高频精密函数波形发生器

定时器产生三种波形发生器文档编制序号：[KK8UY-LL9IO69-TTO6M3-MTOL89-FTT688]目录摘要各种电器设备要正常工作，常常需要各种波形信号的支持。

电器设备中常用的信号有正弦波、矩形波、三角波和锯齿波等。

在电器设备中，这些信号是由波形产生和变换电路来提供的。

波形产生电路是一种不需外加激励信号就能将直流能源转化成具有一定频率、一定幅度和一定波形的交流能量输出电路，又称为振荡器或波形发生器。

在生产实践和科技领域中有着广泛的应用。

各种波形曲线均可以用三角函数方程式来表示。

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。

波形发生器通过与波形变换电路相结合，它能产生正弦波、矩形波、三角波和阶梯波等各种波形，能满足现代测量、通信、自动控制和热加工、音视频设备及数字系统等对各种信号源的需求。

例如在通信、广播、电视系统中，都需要射频（高频）发射，这里的射频波就是载波，把音频（低频）、视频信号或脉冲信号运载出去，就需要能够产生高频的振荡器。

在工业、农业、生物医学等领域内，如高频感应加热、熔炼、淬火、超声诊断、核磁共振成像等，都需要功率或大或小、频率或高或低的振荡器等。

关键字：方案确定、参数计算、信号、发生器等。

第一章方案提出三种波形都是比较简单且常见的波形，产生的方法由很多种，可以先产生方波，然后得到三角波和正弦波，也可以先得到正弦波，然后翻过来再输出另外两种波形;可以用集成芯片，同时也可以用运用各种元器件来实现振荡电路。

（1）利用专用直接数字合成ＤＤＳ芯片的函数发生器。

（2）可以选用专门的函数信号发生器，如8038（3）由555定时器所构成的多谐振动器产生方波, 方波经过积分器的作用产生三角波，三角波在经过差分放大电路的非线性转换为正弦波。

比较以上几种方案：（1）方案比较简单同时也能产生任意波形并达到很高的频率。

但成本较高。

（2）它们虽然能够甚好的实现波形的产生但是功能较少，太单一。

一、课题名称：函数信号发生器二、主要技术指标（或基本要求）：1）能精密地产生三角波、锯齿波、矩形波（含方波）、正弦波信号。

2）频率范围从0.1Hz～20MHz，最高可达40MHz，各种波形的输出幅度均为2V（P－P）。

3）占空比调节范围宽，占空比和频率均可单独调节，二者互不影响，占空比最大调节范围是15％～85％。

4）波形失真小，正弦波失真度小于0.75％，占空比调节时非线性度低于2％。

5）采用±5V双电源供电，允许有5％变化范围，电源电流为80mA，典型功耗400mW，工作温度范围为0～70℃。

6）内设2.5V电压基准，可利用该电压设定FADJ、DADJ的电压值，实现频率微调和占空比调节。

7)低阻抗定压输出，输出电阻典型值0.1欧姆，具有输出过载/短路保护。

三、主要工作内容：方案设想，MAX038,OP07,电路原理等资料查询准备。

电路原理图设计绘制，面包板验证设计可行性。

之后进行PCB板设计调整，电路板定制，元件采购；裸板测试，焊接，整机测试。

实验设计进行报告反馈四、主要参考文献：[1]赵涛，辛灿华，姚西霞，陈晓娟，基于MAX038的多功能信号发生器的设计。

《机电产品与创新》2008.07[2]蒋金弟，朱永辉，毛培法。

MAX038高频精密函数信号发生器原理及应用。

《山西电子技术》2001[3]黄庆彩,祖静,裴东兴.基于MAX038的函数信号发生器的设计[J].仪器仪表学报,2004,S1.[4]陈一新.单片高频函数发生器MAX038及其应用[J].中国仪器仪表,2002,04.[5]赵立民.电子技术实验教程[M].北京:机械工业出版社,2004基于MAX038的多波形函数信号发生系统概述和方案设计·概述信号发生器又称信号源或振荡器，在生产实践和科技领域中有着广泛的信号发生器又称信号源或振荡器，在生产实践和科技领域中有着广泛的应用。

各种波形曲线均可以用三角函数方程式来表示。

函数信号发生器 UTG9002C简介函数信号发生器（Function Generator）是一种用于生产任意波形和频率的测试仪器，广泛应用于各个领域的测试、测量和研究。

UTG9002C 是一款高性能、多功能的函数信号发生器，拥有丰富的特色功能和广泛的应用范围。

功能特点UTG9002C 采用直观的人机界面设计，易于操作和控制。

其主要功能特点包括：1.高精度的波形加工技术，能够提供高稳定性、低失真度的任意波形输出。

2.内置多种标准波型，包括正弦波、方波、三角波、锯齿波等，以及多组用户自定义波形，可直接调用。

3.具有 AM、FM、PWM、ASK、FSK、PSK、BPSK、QPSK、OSK、QAM等模拟调制及调频功能，可用于各种调制信号的发生及测试。

4.时间分辨率可达 1 ns，频率分辨率可达到 0.01 Hz，频率范围为1μHz~30MHz，可满足各种需要。

5.支持 RS232、USB、LAN、GPIB 等多种通信接口，以及 SCPI 与LabVIEW 等标准协议，可准确地实现控制和控制面板的远程操作。

应用领域UTG9002C 作为一款具有多样化特色的函数信号发生器，适用于不同领域的测试、研究和教学等，具有以下几个方面的应用：电子工程及通信领域UTG9002C 可用于各种模拟信号的发生和测试，如单片机、集成电路及其他电子产品的测试等，广泛应用于通信、广播、无线电、电子测量等领域。

科研机构UTG9002C 可以满足实验室和科研机构对波形稳定性、精度和可靠性等高要求。

其高速界面和多种通信接口，支持多机联网和远程操作，能够方便快捷地完成测试与研究。

教育领域UTG9002C 具有直观的人机界面设计、易于操作和控制，非常适合教育和培训用途。

它可以作为基础电路、电子技术实验等教学实验装置使用。

总结UTG9002C 作为一款高性能、多功能的函数信号发生器，具有多种优秀的特点和广泛的应用领域。

它有助于推进电子技术、通信、科研教育等领域的发展，促进国家的科技进步。

函数信号发生器的实现方法和使用方法信号发生器是如何工作的函数信号发生器是一种可以供应精密信号源的仪器，也就是俗称的波形发生器，最基本的应用就是通过函数信号发生器产生正弦波/方波/锯齿波/脉冲波/三角波等具有一函数信号发生器是一种可以供应精密信号源的仪器，也就是俗称的波形发生器，最基本的应用就是通过函数信号发生器产生正弦波/方波/锯齿波/脉冲波/三角波等具有一些特定周期性（或者频率）的时间函数波形来供大家作为电压输出或者功率输出等，它的频率范围跟它本身的性能有关，一般情况上都是可以从几毫赫甚至几微赫，甚至还可以显示输出超低频直到几十兆赫频率的波形信号源。

下面，大家就和我来了解一下它吧！函数信号发生器的实现方法:（1）用分立元件构成的函数发生器：通常是单函数发生器且频率不高，其工作不很稳定，不易调试。

（2）可以由晶体管、运放IC等通用器件制作，更多的则是用专门的函数信号发生器IC产生。

早期的函数信号发生器IC，如L8038、BA205、XR2207/2209等，它们的功能较少，精度不高，频率上限只有300kHz，无法产生更高频率的信号，调整方式也不够快捷，频率和占空比不能独立调整，二者相互影响。

（3）利用单片集成芯片的函数发生器：能产生多种波形，达到较高的频率，且易于调试。

鉴于此，美国美信公司开发了新一代函数信号发生器ICMAX038，它克服了（2）中芯片的缺点，可以达到更高的技术指标，是上述芯片望尘莫及的。

MAX038频率高、精度好，因此它被称为高频精密函数信号发生器IC。

在锁相环、压控振荡器、频率合成器、脉宽调制器等电路的设计上，MAX038都是优选的器件。

（4）利用专用直接数字合成DDS芯片的函数发生器：能产生任意波形并达到很高的频率。

但成本较高。

产生所需参数的电测试信号仪器。

按其信号波形分为四大类：①正弦信号发生器。

紧要用于测量电路和系统的频率特性、非线性失真、增益及灵敏度等。

按其不同性能和用途还可细分为低频（20赫至10兆赫）信号发生器、高频（100千赫至300兆赫）信号发生器、微波信号发生器、扫频和程控信号发生器、频率合成式信号发生器等。

波形发生器原理波形发生器是一种能够产生各种波形信号的电子设备，它在许多电子领域中都有着广泛的应用，比如在通信、测试仪器、医疗设备等领域。

波形发生器的原理是基于信号发生器的基本原理，通过不同的电路结构和控制方式，可以产生不同类型的波形信号，如正弦波、方波、三角波和锯齿波等。

波形发生器的基本原理是利用振荡电路产生一定频率和幅度的周期性信号。

振荡电路是由放大器、反馈网络和反馈元件组成的。

当反馈网络和反馈元件满足一定的条件时，放大器就会产生自激振荡，输出一定频率和幅度的信号。

波形发生器可以通过调节反馈网络和反馈元件的参数，来改变输出信号的频率和幅度，从而实现不同类型的波形信号的产生。

在波形发生器中，常用的振荡电路包括晶体振荡器、RC振荡器和LC振荡器等。

晶体振荡器是利用晶体谐振的特性产生稳定的高频信号，适用于需要高频率和稳定性的场合。

RC振荡器是利用电容和电阻构成的振荡网络产生信号，适用于低频和中频范围。

LC振荡器则是利用电感和电容构成的振荡网络产生信号，适用于需要较高频率和较高稳定性的场合。

除了振荡电路，波形发生器还需要一些控制电路来实现对输出波形的调节和控制。

比如，通过控制电压控制振荡电路的频率和幅度，通过数字控制接口实现对波形发生器的编程控制等。

这些控制电路可以使波形发生器具有更灵活的功能，满足不同应用场合的需求。

总的来说，波形发生器是一种能够产生各种波形信号的电子设备，它的原理是基于振荡电路产生一定频率和幅度的信号，通过控制电路实现对输出波形的调节和控制。

波形发生器在电子领域中有着广泛的应用，是许多电子设备中不可或缺的部分。

希望本文对波形发生器的原理有所帮助，谢谢阅读！。

北京普源精电科技有限公司RIGOLTECHNOLOGIES, INC.最高输出频率：200MHz， 160MHz，100MHz，60MHz 500MSa/s采样率，14bits垂直分辨率 标配等性能双通道 2ppm高频率稳定度 低相噪至-115dBc/Hz丰富的模拟调制和数字调制功能 内置150种任意波形内置7位/秒，200MHz带宽的频率计 标配多至16次的谐波发生器功能 功能强大的上位机软件标配接口：USB Host & Device，LAN 7英寸高清屏（800 × 480）系列DG4000系列是集函数发生器，任意波形发生器，脉冲发生器，谐波发生器，模拟/数字调制器，频率计等功能于一身的多功能信号发生器。

该系列的所有型号皆具有2个功能完全相同的通道，通道间相位可调。

产品概述设备尺寸：宽 × 高 × 深 = 313mm × 160.7mm × 116.7mm 重量：3.2kg（不含包装）功能界面标配相同功能的双通道，通道间相位精确可调标配可编辑任意波功能，内置有150种任意波形多种扫频模式高达16次的谐波输出功能频率计统计分析功能界面丰富的模拟调制和数字调制功能噪声发生功能和突发模式功能标配高分辨率的频率计功能技术参数除非另有说明，所有技术规格在以下两个条件成立时均能得到保证。

信号发生器处于校准周期内并执行过自校准。

信号发生器在规定的操作温度（18℃至28℃）下连续运行30分钟以上。

除标有“典型”字样的规格以外，所用规格都有保证。

上升/下降时间典型（1Vpp）<8ns典型（1Vpp）<10ns典型（1Vpp）<12ns过冲典型（100kHz，1Vpp）<3%占空比≤10MHz：20.0%至80.0%10MHz至40MHz：40.0%至60.0% >40MHz：50.0%（固定）不对称性周期的1% + 5ns抖动（rms）典型（1MHz，1Vpp，50Ω）≤5MHz：2ppm + 500ps>5MHz：500ps锯齿波线性度≤峰值输出的1%（典型，1kHz，1VPP，对称性100%）对称性0%至100%脉冲波周期25ns 至1000000s 40ns 至1000000s 66.7ns 至1000000s 脉宽≥10ns ≥12ns ≥18ns 上升/下降沿≥5ns≥7ns≥11ns过冲典型（1Vpp）<3%抖动（rms）典型（1Vpp）≤5MHz：2ppm + 500ps >5MHz：500ps 任意波波形长度16k 点垂直分辨率14bits 采样率500MSa/s 最小上升/下降时间典型（1Vpp）<5ns抖动（rms）典型（1Vpp）≤5MHz：2ppm + 500ps >5MHz：500ps 插值方式关闭、线性编辑方式点编辑、块编辑谐波输出谐波次数≤16次谐波类型偶次谐波、奇次谐波、顺序谐波、自定义谐波幅度各次谐波幅度均可设置谐波相位各次谐波相位均可设置振幅（以50Ω端接）范围≤20MHz：1mVpp 至10Vpp≤70MHz：1mVpp 至5Vpp≤120MHz：1mVpp 至2.5Vpp≤200MHz：1mVpp 至1Vpp ≤20MHz：1mVpp 至10Vpp≤70MHz：1mVpp 至5Vpp≤120MHz：1mVpp 至2.5Vpp≤160MHz：1mVpp 至1Vpp≤20MHz：1mVpp 至10Vpp≤70MHz：1mVpp 至5Vpp≤100MHz：1mVpp 至2.5Vpp≤20MHz：1mVpp 至10Vpp ≤60MHz：1mVpp 至5Vpp准确度典型（1kHz 正弦，0V 偏移，>10mVpp，自动）±设置值的1%±2mVpp平坦度典型（相对于1kHz 正弦波，500mVpp，50Ω）≤10MHz：±0.1dB ≤60MHz：±0.2dB ≤100MHz：±0.4dB ≤160MHz：±0.8dB ≤200MHz：±1dB ≤10MHz：±0.1dB ≤60MHz：±0.2dB ≤100MHz：±0.4dB ≤160MHz：±0.8dB≤10MHz：±0.1dB ≤60MHz：±0.2dB ≤100MHz：±0.4dB≤10MHz：±0.1dB ≤60MHz：±0.2dB单位Vpp、Vrms、dBm 分辨率1mV 或3位偏移（以50Ω端接）范围±5Vpk ac + dc准确度±（设置值的1% + 5mV + 振幅的0.5%）波形输出输出阻抗50Ω（典型）保护短路保护，过载自动禁用波形输出载波正弦波，方波，锯齿波，任意波（DC除外）调制源内部/外部调制波正弦波，方波，锯齿波，噪声，任意波调制深度0%至120%调制频率2mHz至50kHzFM载波正弦波，方波，锯齿波，任意波（DC除外）调制源内部/外部调制波正弦波，方波，锯齿波，噪声，任意波调制频率2mHz至50kHzPM载波正弦波，方波，锯齿波，任意波（DC除外）调制源内部/外部调制波正弦波，方波，锯齿波，噪声，任意波相偏0°至360°调制频率2mHz至50kHzASK载波正弦波，方波，锯齿波，任意波（DC除外）调制源内部/外部调制波50%占空比的方波键控频率2mHz至1MHzFSK载波正弦波，方波，锯齿波，任意波（DC除外）调制源内部/外部调制波50%占空比的方波键控频率2mHz至1MHz3FSK载波正弦波，方波，锯齿波，任意波（DC除外）调制源内部调制波50%占空比的方波键控频率2mHz至1MHz4FSK载波正弦波，方波，锯齿波，任意波（DC除外）调制源内部调制波50%占空比的方波键控频率2mHz至1MHzPSK载波正弦波，方波，锯齿波，任意波（DC除外）调制源内部/外部调制波50%占空比的方波键控频率2mHz至1MHzBPSK载波正弦波，方波，锯齿波，任意波(DC 除外)调制源内部调制波正弦波，方波，锯齿波，噪声，任意波键控频率2mHz至1MHzQPSK载波正弦波，方波，锯齿波，任意波(DC 除外)调制源内部调制波正弦波，方波，锯齿波，噪声，任意波键控频率2mHz至1MHzOSK载波正弦波调制源内部/外部振荡时间8ns至499.75μs键控频率2mHz至1MHzPWM载波脉冲波调制源内部/外部调制波正弦波，方波，锯齿波，噪声，任意波宽度偏差脉冲宽度的0%至100%调制频率2mHz至50kHz外调输入最大输入范围75mVRMS至±2.5Vac + dc输入带宽5MHz输入阻抗1kΩ触发输入电平TTL-兼容斜率上升或下降（可选）脉冲宽度>50ns反应时间扫频：<100ns（典型）脉冲串：<300ns（典型）触发输出电平TTL-兼容脉冲宽度>60ns（典型）最大频率1MHz电源电源电压100V至240V，45Hz至440Hz功耗小于50W保险丝250V，T2A显示类型7寸TFT LCD分辨率800水平 × RGB × 480垂直分辨率色彩16M色环境温度范围操作：10℃至40℃非操作：-20℃至60℃冷却方法风扇强制冷却湿度范围小于35℃：≤90%相对湿度35℃至40℃：≤60%相对湿度海拔高度操作：3000米以下非操作：15000米以下机械规格尺寸（宽 × 高 × 深）313mm × 160.7mm × 116.7mm重量不含包装：3.2kg 含包装：4.5kg接口USB Host，USB Device，LAN IP防护IP2X校准周期建议校准间隔为一年版权所有 仿冒必究 2015年11月版RIGOL ® 是北京普源精电科技有限公司的英文名称和注册商标。

任意波形/函数发生器AFG2021产品技术资料主要特点和优点20 MHz正弦波、10 MHz方波和脉冲波，为大多数应用提供经济的解决方案250 MS/s采样率和14位垂直分辨率，提供同类最优秀的信号保真度直观的类似AFG3000的用户界面，缩短学习周期和客户产品开发周期4 × 128 kS内存和USB存储器扩展装置，存储用户自定义的任意波形标配USB主控端口/设备端口，选配GPIB和LAN接口，在成本和通用性之间实现最佳平衡多种运行模式和调制模式，覆盖大多数客户的作业要求菜单和联机帮助分为8种语言2U高度和半机架宽度，适合台式应用和机架安装应用ArbExpress免费软件，编辑和下载用户自定义波形变得异常简便SignalExpress免费软件，把多种泰克台式仪器组合成低成本自动测试解决方案应用电子测试和设计传感器仿真教育和培训功能测试系统集成产品技术资料2 杰出的性能，经济的价格目前几乎所有消费品都带有电路或器件，要求输入特定电子信号，以便产品正确运行。

这些信号既可以是简单的音频频率或时钟信号，也可以是比较复杂的信号，如碰撞过程中安全气囊传感器发出的串行数据流或信号。

由于提供了20 MHz 带宽、14位分辨率和250 MS/s 采样率，AFG2021任意函数发生器能够以入门级价格，生成简单的信号和复杂的信号。

由于其12种标准波形、调制功能和内置噪声发生器，您可以迅速创建所需信号，全面测试自己的设计。

传承AFG3000直观的用户界面AFG3000系列任意波形/函数发生器创新的简便易用特点首先体现在AF2021的构件上，其可以迅速进入设置和运行特性。

此外，AFG3000客户可以简便地迁移到新的AFG2021上，而不必学习新的用户界面。

3.5英寸彩色TFT 屏幕以图形格式和文本格式显示相关参数，简便地查看波形信息，用户可以对设置全面树立信心，把重点放在手边的任务上。

前面板上的快捷按钮和旋转旋钮可以用最少的工作和时间进入最常用的功能和设置。