjust

函数信号发生器设计报告

目录

一、设计要求 .......................................................................................... - 2 - 二、设计的作用、目的 .......................................................................... - 2 - 三、性能指标 .......................................................................................... - 2 - 四、设计方案的选择及论证 .................................................................. - 3 - 五、函数发生器的具体方案 .................................................................. - 4 - 1. 总的原理框图及总方案 .................

电子电路综合设计实验

班级：2009211108 姓名：范灵均 学号：09210238 小班序号：26

实验一 函数信号发生器的设计与调测

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）基本要求：

1、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。 2、输出频率能在1-10KHZ范围内连续可调，无明显是真；

3、方波

课程

目录

设计

一、设计要求------------------------------------------------2 二、设计的作用与目的------------------------------------2 三、波形发生器的设计------------------------------------3

1、函数波形发生器原理和总方案设计-------------------3 2、方案选择及单元电路的设计---------------------------5 3、仿真与分析----------------------------------------------9 4、PCB版电路制作-----------------------------------------13

四、心得体会-----------------------------------------------15 五、参考文献-----------------------------------------------16 附录

1

课程设计

波形发生器的设计电路

函数信号发生器是一种能够产生多种波形，如三角波、锯齿波、矩形波（含方波）、正弦波的电路。函

设计示例一：

函数信号发生器的设计

函数信号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压或仪器。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（如单片函数发生器模块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。

一、设计任务书 1．设计课题

函数信号发生器设计。 2.主要技术指标

1）输出波形：正弦波、方波、三角波等 2）频率范围：1～１０Hz，１０～１００Ｈz

1

3) 输出电压：方波Up-p=24V，三角波Up-p=6V，正弦波U>1V；

4) 波形特征：方波tr<10s（1kHz，最大输出时），三角波失真系数THD<2%，正弦波失真系数THD<5%。

二、设计过程举例 1.课题分析

根据任务，函数信号发生器一般基本组成框图如图4.2.15所示。读者可参阅有关参考资料。

图4.2.15 函数信号发生器框图

2．方案论证

（1）确立电路形式及元器件型号 1）方波-三角波电路

图4.2.16所示为产生方波-三角波电路。工作原理如下：若a点短开，运算放大器A1与R1、R2及R3、RP1组成电压比较器，C1为加

函数信号发生器的设计、与装配实习

一．设计制作要求：

掌握方波 一 三角波 一 正弦波函数发生器的设计方法与测试技术。学会由分立器件与集成电路组成的多级电子电路小系统的布线方法。掌握安装、焊接与调试电路的技能。掌握在装配过程中可能发生的故障进行维修的基本方法。

二．方波 一 三角波 一 正弦波函数发生器设计要求

函数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(如单片集成电路函数发生器ICL8038)。本次电子工艺实习，主要介绍由集成运算放大器与晶体管差分放大器组成的方波 一 三角波 一 正弦波函数信号发生器的设计与制作方法。

产生正弦波、方波、三角波的方案有多种：

1：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。

2：先产生三角波一方波，再将三角波变成正弦波或将方波变成正弦波。

3

3：本次电路设计，则采用的 图1函数发生器组成框图

是先产生方波 一 三角波，再将三角波变换成正弦波的电路设计方法。此钟方法的电路组成框图。如图1所示：可见，它主要由：电压比较器、积分器和差分放大器等三部分构成。

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函数信号发生器的设计、与装配实习

一．设计制作要求：

掌握方波 一 三角波 一 正弦波函数发生器的设计方法与测试技术。学会由分立器件与集成电路组成的多级电子电路小系统的布线方法。掌握安装、焊接与调试电路的技能。掌握在装配过程中可能发生的故障进行维修的基本方法。

二．方波 一 三角波 一 正弦波函数发生器设计要求

函数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(如单片集成电路函数发生器ICL8038)。本次电子工艺实习，主要介绍由集成运算放大器与晶体管差分放大器组成的方波 一 三角波 一 正弦波函数信号发生器的设计与制作方法。

产生正弦波、方波、三角波的方案有多种：

1：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。

2：先产生三角波一方波，再将三角波变成正弦波或将方波变成正弦波。

3

3：本次电路设计，则采用的 图1函数发生器组成框图

是先产生方波 一 三角波，再将三角波变换成正弦波的电路设计方法。此钟方法的电路组成框图。如图1所示：可见，它主要由：电压比较器、积分器和差分放大器等三部分构成。

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