信号发生器实验报告(终)

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。

信号发生器一、实验目的1、掌握集成运算放大器的使用方法，加深对集成运算放大器工作原理的理解。

2、掌握用运算放大器构成波形发生器的设计方法。

3、掌握波形发生器电路调试和制作方法 。

二、设计任务设计并制作一个波形发生电路，可以同时输出正弦、方波、三角波三路波形信号。

三、具体要求〔1〕可以同时输出正弦、方波、三角波三路波形信号，波形人眼观察无失真。

〔2〕利用一个按钮，可以切换输出波形信号。

〔3〕频率为1－2KHz 连续可调，波形幅度不作要求。

〔4〕可以自行设计并采用除集成运放外的其他设计方案〔5〕正弦波发生器要求频率连续可调，方波输出要有限幅环节，积分电路要保证电路不出现积分饱和失真。

四、设计思路根本功能：首先采用RC 桥式正弦波振荡器产生正弦波，然后通过整形电路(比拟器)将正弦波变换成方波，通过幅值控制和功率放大电路后由积分电路将方波变成三角波,最后通过切换开关可以同时输出三种信号。

五、具体电路设计方案Ⅰ、RC 桥式正弦波振荡器图1图2电路的振荡频率为：RCf π210=将电阻12k ，62k 及电容100n ，22n ，4.4n 分别代入得频率调节范围为：24.7Hz~127.6Hz ，116.7Hz~603.2Hz ，583.7Hz~3015Hz 。

因为低档的最高频率高于高档的最低频率，所以符合实验中频率连续可调的要求。

如左图1所示，正弦波振荡器采用RC 桥式振荡器产生频率可调的正弦信号。

J 1a 、J 1b 、J 2a 、J 2b 为频率粗调，通过J 1 J 2 切换三组电容，改变频率倍率。

R P1采用双联线性电位器50k ，便于频率细调，可获得所需要的输出频率。

R P2 采用200k 的电位器，调整R P2可改变电路A f 大小，使得电路满足自激振荡条件，另外也可改变正弦波失真度，同时使正弦波趋于稳定。

下列图2为起振波形。

RP2 R4 R13 组成负反应支路，作为稳幅环节。

R13与D1、D2并联，实现振荡幅度的自动稳定。

信号发⽣器实验报告信号发⽣器F组组长：***组员：***、*** 2013年8⽉12⽇星期⼀1系统⽅案 (4)1.1系统⽅案论证与选择 (4)1.2⽅案描述 (4)2理论分析与计算 (5)3电路与程序设计 (6)3.1电路的设计 (6)3.1.1 ICL8038模块电路 (6)3.1.2 放⼤电路 (6)3.2程序的设计 (7)4测试⽅案与测试结果 (9)4.1测试仪器与结果 (9)4.2调试出现的问题及解决⽅案 (9)5 ⼩结 (10)本系统设计的是信号发⽣器，是以 ICL8038和 STC89C51为核⼼设计的数控及扫频函数信号发⽣器。

ICL8038作为函数信号源结合外围电路产⽣占空⽐和频率可调的正弦波、⽅波、三⾓波；该函数信号发⽣器的频率可调范围1~100kHz，波形稳定，⽆明显失真。

单⽚机控制LCD12864液晶显⽰频率、频段和波形名称。

关键字：信号发⽣器ICL8038、 STC89C51、波形、LCD12864信号发⽣器实验报告1系统⽅案1.1系统⽅案论证与选择⽅案⼀：由单⽚机内部产⽣波形，经DAC0832输出，然后再经过uA741放⼤信号后，最后经过CD4046和CD4518组成的锁相环放⼤频率输出波形，可是输出的波形频率太低，达不到设计要求。

⽅案⼆：采⽤单⽚机对信号发⽣器MAX038芯⽚进⾏程序控制的函数发⽣器，该发⽣器有正弦波、三⾓波和⽅波信号三种波形，输出信号频率在0.1Hz~100MHz 范围内。

MAX038为核⼼构成硬件电路能⾃动地反馈控制输出频率，通过按键选择波形，调节频率，可是MAX038芯⽚价格太⾼，过于昂贵。

⽅案三：利⽤芯⽚ICL8038产⽣正弦波、⽅波和三⾓波三种波形，根据电阻和电容的不同可以调节波形的频率和占空⽐，产⽣的波形频率⾜够⼤，能达到设计要求，⽽且ICL8038价格⽐较便宜，设计起来成本较低。

综上所述，所以选择第三个⽅案来设计信号发⽣器。

1.2⽅案描述本次设计⽅案是由ICL8038芯⽚和外围电路产⽣三种波形，由公式：，改变电阻和电容的⼤⼩可以改变波形的频率，有开关控制频段和波形并给单⽚机⼀个信号，由单⽚机识别并在LCD液晶屏上显⽰，电路的系统法案框图为下图1所⽰：图1 总系统框图2理论分析与计算如图2，占空⽐和频率调节电路：图2 占空⽐和频率调节电路所有波形的对称性都可以通过调节外部定时电阻来调节。

DDS信号发生器一、实验目的：学习利用EDA技术和FPGA实现直接数字频率综合器DDS的设计。

二、实验原理实验原理参考教材6.4节和6.11节相关内容。

三、实验内容1、实验原理参考教材6.4节相关内容。

根据6.4.2节和例6-10，在Quartus II上完成简易正弦信号发生器设计，进行编辑、编译、综合、适配、仿真；2、使用SignalTap II测试；3、硬件测试：进行引脚锁定及硬件测试。

信号输出的D/A使用DAC0832，注意其转换速率是1μs。

下载到实验系统上，接上D/A模块，用示波器测试输出波形；4、按照教材图6-72完成DDS信号发生器设计，进行编辑、编译、综合、适配、仿真，引脚锁定及硬件测试。

5、建立.mif格式文件。

四、实验步骤1、建立.mif文件：（1）设定全局参数：（2）设定波形：(3)文件保存：2、新建工程：3、LPM—ROM定制：（1）（2）(3)(4)(5)(6)(7)sinrom源程序：module SIN_CNT(RST,CLK,EN,Q,AR); output [7:0] Q;input [6:0] AR;input EN,CLK,RST;wire [6:0] TMP;reg[6:0] Q1;reg[7:0] F;reg C;always @(posedge CLK)if(F<AR) F<=F+1;elsebeginF=8'b00;C=~C;endalways @(posedge CLK or negedge RST)if(!RST) Q1<=7'b0000000;else if(EN) Q1<=Q1+1;else Q1<=Q1;assign TMP=Q1;sinrom IC1(.address(TMP),.clock(CLK),.q(Q)); endmodule4、锁相环：5、顶层文件：6、SignalTap II的使用7、锁定引脚8、下载。

南昌⼤学EDA实验报告实验六信号发⽣器
南昌⼤学实验报告
学⽣姓名：xx 学号：xx 专业班级：xx
实验类型：□验证□综合□设计□创新实验⽇期：2016.11.04 实验成绩：
实验六LPM信号发⽣器
（⼀）实验要求
1、LPM定制⽅法实现。

2、信号数字值存储在ROM中，可以是64个或128个，位长8位。

3、产⽣的信号可以是正弦波或⽅波、三⾓波、锯齿波等，⾃选。

4、⽤SignalTap逻辑分析/或输出到DAC⽰波器观察
（⼆）实验原理
定制LPM-ROM模块，并利⽤其设计⼀个信号发⽣器，该信号发⽣器由以下三部分组成：
（1）计数器或地址信号发⽣器；
（2）信号数据存储器ROM（6位地址线，8位数据线）（3）VHDL顶层程序设计
本实验中待测信号ar和q。

时钟选择clk；使能信号为en，⾼电平触发。

（三）实验步骤
1、定制初始化波形数据⽂件：建⽴.mif格式⽂件。

2、定制LPM_ROM元件：利⽤定制信号数据ROM宏功能块，并将以上波形加载与ROM中。

3、⽤VHDL语⾔完成信号发⽣器的顶层设计。

（四）实验仿真波形
（五）管脚分配
（六）下载测试。

将FPGA板接⽰波器，可实现⽅波，正弦波，三⾓波的波形输出。

控制按键s1,s2，s3,s4可改变波形的频率幅度⼤⼩。

（七）实验⼩结
本次实验我⽤到了创建mif⽂件rom存储，以及嵌⼊式逻辑分析仪的使⽤。

信号发生器实验报告信号发生器实验报告引言信号发生器是电子实验室中常见的一种仪器，用于产生各种类型的电信号。

本次实验旨在探究信号发生器的原理和应用，以及对其进行一系列的测试和测量。

一、信号发生器的原理信号发生器是一种能够产生不同频率、幅度和波形的电信号的设备。

其主要由振荡电路、放大电路和输出电路组成。

振荡电路负责产生稳定的基准信号，放大电路将基准信号放大到合适的幅度，输出电路将信号输出到外部设备。

二、信号发生器的应用1. 电子器件测试：信号发生器可以用于测试电子器件的频率响应、幅度响应等特性。

通过改变信号发生器的频率和幅度，可以模拟不同工作条件下的电子器件性能。

2. 通信系统调试：在通信系统的调试过程中，信号发生器可以用于模拟各种信号，如语音信号、数据信号等。

通过调整信号发生器的参数，可以测试通信系统的传输质量和容量。

3. 音频设备测试：信号发生器可以用于测试音频设备的频率响应、失真等特性。

通过产生不同频率和幅度的信号，可以对音频设备进行全面的测试和评估。

三、实验过程1. 测试频率响应：将信号发生器连接到待测设备的输入端，逐渐改变信号发生器的频率，并记录待测设备的输出结果。

通过绘制频率响应曲线，可以了解待测设备在不同频率下的响应情况。

2. 测试幅度响应：将信号发生器连接到待测设备的输入端，逐渐改变信号发生器的输出幅度，并记录待测设备的输出结果。

通过绘制幅度响应曲线，可以了解待测设备对不同幅度信号的响应情况。

3. 测试波形输出：将信号发生器连接到示波器，通过改变信号发生器的波形设置，观察示波器上的波形变化。

通过比较不同波形的特征，可以了解信号发生器的波形生成能力。

四、实验结果与分析1. 频率响应：根据实验数据绘制的频率响应曲线显示，待测设备在低频段具有较好的响应能力，而在高频段则逐渐衰减。

这可能是由于待测设备的电路结构和元件特性导致的。

2. 幅度响应：根据实验数据绘制的幅度响应曲线显示，待测设备对于低幅度信号的响应较差，而对于高幅度信号的响应较好。

EDA学院：电气学院班级：电科1班学号：***********姓名：***实验三PWM信号发生器的设计1.实验目的(1)进一步熟悉掌握Quartus II。

(2)进一步熟悉和掌握GW48-CK或其他EDA实验开发系统的应用。

(3)学习和掌握VHDL进程语句和元件例化语句的使用。

2.实验内容设计并调试好PWM信号发生器电路PWM.VHD，并用GW48-CK或其他EDA实验开发系统进行硬件验证。

3.实验条件(1)开发软件：Quartus II。

(2)实验设备：GW48-CKEDA实验开发系统。

(3)拟用芯片：EP2C8Q208C8N。

4.实验设计1)系统原理框图为了简化设计并便于显示，本信号发生器电路PWM的设计分为两个层次，其底层电路可，再由包括两个完全相同的加载加法计数器LCNT8而成。

PWM 电路学 !»|\ System (27) Processing (9) fy Extra Info \ Info (9) \ Warnrg \ Critical V /arnng 入 Error 入 Stppresied 入 Flag /C |M essag© 0<rf 16~—土土J[T =2) VHDL 程序PWM 信号发生器的底层和顶层电路均采用VHDL 文本输 入，有关VHDL 程序如下。

加载加法计数器LCNT8的VHDL 源程序：LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD LOGIC 1164.ALL; ENTITY LCNT8 ISPORT(CLK,LD:IN STD_LOGIC; D:IN INTEGER RANGE 0 TO 255; CAO:OUT STD 一LOGIC); END ENTITY LCNT8;ARCHITECTURE ART OF LCNT8 ISSIGNAL COUNT:INTEGER RANGE 0 TO 255; BEGINIF CLKEVENT AND CLK= 1 THEN IF LD=1THEN COUNTED;Cyclon® II EP2C5Q20eC8 •淼 PWfl•说 ITFT8 VI以 LCFT8 U2cbIn:pr:Fil妝ZB OO hHl«o$ <fels-kc QE典K BpLCMT8.U2SPWLCMT8U1CCLRTypeInessageV. w w.wInCo: Coximand: quactus_slu --cead_3ettmgs_£iles=on --wcite_setting3_Ciie3=oC£ pum -c pwu Info: Using vector source rile ”C"Documents and Settirigs/Ovner/jftffi/maa/pwn/pim.vur. Into: Option to pcesecve fewer signal transitions co reduce mexxory requicenents is enabled Into: Simulation partitioned into 1 sub-3imulations Info: Simulation coverage is 77.33 %Info: Munbec of transitions m simulation is 50002Inco: Quactus II Smulacor was successful. 0 errors, 0 uatnmgs5ELSE COUNT<=COUNT+1;END IF;END IF;END PROCESS;PROCESS(COUNT) ISBEGINIF COUNT=255 THEN CAO<=1;ELSE CAO<=0END IF;END PROCESS;END ARCHITECTURE ART;PWM信号发生器的VHDL源程序：LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD LOGIC 1164.ALL;ENTITY PWM ISPORT(CLK:IN STD_LOGIC;A，B:IN STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);PWM:OUT STD_LOGIC);END ENTITY PWM;ARCHITECTURE ART OF PWM ISCOMPONENT LCNT8 ISPORT(CLK,LD:IN STD_LOGIC;D:IN STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);CAO:OUT STD.LOGIC);END COMPONENT LCNT8;SIGNAL CAO 1 ,CAO2:STD_LOGIC;SIGNAL LD1，LD2:STD一LOGIC;SIGNAL SPWM:STD_LOGIC;BEGINU1:LCNT8 PORT MAP(CLK=〉CLK，LD=〉LD1，D=〉A,CAO=〉CAO1); U2:LCNT8 PORT MAP(CLK=〉CLK，LD=〉LD2，D=〉B，CAO=〉CAO2); PROCESS(CAO 1，CAO2)ISBEGINIF CAO 1=4'THEN SPWM<=,0,;ELSIF CAO2,EVENTAND CAO2=TTHEN SPWM<=,1,;END IF;END PROCESS;LD1<=NOTSPWM;LD2<=SPWM;PWM<=SPWM;END ARCHITECTURE ART;Type Message3）工程编译后:Info: Cox&xand: quactus^sim --read_secting3_Cile3=on --ucite_settlngs_Clles=oCC pun -c pum Info: Using vector source file M C:/Docu»encs andSetcings/Oroer/iftffi/nlua/pvuQ/pwu.vtrf M Into: Option to preserve Cewer signal transitions to reduce aeaoty tequiceaents is enabled Into: SiwUacion partitioned into 1 sub-simulationsInfo: Sluulacion coverage Is 77.33 kInfo: Munhec of transitions In simulation is 50002Info: Quactus II Sntulatoc va3 successful. 0 errotSy 0 warningso \ System (27)入 Processing (9)人 EWraInf 。

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。

信号发生器实验报告一、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。

采用集成运放和分立元件相结合的方式，利用迟滞比较器电路产生方波信号，以及充分利用差分电路进行电路转换，从而设计出一个能变换出三角波、正弦波、方波的简易信号发生器。

通过对电路分析，确定了元器件的参数，并利用protuse 软件仿真电路的理想输出结果，克服了设计低频信号发生器电路方面存在的技术难题，使得设计的低频信号发生器结构简单，实现方便。

该设计可产生低于10 Hz 的各波形输出，并已应用于实验操作。

信号发生器一般指能自动产生正弦波、方波、三角波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。

这里，采用分立元件设计出能够产生3种常用实验波形的信号发生器，并确定了各元件的参数，通过调整和模拟输出，该电路可产生频率低于10 Hz 的3种信号输出，具有原理简单、结构清晰、费用低廉的优点。

该电路已经用于实际电路的实验操作。

原理框架图：二、电源硬件电路图的设计（1）单片机的选择根据初步设计方案的分析，设计这样的一个简单的应用系统，可以选择带有EPROM 的单片机，应用程序直接存贮在片内，不用在外部扩展程序存储器，电路可以简化。

ATMEL 公司生产的AT89C 系列单片机，AT89C 系列与C51系列的单片机相比有两大优势：第一，片内程序存储器采用闪存存储器，使程序的写入更加方便；第二，提供了更小尺寸的芯片，使整个硬件电路的体积更小。

它以较小的体积、良好的性能价格备受亲密。

在家电产品、工业控制、计算机产品、医疗器械、汽车工业等应用方面成为用户降低成本的首选器件。

因此，我们可选用AT89C2051单片机。

该芯片的功能与MCS-系列单片机完全兼容，并且还具有程序加密等功能，物美价廉，经济实用。

AT89C2051是ATMEL公司生产的带2K字节课编程闪速存储器的8位COMS单计算机，工作电压范围为2.7~6V，全静态工作频率为0~24MHZ。