函数信号发生器实训报告
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【精品】电路实验报告函数信号发生器一、实验目的1.理解函数信号发生器的基本原理;2.掌握函数信号发生器的使用方法;二、实验仪器函数信号发生器、万用表、示波器、电阻箱等。
三、实验原理函数信号发生器是一种可以产生各种不同波形的电子仪器,它由信号源、调制放大器、波形出口、控制电路等几个部件组成。
在使用中可以通过调节控制电路中的各个参数来控制信号波形的频率、幅度、相位等参数。
四、实验内容1.使用函数信号发生器产生各种不同波形的信号,并记录下所产生的波形、频率、幅度等参数。
2.利用万用表对所产生的波形进行测量,并记录下相关参数。
3.使用示波器观察所产生的波形,并记录下所观察到的波形形态,判断所产生的波形是否符合要求。
4.使用电阻箱对信号幅度进行调整,调整后再次进行相应的测量、观察和记录。
五、实验步骤1.将函数信号发生器插入电源插座,并开启电源开关。
5.对信号幅度进行调整,如需调整信号幅度,可以使用电阻箱对信号幅度进行调整。
六、实验数据及处理下表列出了实验中所产生的部分波形及其相关参数。
| 波形形态 | 频率 | 幅度 ||----------------|---------|-----------|| 正弦波 | 1KHz | 1Vpp || 正弦波 | 5KHz | 500mVpp|| 方波 | 2KHz | 2Vpp || 三角波 | 1KHz | 1Vpp |七、实验结果分析根据实验数据分析,可以得出以下结论:2.在产生不同波形的信号时,需调节控制电路中的各个参数,如频率、幅度、相位等,才能产生相应的波形。
3.在调试波形时应注意信号幅度,如波形幅度过大或过小,都会影响到实验的结果。
八、实验注意事项1.实验中要注意安全,避免触电、短路等事故的发生。
3.在实验中应认真记录实验数据,为进一步分析和处理提供有力的数据支持。
信号与系统实验报告
图1 RLC 电路在过阻尼时的状态轨迹
图2 RLC 电路在欠阻尼时的状态轨迹
图3 RLC 电路在R=0 的状态轨迹
、状态变量是一些与储能直接有关的物理量,因为能量是不能突变的,所以状态变量一般也是不能突变的(除非能与提供无穷大功率的理想能源相接),因而状态轨迹是一根连续的曲
、用双踪示波器显示二阶网络状态轨迹的原理与显示李沙育图形完全一样。
它采用实验图
图4 实验原理图图5 减法器若将、分别接至减法器的、处,则减法器输出为,即电容两端电压,该电压与有公共接地端,从而使状态轨迹的观察成为可能。
在本实验箱中,观察该状态轨迹则是采用一种简易的方法,如实验图6 所示,由于电阻
值很小,在Y 点电压仍表现为容性,因此电容两端电压分别引到示波器X 轴和Y 轴仍能显示电路的状态轨迹。
图6 实验电路
、下面开始列写系统的状态方程,由图6,可以用下面的微分方程进行描述:
)系统的状态变量:能够表示系统状态的变量称为状态变量。
这里为i (t) L 和v (
【实验结果】。
电子技术课程设计实验报告--函数信号发生器函数信号发生器一般用于产生基本的常用信号,如正弦波、三角波、方波等,用于生物、医学、通信、音频和模拟电路调试和测量等。
本文介绍了函数信号发生器的结构和特性,以及利用函数信号发生器实验的操作步骤,对这一实验作了详细介绍。
一、结构和特点函数信号发生器是一款多用途的信号发生器,它是由数字电子芯片和模拟元件组成的,具有输出波形数量多、偏差小、功耗低等特点,它的性能特性好,能产生不同波形信号,灵活多变,具有稳定可靠的输出。
二、实验步骤1、打开万用表,将探头连接输出接口,将万用表切换到 AC 档,设置 200mV 档,同时将频率表中频率调节到 10kHz;2、连接信号发生器,打开电源开关,调节波形类型选择按钮使之处于正弦波,将频率表中频率调节到 10kHz;3、调节占空比调节按钮,可将其调节到饱和状态,观察波形并绘图;4、将频率表中频率再次调节到 10kHz,占空比按钮设置为50%,在衰减平调中调节输出信号,观察波形并绘图;5、按此类推,可实现其他波形的输出,可视性观察波形变化,以此可以了解整体系统性质。
三、实验结果实验中,我用函数信号发生器分别调节了正弦波和相应占空比的三角波和方波,用万用表观察波形的变化,为验证系统的性能,我用万用表测量各调试波形的参数,如电压大小、频率和占空比,结果如下:1、测试的正弦波的频率为:10kHz;占空比为:50%;电压大小为:150mV;在本次实验中,我们通过调节函数信号发生器,成功地验证函数信号发生器能够输出基本的常用信号,如正弦波、三角波、方波等,并通过万用表对其调节参数进行测试,得出的结果与理论设计的基本一致,可以表明函数信号发生器的稳定性、可靠性良好,这证实了函数信号发生器的功能设计正确性及其使用的可行性。
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。
函数信号发生器实验报告.一、实验目的本实验的主要目的是学习如何使用函数信号发生器和使用示波器观察信号波形,了解不同的信号波形及其特性,并探究不同信号波形在电路中的应用。
二、实验原理函数信号发生器是一种可以产生各种不同频率、不同幅度、不同波形的信号的仪器。
在实验中,我们将使用 Agilent 33220A 函数信号发生器,它可以产生多种基本波形,如正弦波、方波、三角波、锯齿波等。
函数信号发生器具有很高的稳定性和精确性,可根据需要输出不同范围的信号。
示波器是一种常用的检测和观测电路中信号波形的仪器,被广泛应用于电子学、通信、计算机和电力等行业。
在实验中,我们将使用 Tektronix TDS2002C 示波器,它可以显示多通道、多频道、高频率的波形,并提供多种触发方式,可用于观测电路中的信号波形。
三、实验过程1. 准备工作(1)开启函数信号发生器和示波器,并进行必要的预热。
等待信号稳定后,将函数信号发生器和示波器的输出连接线分别连接到实验电路对应的输入端口上。
(2)将实验电路按照实验要求搭建、联接好。
(3)调节示波器的电压、触发和标尺等参数,以方便观测信号波形。
(4)在函数信号发生器上选择需要输出的信号波形,设置频率、幅度等参数,并调节输出电平,以符合实验要求。
2. 实验操作本实验中我们将根据实验要求进行多种不同信号波形的输出和观测,具体实验步骤如下:(1)正弦波信号发生器实验a) 在函数信号发生器上选择正弦波信号波形,并设置频率为 5kHz,幅度为 5V。
b) 将输出信号连接到电路输入端口上,并将示波器调节到 AC 界面,调节触发方式为边沿触发,并设置触发电压符合需要观测的信号波形。
c) 观测信号波形,并记录波形主要特征。
4. 结果分析通过观测示波器中显示的正弦波形,我们可以看出正弦波具有周期性好、连续性强、波形圆润等特点。
因此,正弦波信号被广泛应用于各种电子电路中,如音频放大、翻译、计算机图像显示、调制解调等方面。
一、实验目的1. 熟悉信号发生器的基本原理和组成。
2. 掌握信号发生器的操作方法和使用技巧。
3. 学习通过信号发生器进行信号测试和调试的方法。
4. 培养实验操作能力和分析问题、解决问题的能力。
二、实验原理信号发生器是一种能够产生各种波形信号的电子设备,广泛应用于科研、生产和教学等领域。
本实验所使用的信号发生器为函数信号发生器,可以产生正弦波、方波、三角波等基本波形信号。
三、实验设备1. 信号发生器一台2. 示波器一台3. 测试电缆若干4. 负载电阻若干四、实验内容1. 信号发生器的基本操作(1)打开信号发生器,调整频率、幅度和波形等参数。
(2)观察信号发生器输出波形,确认波形是否正常。
(3)调整输出幅度,使其符合实验要求。
2. 正弦波信号的测试(1)将信号发生器设置为正弦波,调整频率和幅度。
(2)使用示波器观察输出波形,确认波形为正弦波。
(3)测试输出波形的频率、幅度和相位,记录数据。
3. 方波信号的测试(1)将信号发生器设置为方波,调整频率和幅度。
(2)使用示波器观察输出波形,确认波形为方波。
(3)测试输出波形的频率、幅度和占空比,记录数据。
4. 三角波信号的测试(1)将信号发生器设置为三角波,调整频率和幅度。
(2)使用示波器观察输出波形,确认波形为三角波。
(3)测试输出波形的频率、幅度和上升时间、下降时间,记录数据。
5. 信号发生器的应用(1)利用信号发生器产生各种波形信号,进行电路测试和调试。
(2)使用信号发生器进行信号调制和解调实验。
(3)利用信号发生器进行信号分析实验。
五、实验结果与分析1. 正弦波信号测试结果频率:1kHz幅度:2Vpp相位:0°2. 方波信号测试结果频率:1kHz幅度:2Vpp占空比:50%3. 三角波信号测试结果频率:1kHz幅度:2Vpp上升时间:50μs下降时间:50μs实验结果表明,信号发生器能够产生各种波形信号,且波形质量符合实验要求。
六、实验总结1. 通过本次实验,我们熟悉了信号发生器的基本原理和组成,掌握了信号发生器的操作方法和使用技巧。
北京邮电大学电子电路实验报告实验一:函数信号发生器的设计与调测院系:信息与通信工程学院班级:2012211112姓名:卢跃凯班内序号:13学号:2012210344指导教师:廖老师课题名称:函数信号发生器的设计与调试摘要实验电路主要由两部分组成,方波—三角波发生电路和三角波—正弦波变换电路。
方波由运算放大器加稳压管产生,后经积分电路形成三角波,最后通过差分放大电路,利用其传输特性曲线的非线性实现三角波——正弦波的转换。
实验电路的频率,幅度可通过电位器调节,增加两个二极管,可以改变方波占空比,完成提高要求。
关键词方波三角波正弦波幅频可调设计任务要求1、基本要求:a)设计制作一个可输出正弦波、三角波和方波信号的函数信号发生器。
1)输出频率能在1-10KHz范围内连续可调,无明显失真;2)方波输出电压Uopp=12V,上升、下降沿小于10us;三角波Uopp=8V;3)正弦波Uopp>1V。
b)设计该电路的电源电路(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:a)三种输出波形的峰峰值Uopp均可在1V-10V范围内连续可调。
b)要求方波占空比在30%——70%连续可调。
设计思路,总体结构框图1、设计思路:用运算放大器加反馈构成电压比较器来产生方波;方波经积分电路形成三角波;三角波输入到差分放大电路,利用其传输特性曲线的非线性输出正弦波,完成要求。
2、原理框图:3、系统的组成框图:分块电路和总体电路的设计:(1)方波-三角波产生电路:方波输出幅度由稳压管的稳压值决定,限制在±(UZ+UD)之间。
考虑到基本要求中的,方波的峰峰值为12V,故选用稳压值为6V的稳压管2DW232。
方波经积分得到三角波,幅度为,幅值由R1和Rf的比值及稳压管的稳压值决定,因为基本要求中三角波的峰峰值为8V,因此,R1与Rf的比值为2:3。
在实际电路中,我采用的R1为20kΩ,Rf为30kΩ。
函数信号发生器实验报告函数信号发生器实验报告引言函数信号发生器是一种广泛应用于电子实验室中的仪器设备,用于产生各种形式的电信号。
本实验旨在通过对函数信号发生器的使用和实验验证,进一步了解信号发生器的原理和应用。
一、实验目的本实验的主要目的是:1. 熟悉函数信号发生器的基本操作;2. 掌握函数信号发生器产生不同形式信号的方法;3. 通过实验验证信号发生器的输出特性。
二、实验原理函数信号发生器是一种能够产生各种形式信号的仪器,其基本原理是通过内部电路将直流电压转换为不同形式的交流信号。
常见的信号形式包括正弦波、方波、三角波等。
三、实验步骤1. 打开函数信号发生器的电源,并将输出连接到示波器的输入端。
2. 调节函数信号发生器的频率、幅度和偏置等参数,观察示波器上的波形变化。
3. 逐步调节函数信号发生器的参数,产生不同形式的信号,并记录下相应的参数设置和观察结果。
4. 将函数信号发生器的输出连接到其他电路中,观察信号在不同电路中的响应情况。
四、实验结果与分析在实验过程中,我们通过调节函数信号发生器的频率、幅度和偏置等参数,成功产生了正弦波、方波和三角波等不同形式的信号。
通过示波器观察到的波形,我们可以看出不同形式的信号在频率和振幅上的差异。
在进一步的实验中,我们将函数信号发生器的输出连接到其他电路中,例如放大电路和滤波电路。
观察到信号在不同电路中的响应情况,我们可以了解到信号发生器在实际应用中的作用和效果。
五、实验总结通过本次实验,我们对函数信号发生器的基本操作和原理有了更深入的了解。
我们学会了如何通过调节函数信号发生器的参数来产生不同形式的信号,并通过连接到其他电路中观察信号的响应情况。
在实验过程中,我们也遇到了一些问题和困难,例如在调节参数时需要注意避免过大的幅度和频率,以免对电路和仪器造成损坏。
此外,我们还需要注意信号发生器的精度和稳定性,以保证实验结果的准确性。
通过本次实验,我们进一步认识到函数信号发生器在电子实验中的重要性和广泛应用。
一、实训背景函数发生器是模拟电子技术中的重要组成部分,它可以将输入信号转换为所需的波形输出。
在通信、音频、视频等领域有着广泛的应用。
本次实训旨在通过设计和制作一个简易的函数发生器,加深对模拟电子技术中相关原理和电路设计的理解,提高动手实践能力。
二、实训目的1. 理解函数发生器的基本原理和电路结构;2. 掌握常见波形(正弦波、三角波、方波)的产生方法;3. 熟悉电路元件参数的选择和调试;4. 提高动手实践能力,培养团队协作精神。
三、实训内容1. 理论学习首先,我们学习了函数发生器的基本原理,了解了正弦波、三角波、方波的产生方法。
正弦波的产生可以通过RC振荡电路实现,三角波和方波的产生可以通过RC积分电路和RC微分电路结合实现。
2. 电路设计根据实训要求,我们选择设计一个简易的函数发生器,可以产生正弦波、三角波和方波。
电路设计如下:(1)正弦波发生器:采用RC振荡电路,通过调整电路元件参数,使电路产生稳定的正弦波。
(2)三角波发生器:采用RC积分电路和RC微分电路结合,通过调整电路元件参数,使电路产生稳定的三角波。
(3)方波发生器:采用RC积分电路和RC微分电路结合,通过调整电路元件参数,使电路产生稳定的方波。
3. 电路制作与调试根据电路设计,我们按照以下步骤进行电路制作与调试:(1)按照电路图焊接电路元件,注意焊接质量。
(2)连接信号输入和输出端口,将信号输入到电路中。
(3)观察波形输出,根据实际情况调整电路元件参数,使输出波形达到预期效果。
(4)测试不同频率和幅度下的波形输出,验证电路的稳定性和可靠性。
四、实训结果与分析1. 正弦波发生器:通过调整电路元件参数,成功产生稳定的正弦波。
输出波形幅度适中,频率可调。
2. 三角波发生器:通过调整电路元件参数,成功产生稳定的三角波。
输出波形幅度适中,频率可调。
3. 方波发生器:通过调整电路元件参数,成功产生稳定的方波。
输出波形幅度适中,频率可调。
在实训过程中,我们发现以下问题:(1)电路元件参数的选择对波形输出有较大影响,需要根据实际情况进行调整。
北京邮电大学电子电路综合设计实验实验报告实验题目:函数信号发生器院系:信息与通信工程学院班级:姓名:学号:班内序号:一、课题名称:函数信号发生器的设计二、摘要:方波-三角波产生电路主要有运放组成,其中由施密特触发器多谐振荡器产生方波,积分电路将方波转化为三角波,差分电路实现三角波-正弦波的变换。
该电路振荡频率由第一个电位器调节,输出方波幅度的大小由稳压管的稳压值决定;正弦波幅度和电路的对称性分别由后两个电位器调节。
关键词:方波三角波正弦波频率可调幅度三、设计任务要求:1.基本要求:设计制作一个方波-三角波-正弦波信号发生器,供电电源为±12V。
1)输出频率能在1-10KHZ范围内连续可调;2)方波输出电压Uopp=12V(误差<20%),上升、下降沿小于10us;3)三角波输出信号电压Uopp=8V(误差<20%);4)正弦波信号输出电压Uopp≥1V,无明显失真。
2.提高要求:1)正弦波、三角波和方波的输出信号的峰峰值Uopp均在1~10V范围内连续可调;2)将输出方波改为占空比可调的矩形波,占空比可调范围30%--70%四、设计思路1. 结构框图实验设计函数发生器实现方波、三角波和正弦波的输出,其可采用电路图有多种。
此次实验采用迟滞比较器生成方波,RC积分器生成三角波,差分放大器生成正弦波。
除保证良好波形输出外,还须实现频率、幅度、占空比的调节,即须在基本电路基础上进行改良。
由比较器与积分器组成的方波三角波发生器,比较器输出的方波信号经积分器生成三角波,再经由差分放大器生成正弦波信号。
其中方波三角波生成电路为基本电路,添加电位器调节使其频率幅度改变;正弦波生成电路采用差分放大器,由于差分放大电路具有工作点稳定、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。
2.系统的组成框图五、分块电路与总体电路的设计1.方波—三角波产生电路如图所示为方波—三角波产生电路,由于采用了运算放大器组成的积分电路,可得到比较理想的方波和三角波。
一、实训目的本实训旨在通过设计制作一个可输出方波、三角波、正弦波信号的函数信号发生器,掌握函数信号发生器的设计原理、电路组成、工作过程以及调试方法。
通过本次实训,提高学生对电子电路设计和调试能力的培养,为今后从事相关领域工作打下坚实基础。
二、实训内容1. 设计要求(1)通过集成运算放大器和晶体管查分放大电路设计一个函数信号发生器。
(2)输出波形:方波、三角波、正弦波。
(3)输出频率:1—10KHz范围内连续可调,无明显失真。
(4)方波输出电压Uopp:12V,上升、下降沿小于10us(误差<20%)。
(5)三角波Uopp:8V(误差<20%)。
(6)正弦波Uopp:1V。
2. 设计思路(1)原理框图:函数信号发生器主要由振荡器、频率调节电路、波形变换电路和输出电路组成。
(2)系统的组成框图:① 振荡器:产生稳定的振荡信号。
② 频率调节电路:实现输出频率的连续可调。
③ 波形变换电路:将振荡信号转换为所需的波形。
④ 输出电路:放大输出信号。
(3)分块电路和总体电路的设计:① 振荡器:采用正弦波振荡电路,利用晶体管构成正反馈回路,产生正弦波信号。
② 频率调节电路:采用可变电阻器或电位器,调节振荡频率。
③ 波形变换电路:采用比较器和积分器,将正弦波信号转换为方波信号;利用积分器将方波信号转换为三角波信号。
④ 输出电路:采用差分放大器,提高输出信号的幅度和抗干扰能力。
三、实训过程1. 电路搭建根据设计要求,搭建函数信号发生器的电路。
主要包括振荡器、频率调节电路、波形变换电路和输出电路。
2. 电路调试(1)检查电路连接是否正确,确保无短路、断路等故障。
(2)调整频率调节电路,使输出频率达到设计要求。
(3)观察波形变换电路输出波形,确保输出波形符合设计要求。
(4)调整输出电路,使输出信号幅度达到设计要求。
3. 测试与验证(1)使用示波器观察输出波形,确保输出波形符合设计要求。
(2)使用频率计测量输出频率,确保输出频率达到设计要求。
实训报告函数信号发生器
函数信号发生器是一种非常重要的实验和测试仪器,被广泛应用于电子仪器、数据采集、测控、汽车、通讯等行业中,用于测量各种频率的信号和信号的振幅变化。
函数信号发生器的种类有多种,包括模拟函数信号发生器、数字函数信号发生器、复位函数信号发生器等。
模拟函数信号发生器是利用了整流器及调节电路,能够发出多种脉冲波形,常用于音频和时间维度。
数字函数发生器则使用了时钟驱动电路和移位寄存器,控制ι⊙脉冲宽度和电路的速度,以生成波形。
复位函数信号发生器是基于动态复位技术,用于生成位填充或复位波形,如正弦波、三角波、巴贝奇窗口、双方波、直流偏置、巴特沃思声波等。
此外,函数信号发生器还可以让用户自定义脉冲形状及其他信号波形。
函数信号发生器可以提供的信号范围很宽,采样频率可以达到数千兆赫,输出电压范围也很广阔,因此函数信号发生器在电子世界中也受到了广泛应用。
本实训就是要使用一台函数信号发生器,来测量多种不同低频信号,同时可以测量信号的振幅变化情况。
我们利用这台函数信号发生器对实验示波器的测量性能进行检测,结果发现:示波器可以很好地显示信号的振幅变化和频率特征,该示波器可以满足我们在实验中的需求。
总的来说,我们在实训中使用的函数信号发生器非常有效和实用,可以清晰准确的显示多种频率的信号振幅变化,为我们研究电路性能提供了有力的支持。
函数信号发生器实验报告————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:一、实验标题:函数信号发生实验二、实验目的1、了解单片集成函数信号发生器ICL8038的功能及特点。
2、掌握ICL8038的应用方法。
三、实验仪器与设备3、高频电子线路试验箱(TKGP);4、双踪示波器;5、频率计;6、交流毫伏表等。
四、实验原理实验原理图图一:电路原理图①K1为输出频段选择波段开关,K2为信号输出选择开关;②W2电位器调节输出波形的占空比;③W1为输出频率细调电位器;④W3、W4调节正弦波的非线性失真。
五、实验内容及步骤1、输出正弦波的调整与测量(1)、测定低频段的输出频率与输出电压频率f(Hz) 5 0 262电压U(V) 1.90 1.90 19.0 1.90 1.88 1.90 1.88 1.86 1.86 1.86(2)、测定中频段的输出频率与输出电压 频率f (Hz ) 17 120 0 2500 2940 电压U(V) 1.88 1.88 1.88 1.88 1.86 1.86 1.86 1.86 1.86 1.86 (3)、测定高频段的输出频率与输出电压频率f (Hz ) 1k 1.5k 2k 4k 6k 8k 10k 12k 15k 18.83k 电压U(V) 1.92 1.92 1.92 1.92 1.92 1.92 1.90 1.92 1.92 1.922、输出三角波的观察通过调节频率和幅度,观察输出波形-2-1.5-1-0.500.511.52-4161116t/msU/v图二:125Hz 输出波形-2-1.5-1-0.500.511.52-5005001000t/usU/v图三:2KHz 输出波形-2-1.5-1-0.500.511.52-33.3316.6766.67116.67t/usU/v图四:15KHz 输出波形3、观察输出的方波信号通过调节频率和幅度,观察输出波形-6-4-20246-25025050075010001250t/usU/v图五:2k 方波输出图(占空比50%)-6-4-20246-250250500750100012501500t/usU/v图六:2k 方波输出图(占空比60%)六、 实验分析 1.正弦波的分析低频段电压与频率的关系00.511.522.530100200300f(Hz)U(v)低频段电压与频率的关系图七中频段电压与频率的关系00.511.522.5301000200030004000f(Hz)U(v)中频段电压与频率的关系图八高频段电压与频率的关系00.511.522.530510f(KHz)U(v)高频段电压与频率的关系图九通过对数据的分析并绘制图七、图八、图九可知,ICL8038函数信号发生器输出正弦波比较稳定。
一、引言函数发生器是模拟电子技术中的重要实验设备,它能够产生正弦波、三角波、方波等多种周期性信号。
在电子技术领域,函数发生器广泛应用于信号源测试、电路设计验证、信号处理研究等方面。
为了提高学生的实践能力,本实训报告以函数发生器的设计与调测为主要内容,通过理论学习和实验操作,使学生掌握函数发生器的基本原理、电路设计方法以及调试技巧。
二、实训目的1. 理解函数发生器的基本原理和电路结构。
2. 掌握函数发生器的设计方法,包括电路参数计算、元器件选择等。
3. 学会函数发生器的调试方法,包括波形观察、参数调整等。
4. 培养学生的实践能力和团队合作精神。
三、实训内容1. 函数发生器原理函数发生器主要由振荡器、波形整形电路、放大电路和输出电路组成。
振荡器产生基本的信号波形,波形整形电路对振荡器产生的波形进行整形,放大电路对波形进行放大,输出电路将波形输出到负载。
2. 电路设计(1)振荡器设计:本实训采用RC振荡器产生正弦波。
RC振荡器由电阻、电容和运算放大器组成,通过改变电阻和电容的值来调整振荡频率。
(2)波形整形电路设计:波形整形电路将正弦波转换为方波。
本实训采用迟滞比较器作为波形整形电路,迟滞比较器的阈值电压决定了输出方波的占空比。
(3)放大电路设计:放大电路对波形进行放大,以满足输出信号幅度的要求。
本实训采用两级放大电路,第一级放大电路采用共射放大电路,第二级放大电路采用共集放大电路。
(4)输出电路设计:输出电路将波形输出到负载。
本实训采用电阻分压电路,将放大后的波形输出到负载。
3. 电路调试(1)波形观察:使用示波器观察输出波形,分析波形是否符合设计要求。
(2)参数调整:根据波形观察结果,调整电路参数,使输出波形达到最佳效果。
(3)整机联调:将各个单元电路连接起来,进行整机联调,确保电路稳定工作。
四、实训结果与分析1. 实验结果经过电路设计、调试和整机联调,成功实现了正弦波、三角波、方波等多种周期性信号的输出。
电子与信息工程综合实验课程报告实验名称:基于单片机的信号发生器的设计与实现班级:电子1班组员:徐丹许艳徐梅指导教师:张辉时间:2013-6-8至2011-6-16目录前言......................................................................... 错误!未定义书签。
1 波形发生器概述 (2)1.1波形发生器的发展状况 (2)1.2国内外波形发生器产品比较 (3)2 方案论证与比较 (4)2.1 方案一 (4)2.2 方案二 (5)2.3 方案三 (5)3 硬件原理 (5)3.1 MCS-51单片机的内部结构 (6)3.1.1 内部结构概述 (6)3.1.2 CPU结构 (6)3.1.3 存储器和特殊功能寄存器 (7)3.2 P0-P3口结构 (7)3.3 时钟电路和复位电路 (8)3.3.1时钟电路 (8)3.3.2单片机的复位状态 (9)3.4 DAC0832的引脚及功能 (10)4 软件原理 (11)4.1 主流程图 (12)4.1.1 方波仿真图 (13)4.1.2 三角波仿真图 (14)4.1.3 锯齿波仿真图 (15)4.1.4 梯形波仿真图 (16)4.1.5 正弦波仿真图 (17)4.2附录:实物图 (17)总结 (18)致谢 (19)参考文献 (19)1 波形发生器概述在电子工程、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。
1.1波形发生器的发展状况波形发生器是能够产生大量的标准信号和用户定义信号,并保证高精度、高稳定性、可重复性和易操作性的电子仪器。
函数波形发生器具有连续的相位变换、和频率稳定性等优点,不仅可以模拟各种复杂信号,还可对频率、幅值、相移、波形进行动态、及时的控制,并能够与其它仪器进行通讯,组成自动测试系统,因此被广泛用于自动控制系统、震动激励、通讯和仪器仪表领域。
电子实习报告题目:函数发生器的设计课程:电子实习专业:电子信息工程班级:学号:姓名:指导老师:成绩:完成日期: 2013年5月27日至 2013年5月31日电子实习指导书-------函数发生器的设计电子实习报告 (1)1 函数发生器的总方案及原理框图 (3)1.1 电路设计方案设计 (3)1.2 电路设计原理框图 (4)2设计的目的、任务及时间安排 (4)2.1 课程设计的目的 (4)2.4 时间安排 (5)3 各部分电路设计 (5)3.1 方波发生电路的工作原理 (5)3.2 方波---三角波转换电路的工作原理 (5)3.3 三角波---正弦波转换电路的工作原理 (7)3.4电路的参数选择及计算 (9)3.5 总电路图 (10)4电路的安装与调试 (10)4.1 方波---三角波发生电路的安装与调试 (10)4.2 三角波---正弦波转换电路的安装与调试 (11)4.3 总电路的安装与调试 (11)4.4 电路安装与调试中遇到的问题及分析解决方法 (11)5电路的实验结果 (12)5.1 方波---三角波发生电路的实验结果 (12)5.2 三角波---正弦波转换电路的实验结果 (13)5.3 实测电路波形、误差分析及改进方法 (13)6实验总结 (13)7仪器仪表明细清单 (14)8 参考文献 (15)1 函数发生器的总方案及原理框图1.1 电路设计方案设计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,也可以采用集成电路。
为进一步掌握电路的基本理论及实验调试技术,本课题采用由集成运算放大器与二阶低通滤波器共同组成的方波—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。
函数信号发生器实习报告一、实习目的1. 了解函数信号发生器的基本原理和功能;2. 掌握函数信号发生器的操作和使用方法;3. 学会利用函数信号发生器进行信号分析和测量;4. 提高实验技能和动手能力。
二、实习内容1. 函数信号发生器的原理介绍;2. 函数信号发生器的结构和工作原理;3. 函数信号发生器的操作和使用方法;4. 利用函数信号发生器进行信号分析和测量;5. 实习报告的撰写。
三、实习过程1. 函数信号发生器的原理介绍函数信号发生器是一种电子仪器,能够产生各种类型的周期性电压信号,如正弦波、方波、三角波等。
函数信号发生器的主要功能是提供稳定的信号源,用于电子电路的测试、调试和性能分析。
2. 函数信号发生器的结构和工作原理函数信号发生器通常由振荡器、波形发生器、放大器、输出电路等部分组成。
振荡器产生稳定的振荡信号,波形发生器根据预设的函数生成相应的波形,放大器对波形信号进行放大,输出电路将放大后的信号输出。
3. 函数信号发生器的操作和使用方法在进行实验前,首先要熟悉函数信号发生器的外观和各个按键的功能。
然后,根据实验要求设置函数信号发生器的参数,如波形类型、频率、幅度等。
最后,启动函数信号发生器,观察并记录输出信号的波形、频率、幅度等参数。
4. 利用函数信号发生器进行信号分析和测量利用函数信号发生器,可以进行信号的频率、幅度、相位等参数的测量。
例如,可以通过观察波形图来判断信号的频率和相位,使用示波器测量信号的幅度等。
5. 实习报告的撰写实习报告应包括以下内容:(1)实习目的和内容;(2)函数信号发生器的原理介绍;(3)函数信号发生器的结构和工作原理;(4)函数信号发生器的操作和使用方法;(5)利用函数信号发生器进行信号分析和测量的实验结果;(6)实习收获和体会。
四、实习收获和体会通过本次实习,我对函数信号发生器的基本原理和功能有了更深入的了解,掌握了函数信号发生器的操作和使用方法,学会了利用函数信号发生器进行信号分析和测量。
函数信号发生器的实验报告函数信号发生器的实验报告一、引言函数信号发生器是电子实验中常用的仪器,它可以产生各种不同形式的信号,如正弦波、方波、三角波等。
本次实验旨在通过实际操作和测量,了解函数信号发生器的工作原理和应用。
二、实验目的1. 理解函数信号发生器的基本原理;2. 掌握函数信号发生器的使用方法;3. 学会使用函数信号发生器产生不同形式的信号;4. 熟悉函数信号发生器的操作界面和参数设置。
三、实验器材和仪器1. 函数信号发生器;2. 示波器;3. 电缆和连接线。
四、实验步骤1. 连接函数信号发生器和示波器。
将函数信号发生器的输出端口与示波器的输入端口通过电缆连接。
2. 打开函数信号发生器,调整参数。
根据实验要求,设置信号的频率、幅度和波形类型。
3. 使用示波器观察信号波形。
通过示波器的屏幕,我们可以清晰地看到函数信号发生器产生的信号波形。
4. 测量信号参数。
利用示波器的测量功能,我们可以准确地测量信号的频率、幅度和相位等参数。
五、实验结果与分析1. 正弦波信号产生:设置函数信号发生器的频率为1000Hz,幅度为5V,观察示波器上的波形。
通过测量,得到信号的频率为1000Hz,幅度为5V,与设置值相符。
2. 方波信号产生:设置函数信号发生器的频率为2000Hz,幅度为3V,观察示波器上的波形。
通过测量,得到信号的频率为2000Hz,幅度为3V,与设置值相符。
3. 三角波信号产生:设置函数信号发生器的频率为500Hz,幅度为4V,观察示波器上的波形。
通过测量,得到信号的频率为500Hz,幅度为4V,与设置值相符。
根据实验结果,我们可以看到函数信号发生器能够准确地产生不同形式的信号,并且信号参数与设置值相符。
这验证了函数信号发生器的工作原理和稳定性。
六、实验总结通过本次实验,我们深入了解了函数信号发生器的工作原理和使用方法。
函数信号发生器是电子实验中不可或缺的仪器,它能够产生各种形式的信号,为实验提供了便利。
函数发生器设计(1)一、设计任务与指标要求1、可调频率范围为10Hz~100Hz。
2、可输出三角波、方波、正弦波。
3、三角波、方波、正弦波信号输出得峰-峰值0~5V可调.4、三角波、方波、正弦波信号输出得直流电平-3V~3V可调。
5、输出阻抗约600Ω。
二、电路构成及元件参数得选择1、振荡器由于指标要求得振荡频率不高,对波形非线性无特殊要求。
采用图1所示得电路。
同时产生三角波与方波。
图1 振荡电路根据输出口得信号幅度要求,可得最大得信号幅度输出为:VM=5/2+3=5、5V采用对称双电源工作(±V CC),电源电压选择为:V CC≥VM+2V=7、5V 取VCC=9V选取3、3V得稳压二极管,工作电流取5mA,则:VZ=V DZ+V D=3、3+0、7=4V为方波输出得峰值电压。
取680Ω.取8、2KΩ。
R1=R2/3=8、2/1、5=5、47(KΩ)取5、1KΩ.三角波输出得电压峰值为:VOSM=VZ R1/R2=4×5、1/8、2=2、489(V)R 4=R 1∥R 2=3、14 K Ω取3K Ω。
取10K Ω。
R 6=RW/9=10/9=1、11(K Ω)取1K Ω.积分时间常数:取C=0、1uF ,则:R5=4、019/0、1=40、19K Ω取39K Ω.取R 7=R 5= 39K Ω.转换速率Z 1max OSM max 24V R f 44 5.1100SR 4V f =0.995mS R 8.2⨯⨯⨯≥==(V/)一般得集成运算放大电路都能满足要求。
兼顾波形转换电路集成电路得使用。
集成电路选用四运放LM 324。
LM324内含四个相同得运算放大器,其中两个用于振荡器,两个用于波形变换。
三、振荡电路工作原理利用集成运算放大电路也可实现产生方波与三角波得信号发生器,电路主要由比较器与积分器构成.电路中,有源积分器由运算放大器2A 及其外围电路积分电容C 与电阻R 5、R 7组成。
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1 波形发生器概述 (2)1.1波形发生器的发展状况 (2)1.2国内外波形发生器产品比较 (3)2 方案论证与比较 (4)2.1 方案一 (4)2.2 方案二 (5)2.3 方案三 (5)3 硬件原理 (5)3.1 MCS-51单片机的内部结构 (6)3.1.1 内部结构概述 (6)3.1.2 CPU结构 (6)3.1.3 存储器和特殊功能寄存器 (7)3.2 P0-P3口结构 (7)3.3 时钟电路和复位电路 (8)3.3.1时钟电路 (8)3.3.2单片机的复位状态 (9)3.4 DAC0832的引脚及功能 (10)4 软件原理 (11)4.1 主流程图 (12)4.1.1 方波仿真图 (13)4.1.2 三角波仿真图 (14)4.1.3 锯齿波仿真图 (15)4.1.4 梯形波仿真图 (16)4.1.5 正弦波仿真图 (17)4.2附录:实物图 (17)总结 (18)致谢 (19)参考文献 (19)1 波形发生器概述在电子工程、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。
1.1波形发生器的发展状况波形发生器是能够产生大量的标准信号和用户定义信号,并保证高精度、高稳定性、可重复性和易操作性的电子仪器。
函数波形发生器具有连续的相位变换、和频率稳定性等优点,不仅可以模拟各种复杂信号,还可对频率、幅值、相移、波形进行动态、及时的控制,并能够与其它仪器进行通讯,组成自动测试系统,因此被广泛用于自动控制系统、震动激励、通讯和仪器仪表领域。
在70 年代前,信号发生器主要有两类:正弦波和脉冲波,而函数发生器介于两类之间,能够提供正弦波、余弦波、方波、三角波、上弦波等几种常用标准波形,产生其它波形时,需要采用较复杂的电路和机电结合的方法。
这个时期的波形发生器多采用模拟电子技术,而且模拟器件构成的电路存在着尺寸大、价格贵、功耗大等缺点,并且要产生较为复杂的信号波形,则电路结构非常复杂。
同时,主要表现为两个突出问题,一是通过电位器的调节来实现输出频率的调节,因此很难将频率调到某一固定值;二是脉冲的占空比不可调节。
在70 年代后,微处理器的出现,可以利用处理器、A/D/和D/A,硬件和软件使波形发生器的功能扩大,产生更加复杂的波形。
这时期的波形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。
90 年代末,出现几种真正高性能、高价格的函数发生器、但是HP公司推出了型号为HP770S的信号模拟装置系统,它由HP8770A任意波形数字化和HP1776A波形发生软件组成。
HP8770A实际上也只能产生8 中波形,而且价格昂贵。
不久以后,Analogic公司推出了型号为Data-2020的多波形合成器,Lecr oy 公司生产的型号为9100 的任意波形发生器等。
到了二十一世纪,随着集成电路技术的高速发展,出现了多种工作频率可过GHz 的DDS 芯片,同时也推动了函数波形发生器的发展,2003 年,Agilent 的产品33220A能够产生17 种波形,最高频率可达到20M,2005 年的产品N6030A 能够产生高达500MHz 的频率,采样的频率可达1.25GHz。
由上面的产品可以看出,函数波形发生器发展很快近几年来,国际上波形发生器技术发展主要体现在以下几个方面:(1)过去由于频率很低应用的范围比较狭小,输出波形频率的提高,使得波形发生器能应用于越来越广的领域。
波形发生器软件的开发正使波形数据的输入变得更加方便和容易。
波形发生器通常允许用一系列的点、直线和固定的函数段把波形数据存入存储器。
同时可以利用一种强有力的数学方程输入方式,复杂的波形可以由几个比较简单的公式复合成v=f (t)形式的波形方程的数学表达式产生。
从而促进了函数波形发生器向任意波形发生器的发展,各种计算机语言的飞速发展也对任意波形发生器软件技术起到了推动作用。
目前可以利用可视化编程语言(如Visual Basic ,Visual C 等等)编写任意波形发生器的软面板,这样允许从计算机显示屏上输入任意波形,来实现波形的输入。
(2)与VXI资源结合。
目前,波形发生器由独立的台式仪器和适用于个人计算机的插卡以及新近开发的VXI模块。
由于VXI总线的逐渐成熟和对测量仪器的高要求,在很多领域需要使用VXI系统测量产生复杂的波形,VXI的系统资源提供了明显的优越性,但由于开发VXI模块的周期长,而且需要专门的V XI机箱的配套使用,使得波形发生器VXI模块仅限于航空、军事及国防等大型领域。
在民用方面,VXI模块远远不如台式仪器更为方便(3)随着信息技术蓬勃发展,台式仪器在走了一段下坡路之后,又重新繁荣起来。
不过现在新的台式仪器的形态,和几年前的己有很大的不同。
这些新一代台式仪器具有多种特性,可以执行多种功能。
而且外形尺寸与价格,都比过去的类似产品减少了一半。
1.2国内外波形发生器产品比较早在1978 年,由美国Wavetek 公司和日本东亚电波工业公司公布了最高取样频率为5MHz ,可以形成256 点(存储长度)波形数据,垂直分辨率为8bit,主要用于振动、医疗、材料等领域的第一代高性能信号源,经过将近30年的发展,伴随着电子元器件、电路、及生产设备的高速化、高集成化,波形发生器的性能有了飞速的提高。
变得操作越来越简单而输出波形的能力越来越强。
波形操作方法的好坏,是由波形发生器控制软件质量保证的,编辑功能增加的越多,波形形成的操作性越好。
2 方案论证与比较依据应用场合.需要实现的波形种类,波形发生器的具体指标要求会有所不同。
依据不同的设计要求选取不同的设计方案。
通常,波形发生器需要实现的波形有正弦波、方波、三角波和锯齿波。
有些场合可能还需要任意波形的产生。
各种波形共有的指标有:波形的频率、幅度要求,频率稳定度,准确度等。
对于不同波形,具体的指标要求也会有所差异,例如,占空比是脉冲波形特有的指标。
波形发生器的设计方案多种多样,大致可以分为三大类:纯硬件设计法、纯软件设计法和软硬件结合设计法。
2.1 方案一波形发生器设计的纯硬件法早期,波形发生器的设计主要是采用运算放大器加分立元件来实现。
实现的波形比较单一,主要为正弦波、方波和三角波。
工作原理嗍也相对简单:首先是产生正弦波,然后通过波形变换(正弦波通过比较器产生方波,方波经过积分器变为三角波)实现方波和三角波。
在各种波形后加上一级放大电路,可以使输出波形的幅度达到要求,通过开关电路实现不同输出波形的切换,改变电路的具体参数可以实现频率、幅度和占空比的改变。
通过对电路结构的优化及所用元器件的严格选取可以提高电路的频率稳定性和准确度。
纯硬件法中,正弦波的设计是基础,实现方法也比较多,电路形式一般有LC、RC 和石英晶体振荡器三类。
LC振荡器适宜于产生几Hz至几百MHz的高频信号;石英晶体振荡器能产生几百kHz至几十MHz的高频信号且稳定度高;对于频率低于几MHz,特别是在几百Hz时,常采用RC振荡电路。
RC振荡电路又分为文氏桥振荡电路、双T网络式和移相式振荡电路等类型。
其中,以文氏桥振荡电路最为常用。
目前,实现波形发生器最简单的方法是采用单片集成的函数信号发生器。
它是将产生各种波形的功能电路集成优化到一个集成电路芯片里,外加少量的电阻、电容元件来实现。
采用这种方法的突出优势是电路简单,实现方便,精度高,性能优越;缺点是功能较全的集成芯片价格较贵。
实际中应用较多的单片函数信号发生器有MAX038(最高频率可达40MHz)和ICL8038(最高频率为300kHz)。
2.2 方案二波形发生器设计的纯软件法波形发生器的设计还可以采用纯软件的方法来实现。
虚拟仪器鞠使传统仪器发生了革命性的变化,是21世纪测试仪器领域技术发展的重要方向。
它以计算机为基础,软件为核心,没有传统仪器那样具体的物理结构.在计算机上实现仪器的虚拟面板,通过软件设计实现和改变仪器的功能。
例如用图形化编程工具LabVIEW来实现任意波形发生器的功能:在LabVIEW软件的前面板通过拖放控件,设计仪器的功能面板(如波形显示窗口,波形选择按键,波形存储回放等工作界面),在软件的后面板直接拖放相应的波形函数并进行参数设置或直接调用编程函数来设计任意波形以实现波形产生功能;完成的软件打包后,可脱离编程环境独立运行。
实现任意波形发生器的功能。
采用纯软件的虚拟仪器设计思路可以使设计简单、高效,仅改变软件程序就可以轻松实现波形功能的改变或升级。
从长远角度来看,纯软件法成本较低。
软件法的缺点是波形的响应速度和精度逊色于硬件法。
2.3 方案三1.软硬件结合法软硬件结合的波形发生器设计方法同时兼具软硬件设计的优势:既具有纯硬件设计的快速、高性能,同时又具有软件控制的灵活性、智能性。
如以单片机和单片集成函数发生器为核心(如图2.2)。
辅以键盘控制、液晶显示等电路,设计出智能型函数波形发生器,采用软硬件结合的方法可以实现功能较全、性能更优的波形发生器,同时还可以扩展波形发生器的功能,比如通过软件编程控制实现波形的存储、运算、打印等功能,采用USB接口设计。
使波形发生器具有远程通信功能等。
目前,实验、科研和工业生产中使用的信号源大多采用此方法来实现。
3.1 MCS-51单片机的内部结构3.1.1 内部结构概述典型的MCS-51单片机芯片集成了以下几个基本组成部分。
1 一个8位的CPU2 128B或256B单元内数据存储器(RAM)3 4KB或8KB片内程序存储器(ROM或EPROM)4 4个8位并行I/O接口P0~P3。
5 两个定时/计数器。
6 5个中断源的中断管理控制系统。
7 一个全双工串行I/O口UART(通用异步接收、发送器)8 一个片内振荡器和时钟产生电路。
图3.2 单片机引脚3.1.2 CPU结构CPU 是单片机的核心部件。
它由运算器和控制器等部件组成。
1. 运算器运算器以完成二进制的算术/逻辑运算部件ALU为核心。
它可以对半字节(4)、单字节等数据进行操作。
例如,能完成加、减、乘、除、加1、减1、BCD码十进制调整、比较等算术运算,完成与、或、异或、求反、循环等逻操作,操作结果的状态信息送至状态寄存器。